Повышение работоспособности резьбовых соединений на основе новых конструктивных решений и применения магнитоуправляемых наножидкостей

• Автор: Пучков, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 188 с. : ил.

Работа состоит из введения, пяти глав, списка литературы и приложений, содержит 188 страниц печатного текста, 24 таблицы, 72 рисунка, список цитируемой литературы содержит 91 источник.
Цель работы: повышение работоспособности резьбовых соединений, предназначенных для работы в тяжелых условиях, на основе применения новых конструктивных решений и магнитоуправляемых наножидкостей в качестве смазочного материала.

Объект исследования:

Основным объектом исследований явились трибологические характеристики, разработанных резьбовых соединений.

Научная новизна работы:

1. Исследовано влияние конфигурации магнитной системы резьбового соединения на распределение магнитоуправляемой смазки по резьбовой поверхности. Установлена взаимосвязь между параметрами магнитного поля и трибологическими характеристиками резьбового соединения.
2. Разработано устройство маятникового типа для экспресс оценки коэффициента, момента и силы трения в паре трения из различных материалов (маятник Фруда - Подгоркова, Патент РФ №54433).
3. Разработаны новые конструкции трибологически безопасных резьбовых соединений (Патенты РФ: №52619, №58640, №52622, №56527), предназначенные для работы в тяжелых условиях (в вакууме, при сильном грунтовом загрязнении резьбы, при обледенении резьбы, в условиях повышенной влажности).

Практическая значимость работы:

Полученные результаты теоретических и экспериментальных исследований позволили:

1. Сконструировать триметрический стенд маятникового типа под названием маятник Фруда - Подгоркова, которое может применяться для экспресс оценки трибологических характеристик (коэффициента, момента и силы трения) пары трения из различных материалов.
2. Разработать рациональные конструкции трибологически безопасных резьбовых соединений, которые могут использоваться в устройствах и механизмах, предназначенных для длительной работы в тяжелых условиях. Результаты исследований могут быть использованы для проектирования подобных устройств, для конкретных условий их применения.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Направления исследований в трибологии
1.1.2. Направления будущих исследований в трибологии
1.1.3. Перенос знаний от науки к технике
1.2. Проблемы трибологической безопасности резьбовых соединений в Космосе
1.3. Основные параметры метрической резьбы
1.4. Основные предпосылки для конструирования трибологически безопасных резьбовых соединений
1.5. Смазывание и смазочные материалы
1.5.1. Назначение смазочных материалов
1.5.2. Твердосмазочные материалы
1.6. Выбор стали для изготовления тела винта и гайки
1.7. Постоянные магниты и их свойства
1.8. Магнитные жидкости их структура и свойства, условия применения
1.8.1. Компоненты МЖ
Выводы и задачи исследования
ГЛАВА 2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Разработка трибологически безопасных резьбовых соединений
2.1.1. Классификация трибологически безопасных резьбовых соединетш
2.1.2. Трибологически безопасное резьбовое соединение закрытого типа
2.1.3. Трибологически безопасное резьбовое соединение открытого типа
2.1.4. Резьбовое соединение для механизмов, работающих в условиях сильного грунтового загрязнения
2.1.5. Резьбовое соединение для подачи жидкостей (штуцер проходной)
2.1.6. Устройство для смазывания ходовых винтов
2.1.7. Резьбовое соединение с грязесъёмником
2.2. Разработка трибометрических стендов
2.2.1. Стенд для измерения момента трения в резьбовых соединениях типа «Винт-гайка»

2.1.7. Резьбовое соединение с грязесъёмником
Используя отличительные особенности резьбового соединения для механизмов работающих в условиях сильного грунтового загрязнения и устройства для смазывания ходовых винтов предложена конструкция резьбового соединения с грязесъемником [13].
Предлагаемое комбинированное устройство, представленное на рис. 2.8-а может легко монтироваться на любые механизмы, имеющие ходовые винты (подъемники, вентили, опоры строительной техники ит.д.) и обеспечивать их безотказную работу.
Предлагаемое устройство состоит из «гайки для смазывания ходовых винтов» и элемента под названием «Нож». Надежность работы резьбового соединения обеспечивается за счет элемента «Нож», изображенного на рис. 2.8-6., рабочая часть которого точно повторяет профиль канавки резьбы ходового винта, что позволяет в процессе движения ходового винта вычищать канавку между витками резьбы от грунтового загрязнения (смазки загрязненной грунтом и т. д.), препятствуя попаданию загрязнения в зазор резьбового соединения. Так же «Нож» может скалывать лед с резьбовой поверхности ходового винта при его сильном обледенении.
Предлагаемое устройство работает по принципу магнитожидкосного уплотнения и состоит из двух крышек, между которыми установлен постоянный кольцевой магнит, намагниченный в осевом направлении, причём полость между ходовым винтом и магнитом (выполняющей роль ресивера), заполнена магнитной смазочной жидкостью. Части гайки отделены друг от друга втулками из немагнитного материала. Эта конструктивная особенность необходима для того, чтобы магнитный поток, инициируемый постоянным магнитом замыкался через тело магнитного винта, а не через корпус гайки.