Содержание к диссертации
Введение
1 анализ Литературных данных и постановка задач ис следования узлов трения лесных машин 10
1.1 Особенности и преимущества подшипников из прессованной древесины 10
1.2 Обзор и анализ исследований по прессованию древесины 16
1.3 Анализ теоретических вопросов о трении 28
1.4. Цель и задачи теоретических и экспериментальных исследований . 37
2 Теоретические исследования нары трения металлдревесина прессованная 40
2.1 Исследование контакта пары трения металл-древесина прессованная в статическом состоянии 40
2.2 Исследование контакта пары металл-древесина прессованная при трении 44
2.3 Теоретические исследования адгезионной составляющей коэффициента трения 54
2.4 Теоретические исследования зависимости деформационной составляющей коэффициента трения от относительной глубины внедрения металлической неровности 58
2.5 Исследования зависимости коэффициента трения от нагрузки и твердости 62
2.6 Исследование влияния отрицательных температур на коэффициент трения 65
2.7 Выводы 67
3 Программа и методика проведения экспериментальных исследований надежности подшипников из прессованной древесины при отрицательных температу рах 70
3.1 Программа исследований 70
3.2 Выбор и обоснование метода исследования прессованной древесины как антифрикционного материала 70
3.3 Описание установки для определения твердости, упругих и временных остаточных деформаций в зависимости от температуры 78
3.4 Установка для исследования зависимости адгезионной и деформационной составляющих коэффициента трения от температуры 85
3.5 Методика испытаний и обработки экспериментальных данных 87
3.5.1 Отбор и подготовка образцов 87
3.5.2 Проведение испытаний 88
3.5.3 Обработка результатов 89
4 Результаты экспериментальных исследований прессованной древесины как антифрикционного материала 92
4.1 Определение твердости прессованной древесины в зависимости от температуры 92
4.2 Экспериментальные исследования зависимости упругой и временной остаточной деформации от температуры 96
4.3 Установление зависимости коэффициента трения от температуры 101
4.4 Обоснование значений критерия сближения в зависимости от температуры и коэффициента трения от твердости 105
4.5 Исследование сходимости экспериментальных и теоретических зависимостей коэффициента трения от температуры 111
4.6 Экспериментально-теоретические сравнительные исследования предела допускаемых нагрузок на подшипник 116
4.7 Выводы 123
5 Технология изготовления, разработка конструкции и внедрение подшипников из прессованной древесины 125
5.1 Технология производства антифрикционного материала для изготовления подшипников из прессованной древесины 125
5.2 Разработка конструкции узлов трения с подшипниками из прессованной древесины 132
5.2.1 Исследование надежности существующих конструкций подшипников из прессованной древесины и разработка мероприятий по их совершенствованию 132
5.2.2 Разработка узла трения с самоустанавливающимся подшипником из прессованной древесины 139
5.2.3 Разработка конструкций внутринапряженных подшипников из прессованной древесины 143
5.2.4 Технология изготовления самоустанавливающихся подшипников из прессованной древесины 144
5.3 Разработка методики расчета и определения надежности подшипников из прессованной древесины 149
5.3.1 Классификационная оценка узлов трения по режимам рабо ты и характеру контакта при трении 149
5.3.2 Методика расчета и внедрения самоустанавливающихся подшипников из прессованной древесины 155
5.3.3 Расчет экономического эффекта от внедрения подшипников из прессованной древесины 158
5.4 Выводы 162
Общие выводы и рекомендации 164
Список использованных источников
- Обзор и анализ исследований по прессованию древесины
- Исследование контакта пары металл-древесина прессованная при трении
- Описание установки для определения твердости, упругих и временных остаточных деформаций в зависимости от температуры
- Установление зависимости коэффициента трения от температуры
Введение к работе
Актуальность темы. Проблемы комплексного, рационального и наиболее эффективного использования древесины как природного, ежегодно возобновляемого в больших объемах лесного ресурса невозможно решать без создания, широкого развития и внедрения деталей машин и оборудования, созданных на основе древесины, с качественными показателями, имеющими высокий спрос на современных рынках сбыта.
Древесина, как природный материал, с точки зрения физики твердого тела [25], имеет сложную ажурно-слоисто-пористую структуру в виде арматуры из стенок и клеток, а также наполнителя, состоящего из сложных химических веществ. Микро- и макропоры, относительно равномерно распределенные по всему объему древесной массы, увязаны в проводящую жидкость капиллярную структуру, которая способна не только поглощать различные вещества. Кроме этого, в связи с пористостью древесины, достигающей до 50 %, она способна уплотняться без разрушения, с помощью чего можно повысить прочность и твердость в 2-5 раз.
Одной из важнейших проблем технического прогресса на данном этапе является замена в ряде отраслей промышленности, в том числе и в лесном комплексе, дорогостоящих дефицитных материалов менее дефицитными и дешевыми, но в то же время более надежными. Таким материалом является прессованная (модифицированная) древесина (ДП), изготовленная по высоким технологиям. Ее получают путем уплотнения (прессования) естественного дешевого полимера — натуральной древесины мягких лиственных пород - с последующей термообработкой, в результате чего получают антифрикционный материал, не уступающий и даже по ряду качеств превосходящий цветные металлы и другие дефицитные антифрикционные материалы.
В Воронежской государственной лесотехнической академии (ВГЛТА) при выполнении проектов Федеральной целевой программы (ФЦП) «Интеграция» с 1997 года проводятся научно-исследовательские работы по разработке способов, методик и математического моделирования процессов получения ДП с заданными показате-
лями качества по высоким технологиям; по экспериментальной проверке зависимости показателей качества ДП от связей и оптимальных значений технологических параметров производства с использованием сверхвысокочастотной электромагнитной энергии (ЭМЭ СВЧ) для термообработки с целью сушки, пластификации, релаксации внутренних напряжений и стабилизации размеров ДП; по созданию реальных технологических моделей прессования древесины с заданными показателями качества, имеющими спрос на рынках сбыта.
ДП успешно используется для изготовления самосмазывающихся подшипников скольжения в узлах трения, в том числе в лесных машинах. Подшипники из ДП, изготовленной по высоким технологиям, обладают повышенной твердостью, стабильностью и надежностью при работе на самосмазке в условиях абразивных сред.
Широкомасштабное внедрение подшипников из ДП взамен подшипников из цветных и других дефицитных металлов и дорогостоящих материалов, а также шариковых подшипников, работающих в абразивных и агрессивных средах при переменных температурах окружающей среды, требует глубоких исследований их надежности в различных условиях эксплуатации.
Решение рассматриваемой проблемы, как одной из важнейших прикладных задач, имеет существенное значение для научного обоснования технических и технологических разработок в предприятиях лесного комплекса.
Тема диссертации посвящена проблеме повышения надежности подшипников лесных машин, способствующих ресурсо- и энергосбережению, а также повышению их эксплуатационной долговечности.
Цель исследований. Повышение надежности подшипников лесных машин в условиях отрицательных температур окружающей среды путем создания оптимальной конструкции самоустанавливающегося подшипника скольжения (СПС) с обоснованными параметрами.
Объекты исследований. Антифрикционный материал в виде ДП, его свойства при отрицательных температурах; экспериментальные образцы СПС.
Предмет исследований. Надежность СПС, работающих при отрицательных температурах окружающей среды (достигающих -60 С); процесс трения в условиях
упруго-вязкого контакта, граничащего с пластическим; зависимости (закономерности) адгезионной и деформационной составляющих коэффициента трения СПС, работающего при температурах в пределах от +20 до - 60 С.
Методика исследований. При изучении свойств модифицированной древесины при отрицательных температурах были использованы общие и стандартные методики. Теоретические исследования основаны на методах дифференциального и интегрального исчисления, общих законах физики и механики. При экспериментальных исследованиях применены методы моделирования, разработана и изготовлена установка для определения адгезионной и деформационной составляющих коэффициента трения. Обработка результатов исследований и проведение расчетов выполнены на ЭВМ с использованием стандартных программ.
Научная новизна заключается в разработке методики и новой установки для исследования коэффициента трения пары металл-ДП в зависимости от температуры; в получении аналитических зависимостей для расчета коэффициента трения и допускаемых напряжений, позволяющих определить надежность и основные параметры СПС; в обосновании и создании новой конструкции узла трения с подшипником изДП.
На защиту выносятся следующие научные положения:
Установка и методика определения коэффициента трения пары металл-ДП в зависимости от температуры;
Закономерности изменения физических и триботехнических свойств ДП при отрицательных температурах;
Аналитические зависимости, позволяющие рассчитать значения коэффициента трения СПС и допускаемых напряжений, определяющих надежность подшипника из ДП;
Новая конструкция СПС с оптимальными параметрами (положительное решение на изобретение (патент) №200121732.28 с приоритетом 14.08.2000).
Достоверность основных положений и рекомендаций подтверждена хорошей сходимостью экспериментальных и теоретических данных и положительными результатами испытаний само смазывающегося подшипника из ДП.
Практическая ценность работы состоит в разработке новой конструкции СПС и практических рекомендаций по его использованию, позволяющих повысить надежность лесных машин при отрицательных температурах окружающей среды.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на заседаниях кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин ВГЛТА (2000-2003 гг.), на межвузовской научно-практической конференции, посвященной 70-летию ВГЛТА, «Восстановление лесов, ресурсо- и энергосберегающие технологии лесного комплекса» (Воронеж, 2000), на Международной научно-практической конференции «Интеграция фундаментальной науки и высшего лесотехнического образования по проблемам воспроизводства, использования и модификации древесины» (Воронеж, 2000), на Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Современные технологические процессы получения материалов и изделий из древесины» (Воронеж, 2001), на международной конференции молодых ученых «Леса Евразии в III тысячелетии» (Мытищи МО, 2001), на международной конференции, посвященной 50-летию ЛИФа ПетрГУ, «Новые технологии и устойчивое управление в лесах Северной Европы» (Петрозаводск, 2001), на Всероссийской научно-практической конференции «Химико-лесной комплекс - проблемы и решения» (Красноярск, 2001), на Международной научно-практической конференции «Интеграция науки и высшего лесотехнического образования по управлению качеством леса и лесной продукции» (Воронеж, 2001), на Международной научно-технической конференции «Современные материалы и технологии — 2002» (Пенза, 2002), на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Интеграция науки и высшего лесотехнического образования, инновационная деятельность на предприятиях лесного комплекса» (Воронеж, 2002), на Всероссийской научно-практической конференции «Химико-лесной комплекс - проблемы и решения» (Красноярск, 2002).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе одна монография.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованных источников и приложений. Она включает 219 страниц, из них 183 страниц основного текста, 47
*
*
иллюстраций, 36 таблиц, 162 наименования использованных источников, в том числе 12 иностранных, и 6 приложений на 36 страницах.
Обзор и анализ исследований по прессованию древесины
Прессованная древесина, создаваемая различными способами, с момента своего возникновения (прессованная древесина) неоднократно исследовалась многими учеными нашей страны как антифрикционный материал для изготовления подшипников скольжения. Основоположником этого направления по праву является профессор П.Н. Хухрянский [133], который еще в 1938 году доказал, что береза одноосного прессования (прессование в одной плоскости) может быть применена в подшипниках, как антифрикционный материал, при нагрузках 4...5 кг/см и скорости скольжения 0,5...0,6 м/с (размерность приводится в тех величинах, в которых она применялась в годы исследований). В послевоенный период в Воронежском лесотехническом институте и Воронежском сельскохозяйственном институте профессором П.Н. Хухрянским была создана школа ученых и проблемная лаборатория по производству и внедрению прессованной древесины для изготовления подшипников. П.Н. Хухрянским были установлены следующие положения по обеспечению надежности подшипников из прессованной древесины [133]: для уменьшения силы трения древесина подшипника должна быть проварена в масле; для получения подшипников хорошего качества степень прессования должна быть не менее 0,5... 0,6, а влажность - не более 8... 10 %; прессованная древесина является ценным материалом для изготовления изделий, работающих в кислой и абразивной средах; древесина контурного прессования является лучшим материалом для изготовления втулок, работающих в условиях стабильной влажности и температуры окружающей среды при смазке минеральными маслами, при удельном давлении до 50...60 кг]см1 и скорости скольжения до 1,0 м/с; втулки из древесины торцевого гнутья могут работать при более высоких давлениях до 100 кг (см1 и во влажных средах; выбор способа прессования для изготовления трущихся деталей зависит от конструкции детали и условий ее работы; при образовании большого количества тепла, обусловленного работой силы трения и малым отводом его смазкой, целесообразно втулки или вкладыши делать составными, т.е. состоящими из 5...8 мм вкладышей из прессованной древесины и металлического корпуса, что увеличит отвод тепла подшипником; для предупреждения разбухания втулок из древесины торцевого гнутья их следует зажимать в кассетах или корпусах упорами или кольцами в направлении распрессовки.
Я.С. Галлай [49], исследуя подшипники с неметаллическим антифрикционным слоем на основе древесины, пришли к выводу, что количество и вид смазки трущихся поверхностей зависит от величины нагрузки.
И.В. Бочкарев [27] доказал, что торцово-гнутые вкладыши без осевой под-прессовки будут работать в нормальных температурных условиях при нагрузке у=25...30 кг (см1 и скорости скольжения v=0,35 м/с, а при максимальной осевой подпрессовке антифрикционного слоя могут работать при Cj— 35...40 кг (см1 и v=0,35 м(с, при этом температуры нагрева не превышают допустимых пределов. А.Д. Юричев [144] установил, что: при смазке минеральными маслами в количестве необходимом для обеспе чения нормального смазочного граничного слоя, но недостаточном для охлаждения вала, основным фактором, ограничивающим работы вкладышей, является аккуму ляция тепла на поверхности трения и нагрев вала вследствие низкой теплопроводно сти подшипника из прессованной древесины; ф подшипники из прессованной древесины могут устойчиво работать при температуре вала не более +80...85 С; вкладыши из прессованной древесины вследствие большой пластичности и упругости материала обладают способностью терять приработку в нерабочем со стоянии; время потребное на повторную приработку зависит от продолжительности перерыва в работе.
Ввиду того, что большинство лесных машин работают в зимний период в хо лодных помещениях и под открытым небом, а также в районах Крайнего Севера, большой интерес представляют исследования их надежности при отрицательных температурах.
Поскольку основными факторами, определяющими надежность подшипников при отрицательных температурах, являются коэффициент трения и износ, рассмот рим исследования по взаимному влиянию этих величин.
Ларсон (США), Беккер (Германия), Блеквуд и Риклес (США), Фурье (Канада) [41] и другие исследовали, главным образом, вопрос об изменении качества и количества смазки в узле трения на холоде и установления оптимальной вязкости масел для тех или иных температур. Эти исследования проводились для металлических пар трения (металл по металлу). В СССР проводились многочисленные исследования по определению условий работы пар трения при отрицательных и положительных температурах.
Исследование контакта пары металл-древесина прессованная при трении
Площадь контакта при сдвиге опорной поверхности по аналогии с формулой (2.1) для двух шероховатых поверхностей, имеющих твердость близкую друг к другу, определяется так: где Є:( - относительное сближение поверхностей при движении; V, и v2 - постоянные кривых опорных поверхностей металлического контртела и ДП. Для одной шероховатой поверхности при трении пары металл-ДП ЛД.Ь - (2-4) По данным Н.Б, Демкина [54] параметр кривой опорной поверхности для металлических пар трения определяется по формуле b = k%b2{h + hmm2f № К -у, тух I 1 пкп 2 I где к - коэффициент, зависящий от постоянных кривых опорных поверхностей пары трения (v,,V:). Для металлических пар трения, по данным исследований Н.Б.
Демкина, при изменении V, и v2 в пределах от 1 до 3 к изменяется от 0,5 до 0,05 (на один порядок). Для пары трения металл-ДП, отличающихся по твердости и шероховатости в несколько раз друг от друга, к может быть принят равным 0,25; bt и Ь2 - постоянные параметры кривых опорных поверхностей соответственно металлического контртела и подшипника из ДП; /imasl и hmRx2 - соответственно максимальная величина внедрения неровностей в поверхность контртела и в поверхность подшипника из ДП.
По исследованиям Н.М. Михина [88] графической зависимости коэффициента трения от твердости для различных значений Ъ и V установлено, что изменения Ъ от 1 до 4 и V от 1 до 3 не оказывает существенного влияния для пар трения, имеющих большое различие в твердости и шероховатости. Например, для трущихся пар при постоянном адгезионном коэффициенте трения (Ла с изменением Ь и V в 3-4 раза при удельном давлении 0,05 твердости более твердого материала \НВЪ) площадь контакта при одинаковой твердости трущихся поверхностей {НВ(1/НВ] — 1) занимает до 50 %, а коэффициент трения уменьшается на 20 %; для пары трения металл-ДП НВа/Н 3 - площадь контакта изменяется на 10 %, а коэффициент тре ния с увеличением Ъ до 4 и V до 3 изменяется незначительно, где Н - твердость подшипникового материала из ДП по ГОСТ 13338-86 [51].
Твердость металлического контртела в несколько раз выше (иногда до 10 раз) по сравнению с твердостью ДП. Поэтому, в соответствии с исследованиями Н.М. Михина [88], изменениями параметров кривых опорных поверхностей для металлического контртела V, Ь и к - при постоянном адгезионном коэффициенте трения можно пренебречь.
По аналогии для подшипников из ДП наиболее правдоподобными будут следующие параметры кривой опорной поверхности: v 2, Ь — \ и А:г — 0,145. Эти коэффициенты учитывают упругие и временные остаточные деформации ДП и метод определения твердости ДП по ГОСТ 13338-86 [51].
Исследованиями английский ученых [146, 148, 156] установлено, что в результате расчетов коэффициента трения для единичного индентора получены заниженные данные в 1,65 раза, т.е. коэффициент перехода от единичной неровности к фактической поверхности контакта для металлических пар трения равен 1,65.
Многими исследователями установлено, что при контактировании и сближении под давлением неровностей мягких тел с твердой абсолютно гладкой поверхностью (когда в зоне контакта имеют место значительные силы адгезии) возможно ощутимое увеличение площади контакта. Этому способствует: увеличение отношения %,; увеличение нормального давления N на контактируемую поверхность; возрастание молекулярных сил сцепления при сближении.
При внедрении металлической неровности (единично индентора) в ДП вследствие упруго-вязких и временных микропластических деформаций площадь касания в статическом состоянии незначительно отличается от площади касания при движении.
Описание установки для определения твердости, упругих и временных остаточных деформаций в зависимости от температуры
На рис. 9 представлена схема (общий вид) установки. Она состоит из следующих основных элементов: - рычажной системы нагружения с индикатором для замера глубины погруже ния шарика в древесину; - автоматического устройства (реле времени с конечными выключателями и переключателями) для управления режимом нагружения шарика (режимом работы двигателя); - термокриокамеры с автоматическим устройством тепла-холода; - подъемника камеры с винтом перемещения образца в направляющих.
Рычажная система нагружения выполнена в виде двуплечего рычага I, шарнирно закрепленного на опоре 2. Сверху, в начале длинного плеча двуплечего рычага установлен реверсивный двигатель 3 с фрикционной передачей 4 и прикрепленного к ним конечным выключателем 5 (К2), кинематически связанным с двигателем винтом 6, с помощью которого перемещается груз 7. На конце длинного плеча двуплечего рычага 1 установлен рычаг 8 переключателя 9 (Kt). На конце короткого плеча двуплечего рычага укреплен уравновешивающий систему противовес 18. Снизу на длинном плече двуплечего рычага 1 шарнирно закреплен шток 16 крепления шарика.
На пульте управления, прикрепленном к станине 10, располагаются две кнопки - включения 11 и выключения 12 (Пі) установки и сигнальные лампочки управления 13 (Л,) и 14 (Л2).
К станине крепится индикатор 15 для замера глубины отпечатков. Индикатор 15 взаимодействует со штоком 16 через упор 17, прикрепленный к штоку. Азот из сосуда Дьтоара 19 по изолированной трубке 20 через предохранительный клапан 21 и магнитный клапан 22, прикрепленный к крышке 23, подается в термокриокамеру 24.
Через изоляционную стенку термокриокамеры 24 проходит винт 25, перемещающий (координирующий) положение образца в камере по отношению к шарику 26. Образец 27 при испытании перемещается винтом 25 в направляющих так, что отпечатки шарика в располагаются в ряд на расстоянии 5 мм. Термокриокамера 24 устанавливается на подставку 28 винтового подъемника 29.
В нижнем коробе станины 10 расположено реле времени 30, которое с помощью разъема и кабеля присоединяется к источнику питания 31. Термокриокамера 24 разъемом и кабелем соединяется с передвижным электронным регулятором 32 установки тепла-холода (УТХ). Для электропитания переменного напряжения нагревателей, входящих в УТХ служит регулятор напряжения 33.
На рис. 10 представлена схема автоматического устройства управления режимом работы двигателя, который обеспечивает необходимый режим нагружения шарика.
Автоматическое устройство управления режимом работы двигателя Д состоит: из реле времени РВ; электромагнитного реле РЭС-22; двух сигнальных лампочек Л] и Л2; двух конечных выключателей К, и К2; переключателя П»; выключателя ВКь источника питания реле постоянным током напряжением 12 В; источника питания переменным током напряжением 220 В.
Автоматическое устройство управления режимом двигателя (нагружения шарика) работает по следующему принципу: груз, перемещаясь в крайнее левое положение (к двигателю) упором, расположенным с левой стороны, нажимает и удерживает кнопку конечного выключателя Kj. Тем самым, производится разрыв цепи по дачи тока к двигателю, винт останавливается и находится в неподвижном состоянии.
Установление зависимости коэффициента трения от температуры
В соответствии с ГОСТ 13338-86 [51] определяется глубина погружения шарика радиусом 5 мм под нагрузкой 250 Н и глубина восстановленной лунки после снятия нагрузки. По этим значениям рассчитывается твердость, упругие и временные остаточные деформации.
По аналогии и в соответствии с теорией, разработанной Н.М. Михиным [88] для трения металлических тел, протекающего в условиях микропалстического контакта, а также трения пары металл-ДМ, исследованного в данной диссертации (глава 2), коэффициент трения исследуется по критерию сближения трущихся поверхностей, который представляет собой отношение глубины внедрения неровности h к J? h радиусу у основания неровности К , т.е. —. R По результатам исследований критерия сближения трущихся поверхностей для единичного индентора по ГОСТ 13338-86 [51] в зависимости от температуры можно установить: зависимость максимального критерия сближения, определенного -САЇ по глубине лунки под нагрузкой — , при котором удельное давление не будет превышать твердость; зависимость минимального критерия сближения, определен , по которой ГТШ] U ного по глубине восстановленной лунки после снятия нагрузки определяется твердость. 105 На рис. 24 представлены графики зависимости критерия сближения трущихся поверхностей от температуры по средним данным глубин погружения, приведенных в табл. 4Л0. 1 - максимальный критерий сближения \hjR)mm; 2 - критерий сближения \hjRy, 3 - минимальный критерий сближения \hjR)mil
Из графиков, представленных на рис. 24, следует, что с понижением температуры глубина отпечатков шарика под нагрузкой и после снятия нагрузки снижается прямопропорционально повышению упругой деформации. При понижении темпера туры от +20 до -100 С — снижается от 0,0066 до 0,0049, т.е. на 0,0017 (25 %), а V Я /rain (70 %). (остаточная, восстановленная лунка) от 0,0024 до 0,0008, т.е. на 0,0016 Введем величину деформационного погружения hd, равную разнице между h и hx, т.е. (3-1) Тогда критерий сближения по hd будет равен: R R R h. h-h (h\ (к R (3.2) Подшипники из ДМ будут надежными при условии, что — R (h \ = 0,004. (3.3 h. При — 0,004 подшипник работает в зоне только упругих деформаций, как R (ИЛ определенное для зоны упругих показано на рис. 25. Предельное значение V R ),« деформаций, зависит и определяется нагрузкой на индентор (250 Н) и радиусом шарика (5 мм), принятых по ГОСТ 13338-86 [51].
При увеличении радиальной нагрузки на подшипник будет наблюдаться переход условий контакта из зоны упругих в зону временных остаточных деформаций, которые снижаются с увеличением твердости подшипникового материала (ДМ). Если предельная нагрузка будет вызывать временное (исчезающее) борозд ообразова-ние на поверхности трения в пределах допускаемых микродеформаций, то такие подшипники окажутся надежными в начальных зонах остаточных деформаций при условии, что удельное давление в узле трения не превысит твердость подшипникового материала.
Понижение температуры узла трения способствует повышению твердости ДМ и снижению коэффициента трения. Из графиков, представленных на рис. 26, 27 и 28 следует, что с повышением твердости снижаются адгезионная и деформационная составляющие коэффициента трения. Деформационная составляющая коэффициента трения уменьшается менее интенсивно, т.е. с увеличением твердости от 133 до 400 МПа она снижается от 0,041 до 0,035 по криволинейной зависимости близкой к прямой (по 4,5 % на каждые 100 МПа). Адгезионная составляющая коэффициента трения снижается более интенсивно - по 12 % на каждые 100 МПа.
Аналитические зависимости коэффициента трения от твердости представляются следующими формулами: д, =0,2701/ цд =0,0827Г1446; // = 0,2991/02562.
По результатам исследований зависимости твердости, упругих и временных остаточных деформаций от температуры в интервале от +20 до -100 С можно сделать следующие выводы.
1 Снижение температуры узлов трения с подшипниками из ДМ от +20 до -100 С повышает твердость и упругую деформатианость ДМ, что способствует уменьшению коэффициента трения и значительному повышению надежности и дол говечности узлов трения.
2 Успешное решение проблемы повышения нагрузочной способности, надеж ности и долговечности узлов трения, работающих при отрицательных температурах может быть достигнуто путем замены металлических подшипников, работающих в условиях влажных, загрязненных, абразивных сред при отрицательных темпер ату 110 pax, подшипниками из ДМ, работающими во внутринапряженном состоянии в пределах упругих деформаций,
3 Разрабатывая внутринапряженные конструкции подшипников из ДМ можно в несколько раз увеличить твердость антифрикционного материала, его нагрузочную способность и долговечность узлов трения в целом, работающих в условиях высоких динамических нагрузок (катки тракторов, экскаваторов, кранов и др.) в загрязненных, влажных и абразивных средах при отрицательных температурах.
