Трибологические характеристики тяжелонагруженных опор скольжения, работающих в смешанных режимах смазки

• Автор: Харламов, Вадим Васильевич
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 401 с.

Оглавление

Основные обозначения
Введение
Глава 1. Смешанное трение и износ в тяжелонагруженном
трибосопряжении
1.1. Основные предпосылки для математического описания смешанного трения
1.2. Краткий обзор работ по рубежным и переходным режимам между жидкостным и граничным трением
1.3. Классификация режимов трения
1.4. Постановка задачи по определению параметров смешанного трения
1.5. Взаимодействие жесткого треугольного выступа с жестко-пластичной поверхностью (литературный, обзор)
1.6. Выводы
Глава 2. Математическая модель трения и изнашивания несмазанных
тяжелонагруженных контактов скольжения
2.1. Напряженно-деформированное состояние в поверхностном слое при взаимодействии жесткого треугольного клина с жестко-пластическим полупространством
2.1.1, Напряженное состояние
2.1.2. Деформированное состояние
2.2. Оценка влияния температурь! в контакте на свойства материалов в трибосопряжениях в пограничном слое
2.3. Разрушение поверхностного слоя трибоконтакта
2.3.1. Обзор теорий разрушения материалов
2.3.1.1. Деформационные критерии
2.3.1.2. Энергетические критерии
2.3.2. Усталостная теория изнашивания
2.3.3. Теория износа расслаиванием
2.3.3.1. Влияние топографии поверхности на износ
2.3.3.2. Деформация поверхностного слоя
2.3.3.3. Зарождение трещины
2.3.3.4. Распространение трещины
2.3.3.5. Образование частицы износа

2.3.3.6. Динамика дислокаций и износ
2.3.3.7. Влияние скорости скольжения
2.3.3.8. Влияние смазки на износ при трении скольжения
2.3.3.9. Износ при комбинированной нагрузке
2.4. Залечивание повреждений, возникающих при пластической деформации
2.5. Модель разрушения материала в приповерхностном слое трибоконтзкта скольжения
2.5.1. Представление моделирования процесса изнашивания на ПФК как разрушения поверхностного слоя вследствие накопления пластической деформации сдвига
2.5.2. Условие минимизации износа при пластическом контакте
2.5.3. Количественные соотношения накопления и залечивания повреждений на участках пластической волны
2.6. Взаимодействие жесткого шероховатого вала и мягкой втулки в радиальном подшипнике скольжения
2.6.1. Постановка краевой задачи
2.6.2. Численное моделирование взаимодействия вала и втулки в радиальном подшипнике скольжения
2.6.3. Алгоритм расчета параметров подшипника скольжения
2.6.4. Результаты численного моделирования взаимодействия жесткого шероховатого вала с жестко-пластичной втулкой в подшипнике скольжения
2.7. Расчет температурного поля в подшипниках скольжения
2.7.1. Общие положения
2.7.2. Общая постановка плоской нестационарной задачи теплопередачи и математическая модель расчета температурного поля
2.8. Проверка адекватности математической модели определения температурного поля в узлах скольжения
2.8.1. Методика замера температур поверхностей трения в шарошках при работе буровых долот на глубинах до 14 и
2.8.2. Методика замера температур ка поверхностях трения в шарошках буровых долот на глубинах 2-3-тыс. метров
2.8.3. Результаты замеров температур в исследуемых точках долота при бурении скважин в полевых условиях
2.8.4. Моделирование температурного поля подшипниковой опоры
шарошки долота в зависимости от материалов и режимов работы долота
2.9. Выводы

Глава 3. Течение смазки между шероховатыми поверхностями в зоне
трения скольжения
3.1. Течение смазки между поверхностями в смешанном режиме трения с гидродинамической составляющей
3.2. Построение математической модели течения смазки в пограничном слое трибосопряжения на примере радиального подшипника скольжения
3.2.1. Постановка задачи
3.2.2. Ограничения
3.2.3. Математическая модель течения смазки между шероховатыми
поверхностями в подшипнике скольжения
3.2.4. Область применимости и принятые упрощения
3.3. Определяющие соотношения, входящие в уравнения математической модели
3.3.1. Модели проницаемости
3.3.2. Связь между параметрами шероховатости поверхностей трения и проницаемостью пограничного слоя трибосоряжения
3.3.3. Экспериментальное определение проницаемости стыка шероховатых поверхностей
3.3.4. Вязкость. Зависимость вязкости смазок от давления
3.3.5. Зависимость вязкости смазок от температуры
3.3.6. Зависимость вязкости от температуры и давления
3.3.7. Зависимость вязкости от температуры некоторых расплавленных металлов
3.3.8. Коэффициент теплопроводности X, удельная теплоемкость с и
мощность внутренних источников тепла О
3.4. Программное обеспечение математической модели
3.5. Выводы
Глава 4. Краевые задачи и задачи с начальными условиями смешанного
трения в тяжелонагруженных трибосопряжениях скольжения
4.1. Существование и единственность решения задач течения смазки в пористом пограничном слое с начальными условиями и краевых задач
4.1.1. Задачи Коши
4.1.2. Краевые задачи для дифференциальных уравнений второго порядка с одной независимой переменной
4.1.3. Краевые, задачи,для.уравнений.с.частными.производными.эллиптического:типа

скольжения (А.С.Ахматов [1]), режим тонкопленочной смазки (И.К.Аппельдорн [42]), масляного голодания (Н.Эйтмон, О.Пинкус [77], И.Я.Токарь и др. [78]), пленочного голодания (И.В.Крагельский [62]), стеклования смазки (С.Б.Айбиндер [64]), возникновения твердой фазы продуктов износа и взаимодействия их с граничной пленкой (К.Комвопулоса и др. [48]). Однако, динамика перехода одного режима трения в другой изучена в настоящее время недостаточно. Переходный процесс от жидкостного трения к смешанному, где за критерий смешанного режима задается толщина масляной пленки в винтовых парах обжимных прокатных станов, описан нами в работах [74], [75], [76],
Исследование переходных и гетерогенных режимов актуально при расчете тяжело нагруженных пар трения: зубчатых зацеплений, подшипников качения и скольжения, пар трения, рабочий орган машины - обрабатываемое тело, к которым можно отнести внешнее трение при многочисленных технологических процессах. Так, например, известно, что срок службы гидродинамических подшипников тяжелых турбо и гидрогенераторов, прокатных станов и других машин определяется временем их пусков и остановок, т.е. переходными процессами от жидкостного трения к смешанному.
Недостаточная изученность переходных процессов, а также смешанного трения и обусловила проведение данной работы. К переходным режимам трения следует отнести и режим избирательного переноса, открытый Д.Н.Гаркуновым и И.В.Крагельским [79], т.к. он является квазистационарным режимом.
1.3. Классификация режимов трения.
Для того, чтобы правильно оценить режим смешанного трения, обратимся к классификации режимов трения. До настоящего времени нет общепризнанной классификации режимов трения. Так например, А.С.,Ахматов [1] делит режимы трения на ювенильный, сухой, граничный жидкостный и рубежные режимы. Д.Н.Гаркунов [89] дает следующую классификацию:
1. Трение без смазочного материала. 2. Трение при граничной смазке.
3. Жидкостная смазка (жидкостное трение). 4. Вязкопластичная смазка
5. Контактно-гидродинамическая смазка. 6. Трение при полужидкостной смазке.
7.Трение качения
По международному стандарту 330 4378/3 виды смазки классифицируются следующим образом:
1. Газовая смазка 2. Жидкостная. 3. Твердая
4, Гидродинамическая 5.Гидростатическая 6.Газодинамическая