Повышение надежности работы подшипников скольжения

• Автор: Майоров, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОБЗОР ТИПОВ И ОСОБЕННОСТЕЙ РАБОТЫ ОПОР СКОЛЬЖЕНИЯ НА ТЯГОВОМ ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
1Л Типы подшипников скольжения, используемых на тяговом подвижном составе
1.2 Технология изготовления подшипников скольжения
1.3 Неисправности и отказы подшипников скольжения
Постановка задачи
Глава 2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МАКРОРЕЛЬЕФА РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ НА ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИОНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
2.1 Постановка задач аналитического исследования
2.2. Предварительное компьютерное моделирование и анализ работы гидродинамического подшипника
2.3. Анализ нагрузок, действующих на подшипники, и выбор рациональной конструкции
2.4. Работа подшипников в пусковом режиме
2.5. Гидродинамический расчёт несущего смазочного слоя подшипника предлагаемой конструкции
2.6. Определение коэффициента запаса надёжности для подшипников предлагаемой конструкции
Выводы к главе
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МАКРОРЕЛЬЕФА РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ НА ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
3.1 Разработка экспериментального стенда для исследования радиальных подшипников жидкостного трения
3.2 Методика проведения эксперимента
3.3 Обработка данных и сравнение результатов
Выводы к главе
Глава 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ
4.1 Оценка надёжности подшипников
4.2 Оценка экономической эффективности
Выводы к главе
Общие выводы и заключение
Библиографический список
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

ВВЕДЕНИЕ
Железнодорожный транспорт является основным видом путей сообщения. По данным Всемирного банка (по состоянию на 2007 год), эксплуатируемый локомотивный парк железных дорог всего мира насчитывает примерно 86 тыс. тепловозов и 27 тыс. электровозов. Общий парк ОАО "Российские железные дороги" (РЖД) - порядка 20 тыс. единиц тягового подвижного состава, из них около 10 тыс. - магистральные грузовые локомотивы.
В России тепловозы распространены по всей сети железных дорог и выполняют около 98 % маневровой работы и около 40 % пассажирских и грузовых перевозок, поэтому важно поддерживать хорошее техническое состояние тепловозного парка, а так же модернизировать его. Поскольку ремонт тепловозов требует значительных денежных и временных затрат, повышение надёжности этих машин позволит полу1! ить большой экономический эффект.
Надёжность работы тепловоза обеспечивается безотказностью работы всех его узлов. Одним из наиболее важных узлов тепловоза является его первичный двигатель - дизель. Дизельный двигатель тепловоза преобразует энергию сгорания жидкого топлива в механическую работу вращения коленчатого вала, от которого вращение через тяговую передачу получают движущие колёса. На основании анализа данных отчётов по отказам подвижного состава РЖД за 2009-2010 г. установлено, что в данный период было зарегистрировано 2237 случаев отказов тепловозов, из которых 754 произошли по причине отказа дизеля.
Работа дизеля зависит от множества разных факторов, в том числе от надёжной работы опор скольжения коленчатого вала и поршневой группы. Можно сделать вывод, что износ подшипников скольжения приводит к
длительному простою тепловозов ввиду труднодоступности данных узлов и сложности технологии их ремонта.
Следовательно, в настоящее время актуальной является задача разработки новой конструкции подшипников скольжения, обладающей повышенной износоустойчивостью.
Цель работы заключается в исследовании опор скольжения новой конструкции для тягового подвижного состава, в частности подшипников коленчатого вала и поршневой группы локомотивного дизельного двигателя, и их совершенствовании.
Для достижения указанной цели в диссертации были поставлены и решены следующие задачи:
1. Изучение принципа действия и основных причин неплановых ремонтов дизельных двигателей тепловозов, а также методов расчетов подшипников скольжения;
2. Разработка конструкции гидродинамического подшипника скольжения повышенной износоустойчивости;
3. Разработка методики оценки влияния макрорельефа опорной поверхности на работу гидродинамического подшипника скольжения;
4. Разработка методики расчета гидродинамических подшипников скольжения новой конструкции;
5. Разработка методики испытаний гидродинамического подшипника скольжения и создание лабораторного испытательного стенда;
6. Оценка экономической эффективности предлагаемого гидродинамического подшипника скольжения.
Объектом исследования являются опорные гидродинамические подшипники скольжения коленчатого вала и поршневой группы локомотивного дизельного двигателя.
Предметом исследования является возможность повышения надежности работы гидродинамических подшипников скольжения за счет выполнения на их опорной поверхности специального макрорельефа,

На рис. 2.7-2.Ю,г представлено распределение температур в смазочном слое. Видно, что наилучший температурный режим работы подшипника обеспечивается при тех же вариантах, что и наилучший подвод смазочного материала в зону трения.
Таким образом, на основании анализа полученных при моделировании данных можно сделать следующие вывод о том, что предлагаемая конструкция вкладыша с наклонными поперечными канавками, имеющими плавный выход на рабочую поверхность является наиболее рациональной для использования в гидродинамических подшипниках, работающих в условиях жидкостного трения.
Данная конструкция была принята за основу для дальнейших исследований.