Патенты автора Воронин Николай Алексеевич (RU)
Изобретение относится к измерительной технике для определения остаточных напряжений в тонком твердом напряженном покрытии, нанесенном на податливую подложку. Сущность: для изделия с покрытием, в котором присутствуют остаточные напряжения и имеется диаграмма внедрения от единичного индентирования с указанием предельной величины нагружения, строится кривая упругого нагружения для покрытия без присутствия в нем остаточных напряжений путем проведения повторного цикла индентирования в отпечаток от первичного цикла индентирования, проводится анализ кривых нагружения и разгрузки второго цикла индентирования, аналитическая обработка этих кривых, позволяющая определить величину предельной нагрузки индентирования для изделия с ненапряженным покрытием и глубину пластического отпечатка в напряженном покрытии, что позволяет рассчитать уровень остаточных напряжений в покрытии по известной зависимости, предложенной в прототипе. Технический результат: возможность достаточно просто определять величину и знак остаточных напряжений в тонких покрытиях, нанесенных на податливые подложки. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к области разработки и производства подшипников, в частности упорных высокоскоростных подшипников жидкостного трения, и может быть использовано в машинах и механизмах, применяемых в энергетической промышленности, машиностроении, нефтяной отрасли и других видах промышленности, где используют гидродинамические подшипники скольжения. Способ включает создание газожидкостного динамического слоя смазки движением пяты относительно подпятника, образующего протяженный двухфазный слой, состоящий из жидкости и газового слоя, последний из которых располагается на поверхности неподвижного подпятника. Газовый слой возникает в результате насыщения кавитационного потока газом - водородом в результате химической реакции энергоаккумулирующего материала с водой, используемой в качестве жидкой смазочной среды. Энергоаккумулирующий материал служит основой или компонентом подпятника. Устройство упорного высокоскоростного подшипника скольжения, в котором может быть реализован этот способ, конструктивно состоит из пяты и подпятника с выполненными на поверхности подпятника гидродинамическими канавками, при этом подпятник выполнен или содержит в своем составе энергоаккумулирующий материал. Технический результат: снижение коэффициента трения высокоскоростного подшипника скольжения, повышение несущей способности и стабильности работы подшипника. 2 н. и 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к измерительной технике для определения адгезионной прочности тонких твердых покрытий на податливых подложках. Сущность: производят нагружение и внедрение алмазного пирамидального наконечника в поверхность покрытия на податливой подложке на глубину, обеспечивающую отслоение покрытия от основы при разгружении, при этом записывают экспериментальную диаграмму внедрения в виде кривых изменения нагрузки от глубины внедрения при возрастании и затем снижении нагрузки до нуля, фиксируют значения максимальной нагрузки и соответствующей ей глубины внедрения, рассчитывают эффективный модуль упругости и композиционную твердость покрытия на податливой подложке, осуществляют графически построение теоретических кривых нагружения и разгружения в виде модельной диаграммы внедрения, после чего совмещают модельную диаграмму внедрения с экспериментальной диаграммой внедрения слоистого тела, достраивают кривую разгружения в экспериментальной диаграмме внедрения, описывающую вариант экспериментальной диаграммы внедрения при когерентной связи покрытия к подложке, выявляют области в экспериментальной диаграмме внедрения, отличающиеся от аналогичных областей модельной диаграммы внедрения, анализируют природу образования этих областей, рассчитывают работу, затрачиваемую на упругое восстановление отслоившегося покрытия при разгружении, как количественную разницу в площадях отличительных областей, сопоставляют величину работы, затрачиваемой на упругое восстановление отслоившегося покрытия, с площадью фигуры в виде треугольника, одна из сторон которого образует острый угол с осью абсцисс, и по тангенсу данного угла рассчитывают по известной формуле значение адгезионной прочности покрытия. Технический результат: повышение точности и объективности определения адгезионной прочности тонких покрытий на податливых подложках. 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Устройство для измерения параметров рельефа поверхности и механических свойств материалов // 2731039
Изобретение относится к технике контроля и исследования материалов и изделий и может быть использовано для определения параметров рельефа поверхности (линейные размеры, шероховатость), механических (твердость, модуль упругости, адгезия покрытия) и трибологических (коэффициент трения, износостойкость, время жизни покрытий) характеристик материалов цилиндрических и плоских поверхностей трения изделий машиностроения. Устройство содержит пьезокерамический стол, корпус и индентор, электронный блок контроля электрических сигналов емкостных датчиков и возбуждения упругих элементов. Индентор установлен в узле его крепления на упругом элементе, который выполнен в виде многослойного пакета из пяти консольно закрепленных в держателе и соединенных с блоком контроля плоских прямоугольных пластин. Внешняя пара пластин наибольшей длины соединена на концах между собой с помощью жесткой диэлектрической стойки и образует внешний контур, внутри которого расположен внутренний аналогичный контур из пары соединенных между собой с помощью диэлектрической стойки пластин меньшей длины, но большей жесткости, чем пластины внешнего контура. В центре внутреннего контура размещена центральная пластина и все пластины закреплены в держателе параллельно с зазорами между собой. На конце нижней пластины внешнего контура закреплена гладкая упорная сфера, а на концах нижней и верхней пластин внутреннего контура - узел крепления сменных инденторов с возможностью установки их через технологические отверстия в нижней и верхней пластинах внешнего контура. Технический результат: расширение функциональных возможностей, повышение качества (в частности, разрешающей способности), достоверности и стабильности измерений, а также оптимизация конструкции и повышение ее технологичности при производстве. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для контроля параметров шероховатости и механических свойств цилиндрических и плоских поверхностей трения изделий машиностроения. Прибор содержит массивное основание с установленными на нем позиционерами с приводами, стойку с держателем изделий, комплект сменных инденторов, а также блок управления, включающий компьютер с программным обеспечением и контроллерами, датчики перемещения детали в трех пространственных координатах X, Y и Z и осевого вращения. В приборе дополнительно установлены пять линейных позиционеров с датчиками перемещения, стойка с моторизированным поворотным держателем изделия с датчиком угла поворота, два оптических конфокальных зонда, оптический микроскоп и индентационный модуль. На первом из линейных позиционеров установлен трехкоординатный позиционер-пьезосканер с возможностью перемещения его по горизонтальной оси Y, на котором закреплен один индентационный модуль с пирамидальным или сферическим индентором или в комплекте с конфокальным зондом. Второй и третий линейные позиционеры выполнены один на другом и на верхнем закреплены второй конфокальный зонд и оптический микроскоп, которые имеют возможность перемещения по горизонтальным осям X и Y. На четвертом линейном позиционере смонтирована поворотная стойка с возможностью перемещения по оси X. Пятый линейный позиционер установлен на стойке и позволяет перемещаться моторизированному поворотному держателю изделия по вертикальной оси Z. Стойка имеет возможность фиксации на линейном позиционере в двух положениях относительно линейного позиционера параллельно его оси перемещения или перпендикулярно ей. Технический результат: обеспечение измерения параметров нано-, микрошероховатости и текстуры (регулярного микрорельефа) поверхности, а также адгезии покрытий, триботехнических характеристик и механических свойств материала плоских и цилиндрических поверхностей изделий. 10 ил.
Устройство относится к нефтяному машиностроению, а именно к многоступенчатым центробежным насосам с компрессионной схемой сборки. Погружной многоступенчатый центробежный насос содержит вертикальный цилиндрический корпус, на торцах которого установлены ловильная головка и входной модуль с отверстиями для забора пластовой жидкости, набор ступеней, состоящих из рабочих колес и направляющих аппаратов, собранных на валу, установленном по оси корпуса. В стенках ловильной головки и входного модуля выполнены сквозные каналы. Насос снабжен расположенным внутри входного модуля между отверстиями для забора пластовой жидкости и сквозным каналом в его стенке узлом гидростатической опоры в виде упорного диска, жестко закрепленного на корпусе, расположенного под ним диска осевой опоры, жестко закрепленного на валу, и лабиринтно-винтового уплотнения вала, установленного под диском осевой опоры, образуя под ним нагнетательную камеру. Сквозные каналы в стенке ловильной головки и в стенке камеры входного модуля соединены трубопроводом, с возможностью подачи части пластовой жидкости высокого давления в нагнетательную камеру. Повышается рабочий ресурс насоса.1 ил.
Протектор для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя относится к области электромашиностроения, в частности к устройствам гидрозащиты погружных маслозаполненных электродвигателей, предназначенных для привода насосов, используемых в нефтяной промышленности для добычи нефти с пластовой жидкостью. Протектор содержит цилиндрический корпус, на торцах которого расположены фланцы для соединения с насосом и электродвигателем. По оси корпуса установлен вал с нижним и верхним торцевыми уплотнениями. Между ними размещен выполненный с возможностью гидравлического соединения с маслозаполненной полостью электродвигателя узел гидродинамической осевой опоры вала, состоящий из пяты в виде жестко закрепленной на валу ступицы. Средняя часть ступицы выполнена в виде диска. На корпусе жестко закреплены надпятник, сопряженный с верхней поверхностью дисковой части ступицы, и подпятник, сопряженный с нижней поверхностью дисковой части ступицы, установленный с зазором со ступицей. На наружной поверхности ступицы выполнена правая винтовая многозаходная нарезка, а на сопряженной с ней поверхности отверстия подпятника выполнена левая винтовая многозаходная нарезка. Величина зазора между этими деталями составляет не более 0,2 мм. На торцевой поверхности дисковой части ступицы выполнены симметрично расположенные параллельно оси вала сквозные отверстия, снабженные закладными калиброванными жиклерами. Обеспечивается автоматическая регулировка грузоподъемности в зависимости от режима работы насоса и, главное, от частоты вращения вала насоса. 2 ил.
Изобретение относится к измерительной технике для определения адгезионной прочности тонких защитных покрытий на изделиях машиностроения. Сущность: производят нагружение и внедрения алмазного пирамидального наконечника в поверхность слоистого тела изделия с покрытием на глубину обеспечивающую отслоение покрытия от основы при разгружении, при этом записывают диаграмму внедрения в виде графиков кривых изменения нагрузки от глубины внедрения при возрастании и затем снижении нагрузки до нуля и фиксируют значения максимальной нагрузки и соответствующей ей глубины внедрения, рассчитывают эффективный модуль упругости слоистого тела, осуществляют графически построение теоретических кривых разгружения независимо материала покрытия, материала основы и слоистого тела в диапазоне значений экспериментальных данных по нагрузке, после чего совмещают теоретическую кривую разгружения слоистого тела с экспериментальной кривой разгружения путем совпадения значения нагрузки у теоретической кривой разгружения слоистого тела со значением нагрузки Рmax экспериментальной диаграммы внедрения, выявляют область расхождения экспериментальной и теоретической кривой разгружения слоистого тела, регистрируют значения в этой области нагрузки Радг и глубины внедрения sадг на экспериментальной кривой разгружения, смещают графически теоретическую кривую разгружения материала основы в область нахождения экспериментальной кривой разгружения таким образом, чтобы кривая разгружения материала основы проходила через точку с координатами [Радг, sадг] и рассчитывают значение адгезионной прочности по формуле. Технический результат: повышение точности и объективности определения адгезионной прочности тонких покрытий. 1 табл., 3 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для определения твердости упрочненных поверхностей изделий, в поверхностных слоях которых присутствуют остаточные напряжения, в частности в тонких твердых покрытиях, осажденных на твердые подложки и имеющих различное назначение (износостойкие, коррозионно-стойкие, защитные и др.). Способ определения истинной твердости покрытия, заключающийся в том, что изделие, на поверхности которого имеется покрытие известной толщины, помещают в прибор-твердомер, с помощью которого производят нагружение (внедрение) алмазного пирамидального наконечника в поверхность изделия с покрытием, измеряют значения нагрузки и глубину внедрения, по которой определяют значение твердости. При этом перед измерением рассчитывают размер диагонали пирамидального индентора на глубине внедрения, равной -0,1 толщины покрытия, от кончика индентора, прорезают в покрытии перпендикулярно поверхности две идентичные по ширине и длине параллельные между собой прорези глубиной, равной не менее толщины покрытия, в локальном месте исследуемой поверхности изделия с покрытием, причем расстояние между прорезями должно быть не менее чем утроенная величина рассчитанной диагонали, но не более чем в четыре раза ее превышающая, ориентируют изделие с покрытием в приборе-твердомере таким образом, чтобы при дальнейшем нагружении индентора, его кончик попал в центр исследуемой локальной области между двумя прорезями, производят внедрение алмазного пирамидального индентора в покрытие на глубину ~0,1 толщины покрытия, измеряют точные значения нагрузки и глубины внедрения, рассчитывают значение истинной твердости материала покрытия на глубине 0,1 толщины покрытия по формуле. Данное изобретение позволяет повысить точность определения твердости покрытия, в котором присутствуют остаточные напряжения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к измерительной технике для определения модуля упругости материала тонких покрытий. Сущность: измеряют толщину покрытия и модуль упругости материала основы изделия, помещают изделие в микротвердомер, с помощью которого производят внедрение алмазного пирамидального индентора в изделие на глубину, равную толщине покрытия, записывают диаграмму внедрения (кривую нагружения) в координатах «усилие нагружения - глубина внедрения», получают массив данных параметра сравнивают с теоретически рассчитанным массивом данных изменения параметра (Dтеор)i=[D{E*}⋅D{E*=1}] (или аппроксимирующей зависимостью Dтеор=ƒ (s/h)) для ряда дискретных значений величины контактной упругости Е* от относительной глубины внедрения индентора в поверхность модели слоистого тела, имитирующего поверхность изделия с покрытием, и определяют модуль нормальной упругости материала покрытия Е1 по результатам максимального совпадения значений параметра Dэксп, полученного из эксперимента, с набором значений параметра Dтеор в диапазоне от 0,1 до 1,0 значений относительной глубины внедрения индентора используя зависимости. Технический результат: снижение трудоемкости и повышение точности определения модуля упругости тонкого покрытия. 1 табл., 7 ил.
Изобретение относится к измерительной технике для измерения микромеханических характеристик внутренних поверхностей изделий относится к области машиностроения, в частности для контроля физико-механических свойств внутренних поверхностей сквозных и глухих отверстий с тонким покрытием. Сущность: осуществляют внедрение в поверхность пирамидального индентора из твердого материала с известными упругими характеристиками, запись диаграммы нагружение - глубина внедрения и обработку массива данных, описывающих диаграмму нагружение - внедрение. Производится внедрение упругого индентора в криволинейную внутреннюю поверхность топокомпозита в диапазоне глубин внедрения от единиц нанометров до десятка микрометров. Осуществляется регистрация данных измерения, а также их обработка с использованием теоретических аналитических зависимостей, описывающих механику нормального контактного взаимодействия упругого сферического индентора с покрытием из топокомпозита в области упругопластического деформировании последнего, по совокупности нескольких показателей, а именно твердости и модуля упругости покрытия, композиционной твердости и модуля упругости топокомпозита, которые определяются по формулам. Устройство содержит основание, на котором расположена подвижная стойка с вращающейся площадкой, на которой закреплена штанга с измерительным модулем и люнетом и с возможностью перемещения ее внутри отверстия исследуемого изделия по трем осям и вращения вокруг своей оси с помощью расположенных на стойке приводов, при этом на хвостовике штанги установлена цифровая камера. Технический результат: возможность комплексной оценки с высокой точностью параметров физико-механических свойств внутренних поверхностей сквозных и глухих отверстий с тонким покрытием в режиме одного технологического измерения. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к измерительной технике для определения модуля упругости материала тонких покрытий. Сущность: определяют толщину покрытия и твердость материала основы известными методами, производят нагружение (внедрение) алмазного пирамидального наконечника в плоскую поверхность изделия без покрытия и с покрытием, имеющим известную толщину, на глубину, превышающую толщину покрытия, записывают диаграммы изменения величины нагрузки с увеличением глубины внедрения, по которым строят зависимость изменения параметра, характеризующего отношение квадратов глубин внедрения в поверхность с покрытием и без покрытия от относительной глубины внедрения, определенных при одной и той же нагрузке, и сравнивают со значениями аналогичного параметра, рассчитанного по теоретическим зависимостям, функционально зависимым от величины контактного модуля упругости слоистого тела, включающего в себя модуль упругости материала покрытия, и определяют модуль нормальной упругости материала покрытия по результатам максимального совпадения значений параметра, полученного из эксперимента, с набором значений параметра, полученного теоретическими расчетами, в диапазоне значений относительных глубин внедрения индентора от 0,2 до 1,0. Технический результат: повышение точности и объективности определения модуля упругости материала покрытия на изделии. 7 ил., 1 табл.
Изобретение относится к измерительной технике для определения модуля упругости материала тонких покрытий на изделии
Изобретение относится к способу и устройству получения поверхностей трения с газодинамическими канавками и может найти использование в машиностроении при производстве колец бесконтактных торцовых уплотнений перекачивающих компрессоров, упорных подпятников и подшипников, работающих на газовой смазке
