Исследование теплового процесса и диагностика трения в полимерных подшипниках скольжения

• Автор: Васильева, Мария Александровна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Якутск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

введение.

1. МЕТОДТЕГОЮВОЙ ДИАГНОСТИКИ ТРЕНИЯ.

Г: 1. Устройства замера момента трения

1.2; Соотношение между работой трения и теплотой

1.3. Тепловаядиагностика трения в подшипниках скольжения:

Выводы главы I

2. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ В РАДИАЛЬНЫХ ПОДШИНИКАХ СКОЛЬЖЕНИЯ

2; 1. Общая постановка тепловой:задачи для радиальных подшипников :..

скольжения с учетом движения:вала:

2:2. Алгоритм определения нестационарного температурного поля*
в подшипнике:скольжения*с учетом движения вала:
2.3; Исследование температурного поля подшипника с вращательным;
движениемвала
2.4; Исследование температурного поляшодшипника с возвратновращательным движением; вала. .:
Выводы главы 2........................................ ...;
3. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ В РАДИАЛЬНЫХ ПОДШИПНИКАХ СКОЛЬЖЕНИЯ ПО ТЕМПЕРАТУРНЫМ ДАННЫМ
3.1. Алгоритм решения граничной обратной задачи методом сопряженных градиентов;
3.2. Восстановление мощности тепловыделения для подшипника с вращательным движением вала
3.3. Восстановление мощности гепловыделения для подшипника с возвратно-вращательным движением вала'
Выводы главы 3

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ
ТЕПЛОВОЙ ДИАГНОСТИКИ С УЧЕТОМ ДВИЖЕНИЯ ВАЛА..
4.1. Разработка трехмерной математической модели теплового
процесса в подшипниках скольжения
4.2. Определение функции тепловыделения с использованием трехмерной математической модели подшипника скольжения
4.3. Экспериментальная проверка тепловой диагностики трения с
учетом движения вала
Выводы главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В условиях эксплуатации и при проведении стендовых испытаний не всегда удается получить данные о потерях на трение в опорах скольжения, что существенно затрудняет определение основных триботехнических параметров, необходимых для прогнозирования их работоспособности и оценки технического состояния. Существующие методы непосредственного замера момента трения, характеризующего мощность трения, предусматривают использование специальных упругих элементов. Размещение их даже в стендовых установках крайне затруднено. Замер момента трения еще более затрудняется* в сопряжениях эксплуатирующейся техники. Это приводит к необходимости определять работу, затраченную на трение, по замерам- других величин, достаточно хорошо1 коррелирующих с искомым. С точки зрения доступности измерений, наиболее выгодной является температурная информация, не требующая для измерения сложного и громоздкого оборудования. Температура более доступна для непосредственного измерения, включая самые неблагоприятные случаи.
Основываясь на факте, что практически вся работа, затрачиваемая на трение, трансформируется в теплоту, в работах Черского ИЛ., Богатина О.Б., Старостина НЛ., Кондакова A.G., Кондакова A.A. разработан метод тепловой диагностики трения в опорах скольжения (подшипниках, направляющих скольжения, шаровых опорах, радиальных уплотнениях), позволяющий восстанавливать мощность трения по температурным данным. Метод сводится к регистрации температуры в окрестности зоны трения, построению математической тепловой модели, адекватной процессу теплообмена в сопряжении, и решению соответствующей граничной обратной задачи восстановления фрикционного тепловыделения и соответственно мощности трения. В частности, применительно к подшипникам скольжения метод тепловой диагностики трения был разработан при достаточно высокой скорости вращения вала, обеспечивающей допущение об однородности

На каждой итерации по разработанной схеме используется метод прогонки. Рассмотрим разностный аналог уравнения вала по радиальной координате. Приведем схему (2.14) к виду:
А ■ Нм,у - С ■ 0и + В • Нм>у - -В, (2.31)
где коэффициенты определяются следующим образом:

В '/+1/2 —*+1/
- = + • Д,+и ,
г,П,Им
Г1-1/2 —*+1/2 , г/+1/2 —*+1/2 , Св(Уи)
ґ~і _ Ч-1/2 -—*+1/4 ■ •/4-1/2
гДА, ‘ " Г/АД« ' '+и

(2.32)
(2.33)
(2.34)
(2.35)
Рассмотрим аппроксимацию начальных и граничных условий задачи по
валу.
Начальное условие задается:
и° = Т
і,і /
Приведем краевое условие (2.21) при г = 0 к виду:
^о, = ^1^1,у Л •
Перепишем условие (2.21)
(2.36)

-Е'о.л 0<У<М,
отсюда
^і сй(с/0>у)
к /7 4- 4 П
(Фо,Св(с7)' и1,/ + ГяДбУ^ сДнЦ
1 ^ 4 г* 1 л, 4 г* у
Н0*у, 0 < у <М.