Разработка теоретических основ расчета уплотнительных узлов с деталями из порошковых материалов

• Автор: Эркенов, Ахмат Чокаевич
• Шифр специальности: 05.02.04, 05.16.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 280 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ .
ГЛАВА 1. ИЗНАШИВАНИЕ ПАР ТРЕНИЯ И КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ И ДЕМПФИРУЮЩИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ

1.1 Анализ факторов, влияющих на работоспособность пары трения манжета вал.

1.2. Материалы для валов и манжетных уплотнений

1.3. Механизм изнашивания твердых тел и высокоэластичных материалов

1.4. Внутреннее трение в порошковых материалах.

Выводы.
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ СМАЧИВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ГЕРМЕТИЧНОСТЬ УПЛОТНИТЕЛЬНОГО УЗЛА МАНЖЕТА ВАЛ.

2.1. Анализ условий смачивания материалов

2.2. Экспериментальные исследования смачивания порошковых материалов

2.3. Роль капиллярных сил в процессе герметизации пары трения манжета вал

2.4. Критериальное уравнение для определения утечек смазки через манжетные уплотнения.
Выводы.
ГЛАВА 3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДВИЖЕНИЯ СМАЗКИ В ЗАЗОРЕ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ УЗЛОВ.
3.1. Математическая модель движения смазки в зазоре манжетного уплотнения и вала.
3.2. Приближенное аналитическое решение нелинейной краевой задачи о возмущениях в зазоре манжетного уплотнения .
3.3. Расчет параметров течения смазки в зазоре манжетного уплотнения и вала.
3.4. Математическая модель движения смазки в зазоре торцового уплотнения
3.5. Решение нелинейной задачи движения смазки в зазоре торцового уплотнения.
3.6. Решение нелинейной задачи движения смазки в подшипнике скольжения.
Выводы
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УПЛОТНИТЕЛЬНОГО УЗЛА ПОРОШКОВОЕ КОЛЫДОМАНЖЕТА, РАБОТАЮЩЕГО В КВАЗИСТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ.
4.1. Постановка задачи, основные уравнения и граничные условия
4.2. Асимптотическое решение задачи
Выводы
ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
В НЕОДНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛАХ
5.1. Электромеханические аналогии сосредоточенных и распределенных механических процессов в неоднородных средах с нелинейными параметрами внутреннего трения
5.2. Анализ колебательных процессов в гетерогенных демпфирующих средах для сосредоточенных и распределительных параметров при зависимости коэф
фициентов внутреннего трения и упругости от смещений и их скоростей.
5.3. Моделирование колебательных процессов при зависимости коэффициентов внутреннего трения и упругости
от температуры.
5.4. Анализ полученных результатов и сопоставление их с
экспериментальными данными.
Выводы.
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПАРЫ ТРЕНИЯ ПОРОШКОВОЕ КОЛЬЦО МАНЖЕТНТОЕ УПЛОТНЕНИЕ
6.1. Влияние пористости и состава порошковых спеченных материалов на антифрикционные свойства подманжетных колец.
6.2. Антифрикционные характеристики подманжетных колец, полученных методом ДТП
6.3. Механизм износа пары трения порошковое кольцо
манжетное уплотнение
Выводы.
ГЛАВА 7. ДЕМПФИРУЮЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
7.1. Влияние пористости и состава порошковых материалов
на демпфирующие характеристики.
7.2. Зависимость демпфирующих свойств порошковых материалов от амплитуды напряжения
7.3. Особенности демпфирующих порошковых материалов, полученных методом ДТП
7.4. Анализ экспериментальных данных и практическая их
реализация
Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В результате многократного силового воздействия на пятнах контакта, температурных импульсов, физикохимического взаимодействия материалов между собой и окружающей средой изменяется структура поверхностных и приповерхностных микрообъемов, образующих так называемое третье тело 3, 5, 8. Последнее обладает совершенно новыми по сравнению с исходным материалом физикомеханическими характеристиками, что и обеспечивает правило положительного градиента механических свойств на поверхности трения 0. Взаимодействие микрообъемов поверхностей постоянно сопровождается возникновением и разрушением фрикционных связей, имеющих молекулярномеханическую природу. Различают следующие виды нарушения фрикционных связей 0. Упругая деформация, связанная с оттеснением материала выступами контртела. Пластическое оттеснение материала царапание выступами контртела имеет место, когда напряженное состояние в зонах контакта удовлетворяет энергетическому условию пластичности или условию максимальных касательных напряжений. При этом возрастает плотность дефектов кристаллического строения наклеп металла, накопленная деформация превышает предельную, что приводит к разрушению поверхностных слоев. Микрорезание происходит, если контактные напряжения достигают предела прочности материала контртела. При внедрении на достаточную глубину твердые частицы материала, продуктов износа или абразива, попавшие в зону трения из окружающей среды могут произвести микрорезание с образованием микростружки. Адгезионное нарушение фрикционной связи в целом не сопровождается разрушениями, но влияет на характер напряженнодеформированного состояния материала. Когезионный отрыв возникает, если прочность фрикционной связи выше прочности материалов трущейся пары. В этих случаях происходит глубинное вырывание. Вырванный материал остается на сопряженной поверхности, частично уносится в смазочный материал и выводится из зоны трения. Нарушения фрикционных связей зависят не только от природы твердых тел, характера взаимодействия микрообъемов, но и от субмикрорельефа связанного с возникновением, развитием и взаимодействием субмикропор, дислокаций и т. Расчет коэффициентов трения производится в основном с применением эмпирических зависимостей 0,5. МПа для пары трения металл металл без смазки г 2,5 , при смазке т , металл полимер 7 р коэффициент молекулярной составляющей трения 0, 0, Кх 0, при пластическом контакте, при упругом Кх 0,, И глубина внедрения единичной неровности в контртело, г ее условный радиус кривизны. В случае шероховатых поверхностей в силу того, что вершины неровностей расположены на разных уровнях, внедрение или смятие контактирующих поверхностей и среднее давление на отдельных фрикционных связях различны. Значения коэффициентов и сил трения, рассчитанные по формулам 1. Подобные зависимости позволяют проанализировать зависимость коэффициента трения от приложенной нагрузки, механических и фрикционных характеристик материалов, микрогеометрии трущихся поверхностей и т. Однако при определении для пар трения, включающих порошковые материалы, необходимо учитывать геометрию частиц порошка и кинетику их деформации в зонах контакта. Основная сложность в определении аналитической зависимости коэффициента трения от скорости скольжения состоит в том, что физикомеханические и химические свойства материалов изменяются в зависимости от температуры в зоне контакта. При больших скоростях скольжения коэффициент трения обычно снижается с ростом V. Ь оказывают существенное влияние при малых и, а величины при более высоких скоростях скольжения. Указанные постоянные определяются экспериментально. Таким образом, закономерности трения определяются в основном взаимодействием элементарных площадок касания, с величинами которых неразрывно связан и износ поверхностей трущихся тел. Для расчета ее величин известны различные зависимости. Лг фактическая площадь контакта, Аа общая площадь сопряжения, коэффициент, зависящий от качества поверхности, Е модуль нормальной упругости менее жесткого материала. Используя решение задачи Герца для упругого контакта сферы с полупространством Крагельский И. Ь и ехрсин1,
1.