3 Разработка технологического обеспечения нанесения функционально – ориентированных покрытий на рабочие поверхности зубчатых колес

3.1 Определение требуемых свойств, достигаем покрытием, исходя из функциональных требований к зубчатым колесам

Работоспособность ЗК определяющая качество выполнения ими служебных характеристик, напрямую связанна с точностью основных параметров зубчатого венца, точностью посадочных поверхностей, определяющих положение ЗК относительно сопрягаемых деталей, а также качеством исполнительных рабочих поверхностей и физико-механическими свойствами поверхностного слоя рабочих элементов.

ФО технологии производства ЗК, в отличие от традиционных технологий, предусматривают детальное изучение условий работы данных изделий, как на этапе конструирования, так и на этапах технологической подготовки производства. На основании анализа, выясняется назначение каждого элемента ЗК, а в каждом элементе выделяются участки и зоны, при этом выясняется характер изменения эксплуатационных функций в каждой зоне и участке. На основании полученных данных составляются матрицы соответствия свойств конкретных зон участков ЗК, функциям, действующим в них, в процессе эксплуатации.

На начальном этапе ЗК классифицируются по внешнему признаку. Деление является многофакторным поскольку ЗК внешне разделяются по размерам, типу, по конструктивному исполнению, по расположению зубчатого венца, по направлению зуба, по способу крепления ступицы, по расположению на валу, по форме базового отверстия (для ступичных ЗК), по конструкции диска, по форме ступицы, по форме торцов зубьев и пр.

В дальнейшем, для каждого вида ЗК приводится исследование работы каждого отдельного функционального элемента ЗК, результатом которого является определение механических и эксплуатационных характеристик согласного заданного, требуемого или предельного критерия качества и эффективности ЗК под действием известных эксплуатационных условий, в рассматриваемых зонах и участках ЗК.

После определения необходимых характеристик элементов ЗК составляется технологический процесс, который ставит в соответствие ТВ для каждой зоны и элемента ЗК, действующим эксплуатационным функциям.

Рисунок 3.1 - Основные особенности ФО технологических процессов

Рассмотренные действия по проектированию ФО технологий, позволяют выделить следующие особенности данных технологий (рис3.1):

- возможность использования ТВ на местном уровне, что является условием реализации технологических воздействия не только для поверхностей ЗК, но и для поверхностных слоев, линий, точек и объемных зон функциональных элементов ЗК. Данную особенность можно выразить для элементарных зон функциональных элементов, следующим отображением

- точность реализации ТВ в зависимости от уровня применения ФО технологий. Предполагает более точные границы зон реализации ТВ, которые определяются уровнем реализации технологических операций для функциональных зон и элементов ЗК. При этом в зависимости от геометрических размеров рассматриваемых зон, для плоских функциональных элементов выделяют макрозоны (1-100 мм²), микрозоны ((4-600)10^-6 мм²) и нанозоны (10^-9 мм²);

- зависимость ТВ от эксплуатационных параметров. ТВ определяются анализом условий эксплуатации каждой функциональной зоны и элемента ЗК. При этом возможна реализация, как постоянных свойств элементов изделия, так и изменяющихся свойств во времени и в пространстве в зависимости от особенностей эксплуатации; а также реализация ТВ для обеспечения заданного, требуемого или предельного потенциала свойств элементов изделия. Данная особенность реализуется за счет обеспечения полной адаптации свойств изделия при его изготовлении к особенностям эксплуатации;

- реализация ТВ по уровням глубины технологии. Предусматривает реализацию ТВ для уровней: изделий, частей, составляющих частей, зон, макрозон, микрозон и нанозон;

- ориентация ТВ на основе принципов. Предусматривает соблюдение принципов ориентации при реализации ТВ, которые ставят во взаимное соответствие: свойства функциональных элементов, ТВ и особенности эксплуатации готового изделия и его элементов;

- реализация различных видов обеспечения в зависимости от решаемой технологической задачи. При этом возможны обеспечения: по свойствам материала, структурное обеспечение, конструкторское обеспечение, технологическое обеспечение и эксплуатационное обеспечение [40];

- реализация ФО технологий по различным уровням применения. При этом возможно их применение: на всех этапах жизненного цикла изделия (потребность в изделии-конструирование-производство-эксплуатация-утилизация). На всех этапах комплексного технологического процесса (получение материала - получение заготовки - этапы механической обработки - этапы термической обработки - этапы подготовки и нанесения покрытий - этапы сборки - этапы упаковки и консервации – контроль - транспортировка), на всех операциях каждого этапа технологического процесса и на уровне отдельной операции.