Повышение долговечности подшипников качения, работающих в условиях фреттинг-коррозии

• Автор: Корниенко, Борис Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 198 с. : ил.

1. МЕХАНИЗМ ИЗНАШИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРЕНИЯ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ФРЕТТИНГ-КОРРОЗИИ
1.1.Характерные узлы машин, подверженные износу фреттинг-коррозией
1.2. Анализ факторов, влияющих на изнашивание
1.3.Методы повышения долговечности фрикционных систем, подверженных износу фреттинг-коррозией
1.4.Современные методы диагностирования и прогнозирования изнашивания
1.5.Цель и задачи
2. РАСЧЕТ НАПРЯЖЕНИЙ В ДЕМПФИРУЮЩЕМ КЛЕЕВОМ ШВЕ
2.1. Расчет предельных напряжений в клеевом шве
2.2. Влияние температуры на напряжения в клеевом шве
2.3. Определение допускаемых напряжений
2.4. Расчет напряженного состояния клеевого шва
2.5.Вывод ы
3. КОМПЛЕКСНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФРИКЦИОННЫХ СИСТЕМ С УЗЛАМИ ТРЕНИЯ ПРИ ФРЕТТИНГ-КОРРОЗИИ
3.1. Методика комплексного моделирования
3.1.1. Динамическое подобие механических систем
3.1.2. Динамическое подобие узла трения
3.1.3. Физическое подобие узла трения
3.1.4. Устранение противоречий теории физического
моделирования
3.2. Описание лабораторной установки
3.3. Планирование и методика эксперимента
3.4. Выводы
4. ТРИБОСПЕКТРАЛЬНАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ФРЕТТИНГООБРАЗОВАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
4.1. Триботехнические характеристики поверхностей трения при фреттинг-коррозии
4.2. Трибоспектральная идентификация процессов фреттингообразования
4.3. Корректировка параметров расчета фрикционной механической системы на базе модельной оптимизации
4.4. Выбор рациональной клеевой композиции для защиты узлов трения от фреттинг-коррозии
4.5. Создание системы управления приводом
4.6. Выводы
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ
5.1. Экономический эффект от предложенных методов
Общие выводы
Литература
Приложения
• Программа расчёта масштабных коэффициентов перехода комплексного физического моделирования по программе МКП
• Результаты математического планирования эксперимента по программе ОЦКП
• Программа амплитудно-фазово-частотного анализа трибоспектральных характеристик
• Банк трибоспектральных данных для прогнозирования развития фреттинг-коррозии в реальном узле трения
• Математическая модель механической системы
• Акт внедрения результатов работы
Первостепенным направлением развития современного машиностроительного и ремонтного производства является повышение надежности и износостойкости машинного парка.
Также в комплексе решаемых в машиностроении масштабных первостепенных задач увеличение продолжительности срока службы узлов и механизмов и обеспечение безопасной работы машин остается одной из первых. Соблюдение этих тенденций позволяет обеспечить конкурентоспособность отечественных машин и механизмов, выполняющих комплекс работ по текущему обслуживанию пути при его капитальном ремонте и строительстве новых железных дорог, проведению геолого-разведочных работ.
Повышение силовых и производственных характеристик выпускаемых агрегатов напрямую приводит к росту температурно-силового нагружения их узлов, в частности, пар трения. Срок службы любого механизма зависит от работы отдельных узлов. Основными видами отказов (более 80 %) является преждевременный износ трущихся узлов и деталей машин. Подшипники являются составной частью практически любого агрегата, машины или механизма и, как свидетельствует накопленный опыт их эксплуатации, в большей мере определяют их надежность и долговечность.
Одним из важнейших вопросов машиностроения и ремонтного производства является обеспечение работоспособности закрытых узлов трения, ограничивающих работоспособность механизмов и машинного парка в целом, контролировать работу которых постоянно практически невозможно. В таких закрытых узлах, подверженных виброколебаниям, одним из основных видов изнашивания является фреттинг-коррозия. Фреттинг наблюдается в различных прессовых посадках (например, ступицы колеса и оси, бандажа и колесного центра, подшипниках качения и скольжения), в шлицевых, шпоночных, болтовых и заклепочных соединениях (например, подкладках, накладках,
При работе узла трения происходит нагрев подшипника в результате качения шариков по его внутреннему кольцу, что приводит к повышению температуры клеевого шва.
Известны: температура окружающей среды Чн, коэффициент теплопроводности вала -А,в, коэффициент теплоотдачи с поверхности вала -ав. Принимаются: 1) распределение температуры вдоль вала установившиеся; 2) коэффициент теплоотдачи с поверхности вала является постоянным как по длине, так и по диаметру, т.е. ав=ав ( при 0<2<Ь; 0<ср<2П); 3) ^.-коэффициент теплопроводности в радиальном направлении, Хг-сопб! ; ^-коэффициент теплопроводности в осевом направлении, ^-сопві, Тп (г,г) -температура в п клеевом слое.
Рисунок 2.4 - Схема к расчету температуры клеевого шва
Система стационарного уравнения с условием осесимметричной постановки задачи имеет вид:
Дадим двумерное уравнение теплопроводности в цилиндрических координатах. [13]