Разработка метода и средств контроля температуры в зоне сухого трения

• Автор: Сковпень, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 182 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЗОНЕ СУХОГО ТРЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕ СКИХ ПАР
1.1 Методы измерения и контроля температуры в зоне
трения
1.2 Использование термопар и терморезисторов для измерения температуры в зоне трения
1.3 Особенности использования метода естественной термопары для контроля температуры в зоне трения
Выводы
Глава 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ
2 Л Влияние термоэлектрической неоднородности на результаты контроля температуры в зоне трения
2.2 Экспериментальная установка для исследования термоэлектрической неоднородности
2.3 Градуировка искусственной термопары
2.4 Методика и результаты исследования термопары
2.5 Исследование термоэлектрической чувствительности полуестественной термопары
2.6 Нахождение необходимого числа точек при определении распределения термоэлектрической чувствительности по рабочей поверхности вала на примере подшипника скольжения

Выводы
Глава 3 РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЗОНЕ ТРЕНИЯ
ЗЛ Требования, предъявляемые к экспериментальной установке
3.2 Описание экспериментальной установки
Выводы
Глава 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДА КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЗОНЕ ТРЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННОЙ ТЕРМОПАРОЙ
4.1 Условия проведения эксперимента
4.2 Экспериментальные исследования термо-ЭДС
4.3 Экспериментальные исследования распределения температуры
4.4 Анализ метода определения средней температуры рабочей зоны по среднему значению термо-ЭДС и среднему значению термоэлектрической чувствительности
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ДАННЫХ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМОВ ТРЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ДОКУМЕНТЫ ОБ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЙ ПРОВЕРКЕ И ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В настоящее время потери энергии и материальных ресурсов, вызванные трением и износом, становятся все более значительными. Это объясняется тем, что до 80-90 % подвижных сопряжений машин выходят из строя вследствие износа [ 1 - 3 ]. Из-за трения трибологические разработки приобретают принципиальное значение практически для всех отраслей машиностроения, особенно для транспортной, сельскохозяйственной, дорожностроительной, горнодобывающей промышленности, а также станочного, кузнечно-прессового и прокатного оборудования [ 4 - 7 ].
Опоры скольжения и качения являются одними из основных функциональных узлов любой машины, прибора или устройства. От их работоспособности и долговечности зависят производительность, надежность, энергоемкость и другие важные эксплуатационные параметры оборудования. Например, на дрезине АГМ-У насчитывается около 170 узлов трения, в которых установлены чугунные, стальные и бронзовые подшипники скольжения [ 8 ]. Пары “сталь-сталь” и “чугун-сталь” в процессе эксплуатации склонны к схватыванию и повышенному износу. Поэтому при каждом ремонте заменяются подшипники, общая масса которых составляет 37 кг на одну дрезину. Сроки службы некоторых узлов настолько коротки (3-4 месяца), что техническое обслуживание и ремонт становятся неоправданно

дорогими.
Следует заметить, что исследования, проведенные Ф.П. Боуденом, Н.Л. Кайдановским, позволили установить существование скачкообразных изменений силы трения у пар трения скольжения [ 9 ]. Скачкообразный характер изменения фрикционных характеристик при трении без смазочного материала был описан в работах Д.В. Конвисарова [ 10 ], И.В. Крагельского и Н.Э. Виноградовой [ 11 ]. При этом скачкообразный характер изменения фрикционных

небольших участках рабочей зоны, например, при соударении микронеровностей.
Все сказанное приводит к выводу, что определить температуру непосредственно в зоне трения можно только с помощью методов, использующих естественные термочувствительные элементы.
Возможен метод измерения температуры в зоне трения естественным терморезистором, то есть за счет изменения электрического сопротивления самого поверхностного слоя трущихся элементов в зоне трения. Однако сложность локализации распределения тока при измерении сопротивления в поверхностном слое до настоящего времени не позволила применить данный метод на практике.
При методе естественной термопары горячий спай термопары образуется трущимися поверхностями. В этом случае температуру следует определять по термо-ЭДС, возникающей в зоне трения. Однако применение таких термопар встречает существенные препятствия, рассмотренные ниже.
1.3 Особенности использования метода естественной термопары для контроля температуры в зоне трения
В последнее время многие авторы считают, что наиболее целесообразно определять температуру в зоне трения методом естественной термопары [ 104 - 120 ]. Созданный в двадцатые годы нашего столетия метод естественной термопары Шора и Готтвейна-Герберта в настоящее время считается единственным методом точных измерений температуры непосредственно в зоне трения.
Основным преимуществом этого метода является возможность с