Разработка методов оценки несущей способности и повышения долговечности опор качения механизма поворота гусеничного трактора

• Автор: Стульников, Андрей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 115 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. НАГРУЖЕННОСТЬ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА ОПОР КАЧЕНИЯ ТРАНСМИССИЙ ТРАКТОРОВ
1.1 Анализ нагруженности трансмиссий гусеничных тракторов
1.2 Анализ предельных состояний и дефектов высоконагруженных подшипников трансмиссий гусеничных тракторов
1.3 Методы расчета подшипниковых узлов трансмиссий гусеничных тракторов
1.4 Анализ напряженного состояния контактирующих поверхностей оси сателлита и тел качения подшипников ИМИ
1.4.1 Контактные напряжения, действующие в оси сателлита
1.4.2 Влияние смазки на работоспособность подшипника сателлита ИМИ
1.5 Выводы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНТАКТНОЙ ПРОЧНОСТИ ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ ОПОР КАЧЕНИЯ
2.1 Теоретическая модель контактного нагружения опор качения трансмиссий
2.2 Закономерности изменения сопротивляемости разрушению поверхностного слоя опор качения трансмиссий
2.3 Метод расчета опор качения тракторных трансмиссий на контактную прочность при действии максимальных нагрузок
2.4 Метод расчета на контактную прочность опор качения трансмиссий при действии циклических контактных нагрузок
2.5 Влияние погрешностей расположения (перекоса) тел качения в подшипнике ПМП на распределение контактных нагрузок по площадке контакта
2.6 Разработка автоматизированного инженерного метода расчета опор качения трансмиссий на глубинную контактную прочность
2.7 Выводы
3. ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Метод экспериментального исследования износостойкости с использованием роликовой модели
3.2 Анализ конструкций и усовершенствование стендового оборудования для испытаний трансмиссий тракторов
3.3 Разработка стенда для испытаний трансмиссий с моделированием нагрузок при переходных режимах
3.4 Выводы
4.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНТАКТНОЙ ПРОЧНОСТИ ОПОР КАЧЕНИЯ ТРАНСМИССИЙ
4.1 Расчеты на контактную прочность подшипников ИМИ
4.1.1 Определение расчетных контактных нагрузок, действующих на детали подшипников ИМИ трактора ВТ
4.1.2 Расчет подшипников ПМП трактора ВТ - 100 на глубинную контактную прочность при статических нагрузках
4.1.3 Расчет подшипников ПМП трактора ВТ - 100 на глубинную контактную прочность при циклических нагрузках
4.2 Результаты испытаний на контактную прочность и изнашивание
4.3 Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Гусеничные тракторы тягового класса 3 являются самыми распространенными как в тракторном парке России, так и в странах СНГ. По данным РАСХН и Минсельхозпрома РФ, в 1998 году парк гусеничных тракторов тягового класса 3 только в сельском хозяйстве составил 274,5 тыс. штук.
Анализ эксплуатационных данных показывает, что наиболее часто встречающимся дефектом в эксплуатации является выход из строя планетарного механизма поворота (ПМП), детали которого даже на базовой модели ДТ-75 обладают недостаточной долговечностью.
Это положение справедливо и для новых моделей тракторов, т.к. повышение энергонасыщенности тракторов семейства «ВГТЗ» и развитие сферы их применения в агрегате с различными машинами и механизмами осуществляется практически без усовершенствования конструкции ПМП, что обусловлено необходимостью сохранения взаимозаменяемости с ранее выпущенными моделями, неизменностью габаритов и экономическими факторами.
Кроме того, в соответствии с современными требованиями, ресурс трансмиссий должен быть увеличен до 14-16 тыс. моточасов. Поэтому проблема повышения нагрузочной способности и долговечности ПМП, решаемая в диссертации, является актуальной.
Цели и задачи исследования:
1. Разработать математическую модель, описывающую условия контактного нагружения и сопротивляемость разрушению высоконагруженных подшипников трансмиссий.
2. На основе полученной модели разработать метод расчета подшипников качения трансмиссий на контактную прочность при статических и циклических нагрузках.

Необходимо учитывать тот факт, что при достаточно высокой скорости скольжения, которая имеет место в подшипнике сателлита ПМП, коэффициент трения увеличивается (по сравнению с идеальным качением) настолько, что сопровождающееся при этом повышение температуры приводит к снижению вязкости масла, а значит и значительному уменьшению толщины масляного слоя.
Из анализа работы игольчатого роликоподшипника ПМП, выполненного в работе [92] следует, что для того, чтобы в подшипниковом узле отсутствовало проскальзывание тел качения должно выполняться следующее условие:

1 п- (г/ 2 ( / Л &/ _1_ у /2 " 2 8/2 + ги е/2 + ги
г П+Ги V * / г1 + г,+«/2/ Г + Ги ё г1+г«+2
где £ - радиальный зазор; £ - окружной зазор; г1 - радиус оси сателлита; ги - радиус иголки; Д- приведенный коэффициент трения.
Анализ форм. (1.17) показывает, что если правая часть больше коэффициента трения Д то иголки перекатываются с проскальзыванием. При этом нарушаются нормальные условия работы подшипника, что приводит к быстрому износу ролика и далее к значительному увеличению зазоров. Процесс разрушения подшипника при этом быстро прогрессирует. Расчеты показывают, что для данного подшипника, при соблюдении всех технических норм величина приведенного коэффициента трения Д должна быть меньше Д = 1,5-10“4 при равенстве диаметров всех роликов. При наличии одного ролика уменьшенного диаметра Д> 2,7-10'4, при двух рядом расположенных Д> 4-КГ4, при трех Д> 8-104 и т. д. Известно, что коэффициент трения качения в подшипниках можно принимать равным Д> (5-10)-10'4, где большие значения соответствуют малым нагрузкам, высоким скоростям и густой смазке. А так как рассматриваемый подшипник работает в условиях высоких контактных нагрузок, небольших скоростях вращения, при неблагоприятных режимах температуры и смазки,