Аналіз способів зміцнення поверхневого шару деталей газових підшипників

Abstract

The aim of the work is to analyze the methods for strengthening the surface layers of gas bearings and their impact on durability and reliability during operation. The study uses a comprehensive methodology that involves the use of general scientific methods of analysis and synthesis, comparative analysis, and a structuring method. Main characteristics of each method are determined, in particular, their impact on microhardness, wear resistance, resistance to high-temperature loads and the formation of an optimal microstructure of the surface layer. Further structuring of materials made it possible to identify the relationship between the technological features of strengthening methods and their effectiveness under high-speed and high-temperature operation of gas bearings. Analysis of scientific publications showed that the combined use of strengthening methods can significantly improve the performance characteristics of bearings, reducing friction and increasing their service life. The practical significance of the analysis of methods for strengthening the surface layers of gas bearings is important, since their durability and operational reliability have a direct impact on the efficiency of high-speed rotary equipment, aviation and energy systems. Considering that gas bearings operate under difficult conditions (high temperatures, significant mechanical loads, intense wear), the choice of the optimal strengthening method is critical to ensure their long and trouble-free operation. Analysis and use of effective methods for strengthening gas bearings is an important step in increasing their reliability, energy efficiency and durability. This helps to reduce operating costs, improve the operation of high-speed machines and minimize emergency situations, which is critical for many industries.

Метою роботи є аналіз способів зміцнення поверхневого шару деталей газових підшипників стосовно їхнього впливу на довговічність. У дослідженні застосовано комплексну методологію, що передбачає використання загальнонаукових методів аналізу та синтезу, порівняльного аналізу, а також методу структурування. Визначено основні характеристики кожного способу, зокрема вплив на мікротвердість, зносостійкість, стійкість до високотемпературних навантажень та формування оптимальної мікроструктури поверхневого шару. Подальше структурування матеріалів дозволило виявити взаємозв’язок між технологічними особливостями зміцнювальних способів та їхньою ефективністю в умовах високошвидкісної й високотемпературної роботи газових підшипників. Аналіз наукових публікацій показав, що комбіноване застосування способів зміцнення дозволяє суттєво покращити експлуатаційні характеристики підшипників, зменшуючи тертя та збільшуючи ресурс роботи. Практичне значення аналізу способів зміцнення поверхневих шарів газових підшипників має важливе значення, оскільки довговічність та експлуатаційна надійність підшипників безпосередньо впливають на ефективність роботи високошвидкісного роторного обладнання, авіаційних та енергетичних систем. Враховуючи те, що газові підшипники функціонують в складних умовах (високі температури, значні механічні навантаження, інтенсивний знос), вибір оптимального способу зміцнення є критично важливим для забезпечення їхньої тривалої та безперебійної роботи.