Повышение ресурса трансмиссии путем улучшения герметичности смазочной системы

• Автор: Ардеев, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Виды износа деталей, определяющих ресурс трансмиссии

1.2 Абразивное изнашивание деталей механической трансмиссии трактора

1.3 Основные факторы, определяющие ресурс деталей трансмиссии трактора

1.4 Анализ устройств обеспечивающих герметичность смазочной системы трансмиссии

1.4.1 Уплотнение неподвижных фланцевых соединений

1.4.2 Уплотнение валов

1.4.3 Сапуны

1.5 Выводы и задачи исследований

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ РЕСУРСА ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРА ПУТЕМ УЛУЧШЕНИЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ
2.1 Предпосылки возникновения газообмена трансмиссии трактора с окружающей средой
2.2 Уравнение газообмена полости трансмиссии с окружающей средой
2.3 Влияния герметичности полости трансмиссии трактора на
ресурс ее деталей
2.4 Теоретическое обоснование параметров сапуна редуктора и его влияние на накопление абразивных частиц пыли в смазочном
масле трансмиссии
2.5 Выводы
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Программа и общая методика исследований
3.2 Методика лабораторных исследований газообмена полости трансмиссии трактора с окружающей средой
3.3 Методика лабораторных исследований сапуна редуктора
3.4 Методика эксплуатационных исследований сапуна редуктора
3.5 Методика отбора проб масла
3.6 Методика определения содержания механических примесей в смазочном масле
3.7 Методика определения кинематической вязкости смазочного масла
3.8 Методика определения продуктов износа деталей трансмиссии в смазочном масле с помощью рентгенофлуоресцентного спектрометра
3.9 Методика обработки экспериментальных данных и оценка точности измерений
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ
4.1 Результаты лабораторных исследований газообмена полости трансмиссии трактора с окружающей средой
4.2 Результаты лабораторных исследований сапуна редуктора
4.3 Результаты контроля герметичности во время
эксплуатационных исследований сапуна редуктора
4.4 Результаты лабораторных исследований трибологических свойств масла отобранного из полостей трансмиссий тракторов
4.5 Результаты лабораторных исследований проб масла с целью определения продуктов износа деталей трансмиссий тракторов на сертифицированном оборудовании
4.6 Аналитическая оценка влияния разработанного сапуна редуктора на ресурс трансмиссии трактора
4.7 Выводы
5 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 Определение затрат на модернизацию смазочной системы трансмиссии трактора
5.2 Определение экономической эффективности модернизации трансмиссии трактора
5.3. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


При соприкосновении поверхностей вначале происходит упругая деформация взаимодействующих выступов шероховатостей. По мере увеличения нагрузки упругая деформация постепенно переходит в пластическую 6. Схватывание контактирующих микронеровностей с образованием мостиков сварки по Боудену и Тейбору, разрываемых в слабом месте при движении поверхностей. Таким образом, износ сводится к удалению с поверхности трения приварившихся к ней выступов сопряженной поверхности, разрушающиеся на некоторой глубине. Толщина разрушающегося слоя определяется пластичностью трущихся металлов, скоростью и степенью диффузии кислорода в металл и свойствами окислительных пленок. Особо следует рассмотреть окислительное изнашивание образование и удаление пленок окислов, который может быть ведущим при граничной смазке в широком интервале скоростей скольжения трущихся поверхностей. Б результате окисления поверхностных слоев металл покрывается тонкой пленкой твердых и хрупких оксидов, и их отделение приводит к истиранию трущихся поверхностей 6. Этот процесс усиливается при возникновении в масле, в результате его окисления, низкомолекулярных наиболее агрессивных кислот, а так же при попадании в масло воды и других коррозионноагрессивных веществ . При нормальном режиме трения чрезмерное присутствие кислорода в смазочном масле играет отрицательную роль оптимальное соотношение между трением и износом может быть достигнуто лишь при относительно небольшой концентрации кислорода в зоне трения. Практически смазочное масло служит буфером, задерживающим поступление кислорода в зону трения 6. Интенсивность соединения жидкости с кислородом значительно повышается с ростом температуры на поверхности ее контакта с воздухом. Например, при повышении температуры на С интенсивность окисления минерального масла практически удваивается. Помимо температуры, катализаторами процесса окисления масла являются различные механические включения пыль, краски, частицы металла и другие . Задир трущихся поверхностей возникает при их перегрузке, перегреве или недостаточном снабжении смазкой. При задире поверхности трения сильно повреждаются. Если задир не стабилизируется в начальной стадии своего развития, поверхности, а вместе с ними и деталь выходят из строя. В начальной стадии задиры могут иметь форму мелких рисок, переходящих при усилении фактора, вызывающего задир нагрузки, скорости скольжения, температуры, в царапины, а в дальнейшем в борозды, полосы и вырывы металла, покрывающие отдельные участки или всю поверхность. Выкрашивание рабочих поверхностей при усталостном изнашивании наиболее типично для зубчатых колес тяжело нагруженных редукторов и подшипников качения и проявляется в первую очередь на участках, где качение сочетается со скольжением или проскальзыванием. Если процесс разрушения подложки начался, то избежать питтинга невозможно трещины из подложки через некоторое время выходят наружу. Поскольку при контакте зубьев микротрещины, располагающиеся под углом около к поверхности, заполняются маслом под высоким давлением, происходит их гидравлическое расклинивание и через некоторое время от поверхности отламываются частицы металла 6. Выкрашивание рабочего профиля зуба наиболее частая причина выхода из строя шестерен в эксплуатации , . Многочисленные исследования показывают, что значительный износ шестерен трансмиссии происходит при попадании в нее абразива. И именно, попадание почвенной пыли в трансмиссию является одной из основных причин выкрашивания зубчатых колец . Выкрашиванию подвергается поверхность от до 3А длины контактной линии. Дальнейшая эксплуатация шестерен с изношенными зубьями приводит к сколу зубьев. Части зубьев попадают в другие зацепления, вызывая заклинивание, повреждение и ускорение процесса изнашивания их поверхностей. Наблюдаются случаи, когда часть зуба попадает между шестерней и стенкой картера коробки передач, что приводит к разрушению картера . Абразивное изнашивание также является главной причиной выхода из строя подшипников качения тракторных трансмиссий.