Теоретическое обоснование ресурса зубчатых передач лесохозяйственных машин по критерию износа

• Автор: Тихомиров, Петр Викторович
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 136 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Обзор литературы и анализ факторов, влияющих на работо-

способность открытых зубчатых передач.

Постановка цели и задач исследования

1.1. Механизмы и закономерности абразивного изнашивания

1.2. Контактные напряжения

1.3. Площадь контакта

1.4. Путь трения

1.5. Толщина изношенного слоя
1.6. Состав и структура абразивной среды
1.7. Моделирование абразивного изнашивания
1.8. Взаимодействие абразивной частицы с поверхностями
при трении качения с проскальзыванием
1.9. Площади контакта и трибологические характеристики зацепления
1.10. Расчеты зубчатых передач на износ
Выводы
Цель и задачи исследования
2. Морфология изношенной поверхности зуба
2.1. Трение в передачах зубчатыми цилиндрическими
колесами
2.2. Форма изношенного профиля в околополюсной зоне
Выводы
3. Изнашивание твердых тел при наличии абразивных частиц
3.1. Факторы, влияющие на абразивное изнашивание
3.2. Модель процесса абразивного изнашивания зубчатых колес и методика расчета интенсивности изнашивания
Выводы
4. Применение теории подобия и физическое моделирование процесса абразивного изнашивания
4.1. Критерии подобия
4.2. Экспериментальная оценка коэффициента трения
4.3. Проверка адекватности модели
4.4. Экспериментальные исследования изнашивания
4.5. Математическая модель абразивного изнашивания зубьев
4.6. Определение параметров К1Си показателя степени у/
Выводы
5. Прогнозирование и определение оптимального ресурса
работы открытых зубчатых передач по критерию износа и экономическим показателям
5.1. Прогнозирование ресурса открытых зубчатых передач
5.2. Оценка ресурса колес с упрочненными зубьями
5.3. Износ и трибоусталость зубчатых колес
5.4. Определение оптимального срока службы открытых
зубчатых передач по экономическим показателям
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Анализ многочисленных исследований показал, что в 70...80% случаев ^ потеря работоспособности машин и агрегатов происходит из-за износа узлов
трения. В некоторых случаях за полный срок службы машины трудоемкость ремонта изнашиваемых деталей в несколько раз превосходит трудоемкость их изготовления. Ремонтные предприятия часто пытаются изготовить новую деталь взамен изношенной, не располагая при этом необходимым материалом и соответствующим технологическим оборудованием. Вот почему ремонтные заводы сталкиваются с проблемой, связанной с обеспечением требования ГОСТ ^ 18523-73, в соответствии с которым ресурс машин после капитального ремонта
должен составлять не менее 80% ресурса новой машины. Проблема повышения надежности машин может решаться разными путями, среди которых отметим: 1) применение износостойких материалов и современных технологий упрочнения поверхностных слоев; 2) совершенствование методов расчета на износ, позволяющих оценить ресурс работы того или иного узла трения и установить, таким образом, необходимое количество запасных частей. При этом не возникает необходимость в разработке новых материалов, покрытий и отладке технологии их изготовления. Важно, чтобы ресурс изнашиваемой детали, изготовленной по существующей технологии, был кратен сроку службы всей машины. Такой подход иногда оказывается экономически целесообразным.
^ В соответствии с ГОСТ 27.002-89 под ресурсом понимается суммарная
наработка изделия от начала эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние (в часах, числах циклов нагружения и др.). Для открытых зубчатых передач предельное состояние определяется износом зубьев. Следует отметить, что универсального и общепринятого метода расчета на изнашивание нет, и оценка интенсивности изнашивания (в том числе и абразивного) конкретного материала производится расчетно-экспериментальным методом, в основе которого лежат представления об усталостной природе из-

нашивания (И.В. Крагельский и др.).
Рис. 1.9. К оценке тангенциальной силы
= К2/лк +

Г Ntgydy.
Тогда
Это значение не зависит от коэффициента трения скольжения контактирующих материалов и хорошо согласуется с экспериментальными данными.
Рис. 1.10. Состояние контакта: а - непосредственный металлический контакт; б - частичное закрепление абразивных частиц в мягком металле (Нм1<Нш) и в - контакт металл-абразив (Нш~Нш).
На рис. 1.10 в качестве иллюстрации рассмотрены возможные состояния контакта. Если твердость контактирующих металлов (Нш и Нмт) вполне достаточна для размельчения промежуточного материала, то в этом случае состояние