Wpływ parametrów technologicznych operacji powierzchniowej obróbki plastycznej na strukturę geometryczną powierzchni czopów wału wykonanego ze stali austenitycznej

• Autorzy: Starosta R. , Labuda W.

Warianty tytułu

EN

The effect of technological parameters of surface plastic working on the geometric structure of the surface of a neck of a shaft made from austenitic steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na statkach, w instalacjach wody zaburtowej (np. instalacji chłodzenia silników), często wykorzystuje się pompy krętne. Ze względu na trudne warunki ich pracy do budowy tego rodzaju pomp stosuje się materiały odporne na zużycie kawitacyjne oraz korozję elektrochemiczną wywoływaną przez wodę morską. W przypadku wałów pomp najczęstszą niesprawnością jest zużycie czopów (korozyjne, cierne i zmęczenie stykowe) w miejscu montażu uszczelnień (dławnic). Zwiększenie trwałości eksploatacyjnej pomp krętnych można osiągnąć dzięki zastosowaniu obróbki nagniataniem jako technologii, która umożliwia uzyskanie stosunkowo małej chropowatości powierzchni przy jednoczesnym jej umocnieniu zgniotem. Celem badań było wyznaczenie optymalnych parametrów procesu nagniatania i zmniejszenie chropowatości powierzchni czopów wałów okrętowych pomp krętnych wykonanych ze stali odpornej na korozję X5CrNi18-10. Proces nagniatania przeprowadzono nagniatakiem jednorolkowym SRMD firmy Yamato. Podczas nagniatania zastosowano zróżnicowane następujące parametry procesu technologicznego: siła nagniatania, prędkość nagniatania, posuw oraz liczba przejść. Istotny wpływ na zmniejszenie chropowatości powierzchni nagniatanych czopów ma posuw i siła nagniatania. Prędkość nagniatania oraz liczba kolejnych przejść nagniataka wpływają w niewielkim stopniu na gładkość obrabianych powierzchni. Stosując mały posuw fn = 0,13 mm/obr oraz siłę Fn 1,1 kN uzyskano chropowatość powierzchni o Ra= 0,07 m. Następne przejścia narzędzia powodują nieduże zmniejszenie chropowatości. Przyczyniają się one do uzyskania geometrii powierzchni o kształcie krzywej udziału materiałowego zapewniającej hipotetycznie zwiększenie odporności na zużycie cierne jak i polepszenie szczelności wału we współpracy z dławnicą okrętowej pompy krętnej.

EN

Torque pumps are frequently used in the outside water installations of ships (e.g. engine cooling installations). Due to the difficult conditions of their operation, materials resistant to cavitation wear and electrochemical corrosion caused by sea water are used in their construction. In the case of pump shafts, the most frequently occu-ring malfunction is shaft neck wear (corrosion, friction, and contact fatigue) in the vicinity of the seals (pac-king). An increase in the exploitation durability of torque pumps can be achieved thanks to the process of burnishing technology, which makes it possible to achieve a relatively small surface roughness with simultaneous strengthening of the surface through deformation hardening. The purpose of studies was to determine optimal process parameters of the burnishing process and to decrease surface roughness of shaft necks of ship torque pumps made from corrosion resistant steel X5CrNi18-10. The burnishing process was carried out using a SRMD one-roller burnishing tool of the Yamato company. During burnishing the following varied technological process parameters were applied: burnishing force, burnishing speed, advance, and the number of passes. Advance and burnishing force has a significant effect on the decrease of surface roughness of burnished shaft necks. Burnishing speed and the amount of subsequent passes of the burnishing tool have an insignificant effect on the smoothness of worked surfaces. For a small advance of fn = 0.13 mm/rot and a force of Fn 1.1 kN, a surface roughness of Ra= 0.07 m was obtained. Further tool passes cause a slight decreases in roughness. These passes contribute to the achievement of a surface geometry with the shape of the Abbott-Firestone curve hypothetically ensuring an increase in abrasive wear resistance as well as improvement of shaft tightness in cooperation with the packing of the ship torque pump.

Słowa kluczowe

PL

obróbka plastyczna; nagniatanie; stal odporna na korozję; warstwa wierzchnia; pompy krętne

EN

plastic working; burnishing; corrosion resistant steel; surface layer; torque pumps

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 22, nr 2
• Strony: 121--139
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Starosta R.

autor

Labuda W.

• Akademia Morska, Gdynia

Bibliografia

• [1] El-Axira M.H., Othmanb O.M., Abodienac A.M., Improvements in out-of-roundness and microhardness of inner surfaces by internal ball burnishing process, Journal of Materials Processing Technology, 196, (2008) 120–128.
• [2] El-Taweel T. A., El-Axira M. H., Analysis and optimization of the ball burnishing, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, (2009) 41:301–310.
• [3] Górski Z, Perepeczko A., Pompy okrętowe, Wyd. Studium Doskonalenia Kadr s.c. WSM, Gdynia 1996.
• [4] Hamadache H., Laouar L., Zeghib N.E., Chaoui K., Characteristics of Rb40 steel superficial layer under ball and roller burnishing, Journal of Materials Processing Technology, 180 (2006) 130–136.
• [5] Jędral W., Pompy wirowe, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001.
• [6] Korzynski M., Relief making on bearing sleeve surface by eccentric burnishing, Journal of Materials Processing Technology, 209 (2009) 131–138.
• [7] Korzyński M., Metodyka eksperymentu – planowanie, realizacja, i statystyczne opracowanie wyników eksperymentu technologicznego, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa 2006.
• [8] Labuda W., Starosta R., Estimation of the influence of burnishing parameters on X5CrNi18-10 steel , Solid State Phenomena, 165 (2010) pp 300-3051.
• [9] Piaseczny L., Technologia naprawy okrętowych silników spalinowych, Wydawnictwo Morskie, Gdańsk 1992.
• [10] Piotrowski I., Witkowski K., Eksploatacja okrętowych silników spalinowych. Wyd. Akademii Morskiej w Gdyni, Gdynia 2002.
• [11] Przybylski W., Współczesne problemy w technologii obróbki przez nagniatanie. Tom 2, Wydawnictwa Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2008.