Разработка смазочной композиции для узла трения "кольцо-бегунок" кольцевой прядильной машины

• Автор: Топорова, Ева Александровна
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 193 с. : ил.

4>‘

Содержание Условные обозначения Введение

Глава первая Состояние вопроса и постановка задач исследования

1.1 Обзор конструкции узла трения

«кольцо - бегунок» кольцевой прядильной машины

1.2 Строение и свойства полимеров

1.3 Пластмассы как конструкционные материалы

1.3.1 Физико-химические свойства полиамидных материалов

1.3.2 Механические и трибологические свойства полиамидов

1.4 Смазочные материалы

1.4.1 Виды смазочных материалов и обоснование применения ' масел в высокоскоростных малонагружснных узлах трения
1.4.2 Некоторые физические свойства индустриальных масел и требования, предъявляемые к ним.
1.4.3 Состав масел и присадок и процессы, происходящие на смазываемых поверхностях
1.5 Выводы и задачи исследования
Глава вторая Предпосылки к выбору смазочных композиций в паре трения «кольцо - бегунок» кольцепрядильной машины.
2.1 Особенности трения металлополиамидных пар
2.2 Режимы трения в узле наматывания нити кольцепрядильной машины
2.3 Основания для выбора присадок к маслам
V
2.3.1 Действие поверхностно-активных присадок
2.3.2 Основания для выбора материала присадки к смазке для пары
2.3.3 Другие пути улучшения свойств смазки для узла «кольцо - бегунок».
2.4 Выводы ко второй главе
Глава третья Экспериментальные исследования свойств смазочных композиций по отношению к материалам кольца и бегунка
3.1 Исследование поверхностно-активных свойств
3.1.1 Определение средних размеров диаметров смачивания полиамидного материала и стали 40x13 смазочными композициями, состоящими из индустриального масла, содержащего различные концентрации присадок.

3.1.2 Анализ результатов экспериментов по определению средних диаметров смачивания для полиамидного и стального материалов
3.2. Исследование смазочных свойств смазочных композиций для узла трения кольцепрядильной машины
3.2.1 Исследование момента трения при трении полиамидного материала по металлу
3.2.2 Анализ экспериментальных данных по исследованию трибологичских параметров узла трения «кольцо - бегунок» кольцепрядильной машины
3.3 Исследование влияния нормальной нагрузки и скорости на момент трения в паре «кольцо - бегунок» кольцепрядильной машины
3.3.1 Описание экспериментов и условия их проведения
3.3.2 Анализ результатов экспериментов
3.4 Выводы к третьей главе
Глава четвёртая Теоретические основы определения долговечности действия присадок в масле
4.1 Изменение реологических свойств смазки в процессе работы пары трения
4.2 Аналитическая зависимость критического времени работы узла трения от смачивающих свойств композиции и концентрации присадки
4.2.1 Краткое описание методики получения зависимости количества циклов работы узла от оптимальной концентрации и равновесного диаметра смачивания.
4.2.2 Определение времени работы узла до сухого трения
4.3 Расчет температуры в зоне трения «кольцо - бегунок» кольцепрядильной машины.
4.3.1 Обоснование проведения теплового расчета
4.3.2 Тепловой расчёт узла трения
4.4 Выводы к четвертой главе
Глава IIятая Оценка экономической эффективности использования масла для смазки пары «кольцо - бегунок» кольцевой прядильной машины ПМ - 88 -П1 с введением в масло соли ДЦГА и СЖК Заключение
Библиографический список Приложения

Условные обозначения
кис — начальный коэффициент трения в отсутствие смазочного материала (всухую);
к1[Ж - начальный коэффициент трения при введении в зону трения масла И-5;
тж - касательное напряжение в слое смазки; г[1 — вязкость масла; у-градиент скорости;
Б - площадь адсорбирующей поверхности; е - диэлектрическая проницаемость среды;
Е - поверхностная энергия адсорбента;
Ео - поверхностная энергия адсорбента в вакууме;
ДР-сила удельного нормального давления на узел трения;
Ес-энергия стерического отталкивания адсорбционных слоев;
КТ— энергия теплового движения молекул ПАВ;
N - поверхностная концентрация адсорбированных молекул;
/-расстояние между микронеровностями поверхностей бегунка и кольца;
5-толщина адсорбционного слоя; ацс~ тензор вязких касательных напряжений; оу„ - тензор вязких нормальных напряжений;
- вязкость масла на поверхности,
V-линейная скорость бегунка; х - координата; и*-элемент нормали;
а - коэффициент поверхностного натяжения;
сорбционные или хемосорбированные плёнки смазки, отличающиеся по своим физико-механическим свойствам от остальной смазки [ 50, 53, 59 ]. Благодаря им микронеровности поверхностей не касаются друг друга и трение имеет место в тонких граничных плёнках. Коэффициент трения в этом случае достаточно низок и напрямую зависит от сил взаимодействия масляного слоя с поверхностью трения. При полужидкостном режиме основная нагрузка воспринимается масляной плёнкой, трение подчиняется законам гидродинамики, но всё же происходит контакт поверхностей, сопровождающийся их износом. При УГД режиме трения поверхности полностью разделены смазкой и в процессе относительного перемещения поверхностей трение обусловлено сдвигом в масляном слое. При этом износ поверхностей отсутствует, а сила трения определяется вязкостью и расходом смазки, механическими параметрами и геометрией контактирующих деталей и не зависит от химической активности смазки. УГД режим легче всего может быть обеспечен в случае контакта тел с малым различием кривизны поверхностей. [ 48 ].
Для того, чтобы масло сохранялось длительное время в зоне трения, необходимо создать условия для возникновения какого-либо из трёх вышеперечисленных режимов. Движение бегунка по кольцу имеет сложный характер: под действием переменного натяжения нити, проходящей через бегунок, он совершает возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости, вследствие этого масляный слой в каждый момент времени имеет разную толщину. Если предположить, что в отдельный момент режим трения будет УГД и смазка не обладает достаточной поверхностной активностью, то вполне вероятно, что в следующий момент времени зазор уменьшится настолько, что поверхности коснутся друг друга. Если же смазка обладает хорошей поверхностной активностью, то трение в этом случае будет происходить в тонких плёнках, образующихся на поверхностях. Тогда отпадает необходимость достигать УГД режима, тем