Повышение долговечности подшипников качения тракторов и сельскохозяйственных машин путем применения добавки ТСК к пластичным смазкам

• Автор: Матюшев, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 125 с.

Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследований.

1.1. Условия работы подшипника качения.

1.1.1. Распределение нагрузки между телами качения.

1.1.2. Контактные напряжения в деталях подшипника

1.1.3. Кинематика подшипника

1.1.4. Динамика подшипника

1.2. Износ деталей подшипника качения.

1.2.1. Особенности эксплуатации подшипников качения в сельском хозяйстве.

1.3. Смазочные материалы для подшипников качения

1 Роль смазки в процессе трения и изнашивания

1.3.2. Режимы смазки
1.3.3. Преимущества и недостатки пластичных смазок перед маслами
1.3.4. Использование пластичных смазок в агропромышленном комплексе.
1.4. Основные направления повышения долговечности пар трепня
1.4.1.Концепция применения мсталлоплакирующих материалов
1.4.2. Физикохимические показатели добавки ТСК.
1.4.3. Механизм действия добавки ТСК
1.4.4. Выводы и задачи исследований.
2. Теоретические вопросы повышения долговечности подшипников качения путем применения добавок к пластичным смазкам.
3. Методика экспериментальных исследований
3.1. Выбор факторов влияющих на режимы трения и скорость изнашивания подшипников качения.
3.2. Выбор пластичных смазок для испытаний
3.3. Выбор оценочных параметров и их обоснование
3.4. Общие условия проведения лабораторных испытаний.
3.5. Методика лабораторных испытаний по оценке смазочных свойств пластичных смазок модифицированных добавкой ТСК
3.5.1. Методика определения антифрикционных свойств пластичных смазок.
3.5.2. Методика определения противозадирных свойств пластичных смазок.
3.6. Методика обработки экспериментальных данных.
4. Экспериментальные исследования влияния добавки ТСК на параметры сопряжения трения качения
4.1. Определение оптимальной концентрации добавки ТСК в пластичных смазках для узлов трения качения.
4.2. Исследование основных характеристик пластичных смазок с добавкой ТСК.
4.3. Исследование и оптимизация режима приработки узла трения качения с добавкой ТСК.
4.4. Планирование эксперимента для получения математической модели процесса приработки узла трения качения при использовании пластичных смазок модифицированных добавкой ТСК.
4.5. Исследование смазочных свойств пластичных смазок модифицированных добавкой ТСК
5. Методика проведения ресурсных испытаний подшипников качения
5.1. Обработка результатов ресурсных испытаний подшипников качения
6. Рекомендации по применению добавки ТСК с пластичными смазками в подшипниках качения.
6.1. Расчет экономического эффекта от применения добавки ТСК
Общие выводы
Литература


Эти подшипники широко распространены в машиностроении. Радиальные роликовые подшипники благодаря увеличенной контактной поверхности допускают значительно большие нагрузки, чем шариковые в среднем на . Однако они совершенно не воспринимают осевые нагрузки и не допускают перекоса вала. При перекосе вала ролики начинают работать кромками и подшипник быстро разрушается. Аналогичное сравнение можно провести и между радиальноупорными шариковыми и роликовыми подшипниками. Самоустанавливающие шариковые и роликовые подшипники применяют в техслучаях, когда допускают значительные перекосы вала до 2 3. Они имеют сферическую поверхность дорожки качения наружного кольца и ролики бочкообразной формы. Эти подшипники допускают небольшие осевые нагрузки. Применение игольчатых подшипников позволяет уменьшить габариты по диаметру при значительных нагрузках. Вес подшипники качения изготовляют из высокопрочных специальных подшипниковых сталей высокоуглеродистых хромистых ШХ 6, ШХ 9, ШХ , ШХ СГ и других с термической обработкой, обеспечивающей высокую твердость до ИКС. Большое влияние на работоспособность подшипника оказывает качество сепаратора. Сепараторы разделяют и направляют тела качения. В подшипниках без сепаратора тела качения набегают друг на друга. При этом кроме трения качения, возникает трение скольжения, увеличиваются потери и износ подшипника. Установка сепаратора значительно уменьшает потери на трение, так как сепаратор является свободно плавающим и вращающимся элементом. Большинство сепараторов выполняют штампованными из стальной ленты. При повышенных окружных скоростях более мс применяют массивные сепараторы из латуни, бронзы, дюралюминия или пластмассы. Распределение нагрузки между телами качения
Р
Рис. Р0 2Р,со5у 2Рсоь2у . Ря нагрузка на не тело качения
у , г число шариков
п число тел качения в зоне нагружения. В уравнение входят только те члены, для которых угол пу меньше так как верхняя половина подшипника не нагружена. Исследование зависимости между силами Р9Р,Р2. Л Гопу
Подставляя эти значения в формулу 1 и решая относительно Р0, можно получить
1 2со5 у 2со5 2у . Рк СО пу
Нетрудно понять, что распределение нагрузки в значительной степени зависит от величины зазора в подшипнике и от точности геометрической формы его деталей. Поэтому к точности изготовления подшипников качения предъявляют весьма высокие требования. Зазоры увеличиваются от износа подшипника в эксплуатации. При этом прогрессивно ухудшаются условия работы вплоть до разрушения подшипника. При известных Р,. Расчетные формулы для соответствующих случаев контакта можно найти в справочниках . Эти формулы здесь не рассматриваются, так как на практике расчет подбор подшипников выполняют не по истинным, а по условным напряжениям. В каждой точке поверхности контакта колеи или шариков контактные напряжения изменяются по прерывистопульсационному циклу рис. Период цикла напряжений в каждой точке беговых дорожек колец равен времени перемещения очередного шарика в данную точку. С переменными контактными напряжениями связан усталостный характер разрушения рабочих поверхностей деталей подшипников выкрашивание. Рис. Следует отмстить, что усталостная прочность подшипника зависит от того, какое из колец вращается внутреннее или наружное. Благоприятным является случай вращения внутреннего кольца при этом внешнее кольцо неподвижно, этот случай наиболее распространен на практике. Действительно, при равной величине нагрузки Р. Ь. так как в точке а шарик соприкасается с выпуклой, а в точке Ь с вогнутой поверхностью. Для того чтобы уравнять условия работы колец, необходимо уменьшить число циклов изменения напряжений в точке а по сравнению с точкой Ь. Такое уменьшение и достигается при вращении внутреннего кольца, так как на половине оборота точка а разгружается совершенно, а в большей части другой половины нагружения частично рис. На рисунке 3 изображен план скоростей для случая вращения внутреннего кольца. Рис 3. Ь скорость в точке 1 рис. О диаметр дорожки качения внутреннего кольца
где и о скорость в точке 0 рис.