Technology support for protecting contacting surfaces of half-coupling—shaft press joints against fretting wear

Abstract

The paper describes the problem associated with the destruction occurred because of fretting wear (FW) of contacting surfaces of elastic coupling (EC) parts, among which the most attackable connection is a tension fit joint of half-coupling—shaft type, wherein the shaft outer cylindrical surface makes contact with the half-coupling inner cylindrical surface. The essence of the most known methods for improving the quality of press joints (increasing bearing capacity, raising joint tightness and shaft strength, as well as reducing FW) is in introducing certain intermediate layers between mating surfaces of parts. In contact, those intermediate layers get properties being significantly different from the original ones, i.e., the transferring occur of such a feature as sliding ability into the intermediate medium. As a novelty, to create such layers, it shows the application of the electric spark alloying (ESA) method, as the most promising, eco-friendly and energy-efficient. The paper presents the ESA processes of aluminizing, sulfidizing and carburizing, which simultaneously occur on the internal surfaces of the half-coupling (hub) in the areas of its ends, and make it possible to improve atmospheric corrosion (fretting corrosion) resistance, prevent adhesion between contacting surfaces, improve surface micro hardness and wear resistance, as well as provide for increasing the joint tightness. У роботі описана проблема, пов'язана з руйнуванням в результаті фреттінгового зносу (ФЗ) контактуючих поверхонь деталей пружної муфти (ПМ), серед яких особливу небезпеку становить пресове з'єднання «напівмуфта-вал», в якому зовнішня циліндрична поверхня вала контактує з внутрішньої циліндричної поверхнею напівмуфти . В результаті аналізу літературних джерел, присвячених вирішенню даної проблеми, встановлено, що більшість відомих способів підвищення якості пресових з'єднань (збільшення несучої здатності, підвищення герметичності з'єднання і міцності валів, зниження ФЗ, полягають у впровадженні між сполученими поверхнями деталей певних «прошарків», що володіють в контакті властивостями, які істотно відрізняються від вихідних тобто перенесення ковзання в проміжну середу. Крім цього показано, що для створення таких «прошарків» найбільш перспективним може бути екологічно чистий і енергоефективний метод електроіскрового легування (ЕІЛ). Одночасне проведення на внутрішніх поверхнях напівмуфти (маточини), в районі її торців, методом ЕІЛ процесів алітування, сульфідування і цементації покращує опір атмосферній корозії (фреттинг корозії), запобігає схопленню контактуючих поверхонь, забезпечує підвищення мікротвердості і зносостійкості поверхні, а також герметичності з'єднання.