Введение к работе
24432 і
Актуальность. Эксплуатационные характеристики зубчатых передач во многом определяют эксплуатационные показатели машин и механизмов. Одной из составляющих эксплуатационных характеристик зубчатой передачи являются условия смазывания и смазочный материал. Применение в зубчатых передачах жидких смазочных материалов обусловлено режимами эксплуатации машин, а также конструктивными особенностями зубчатых передач.
Известно, что работа зубчатых передач сопровождается проскальзыванием контактирующих профилей зубьев. Это приводит к возрастанию сил трения скольжения, повышению температуры, уменьшению толщины слоя смазочного материала, что вызывает повышенный износ рабочих поверхностей и, как следствие, схватывание и заедание рабочих поверхностей зубчатых передач. Повышенные циклические напряжения в зоне контакта приводят к образованию усталостных трещин, развитие которых ухудшает динамику работы передачи.
Основное назначение смазочных материалов, применяемых в зубчатых передачах, - снижение сил трения между контактирующими поверхностями, уменьшение износа, оптимальное распределение контактных напряжений, снижение температуры, предотвращение задира и схватывания контактирующих поверхностей. Поэтому большое внимание уделяется улучшению антифрикционных, противоизносных и противозадирных свойств смазочных материалов.
Применение твердых порошковых добавок - одно из основных направлений в области разработки новых смазочных материалов для зубчатых передач. Это довольно сложная проблема и для ее успешного решения необходимы исследования в области влияния добавок на свойства смазочных материалов, а также на рабочие характеристики зубчатых передач, связанные с изменением механохимических свойств материалов на контактирующих поверхностях. Требует внимания технология получения порошковых добавок и методов введения их в смазочные материалы.
Цель исследования - улучшение эксплуатационных характеристик цилиндрических зубчатых передач за счет использования смазочных материалов, улучшенных порошковыми добавками ультрадисперсной модифицированной технической сажи.
Задачи исследования.
1. Оценить процесс усталостного выкрашивания в поверхностных слоях профилей зубьев зубчатых передач в зависимости от фрикционных параметров контактирующих поверхностей в присутствии смазочного
материала. , .» .
РОС. ЛАЦИОНАЛЬНЛЯ}
CUtntptr дл '
09 Wtty't^L.
-
Разработать смазочные композиции с улучшенными антифрикционными и эксплуатационными свойствами на основе добавок ультрадисперсных порошков модифицированной технической сажи.
-
Провести экспериментальную оценку изменения антифрикционных и эксплуатационных параметров цилиндрических зубчатых передач в результате применения предлагаемых смазочных композиций.
4. Установить закономерности влияния смазочных композиций
на эксплуатационные характеристики цилиндрических зубчатых передач.
Научная новизна.
1. Предложен уточненный аналитический расчет цилиндрических
зубчатых передач на контактную прочность с учетом упругопластических
деформаций в зоне контакта, в результате чего установлено, что процесс ус
талостного выкрашивания в поверхностном слое определяется силами трения
и контактным давлением.
-
Уточнена расчетная формула коэффициента Zi, учитывающего влияние вязкости смазочного материала, в расчете допускаемого контактного напряжения Стяя, что дает возможность повысить точность расчета цилиндрических зубчатых передач на контактную прочность.
-
Получена эмпирическая зависимость эксплуатационной характеристики цилиндрических зубчатых передач от свойств смазочного материала с твердыми добавками из ультрадисперсного порошка модифицированной технической сажи.
4. Получены закономерности изменения эксплуатационных свойств
смазочной композиции от концентрации ультрадисперсного порошка
модифицированной технической сажи, что позволяет комбинировать составы
смазочного материала для получения необходимых свойств.
Практическая ценность работы.
Разработана смазочная композиция на основе трансмиссионного масла ТМ-5-18 с добавкой ультрадисперсного порошка модифицированной технической сажи, уменьшающая момент трения и способствующая равномерному распределению нагрузки в зоне контакта. Результаты проведенных исследований дают основания рекомендовать для использования в трансмиссиях машин и механизмов с цилиндрическими зубчатыми передачами смазочную композицию на основе трансмиссионного масла ТМ-5-18 с добавкой ультрадисперсной модифицированной технической сажи в качестве универсального смазочного материала с повышенными триботехническими характеристиками.
Реализация работы.
Предложенный новый смазочный материал внедрен на предприятии ФГУП КрЖД «Рельсосварочный поезд» для применения в технологическом оборудовании с цилиндрическими зубчатыми передачами.
Проведенные натурные испьпания на стенде КИ-5540 показали высокую эффективность смазочной композиции в коробке перемены передач грузового автомобиля ЗИЛ-130 и рекомендованы к внедрению.
Разработанные испытательное оборудование и методики испытаний смазочных материалов используются при проведении научных исследований в Красноярском институте химии и химической технологии СО РАН, в учебном процессе Красноярского государственного технического университета и Красноярского государственного аграрного университета.
Апробация работы.
Основные положения работы рассмотрены на региональной научной конференции «Красноярский край: освоение, развитие, перспективы» (Красноярск, 2003 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы: получение, свойства, применение» (Красноярск, 2003 г.), на научных семинарах по машиноведению и триботехнике Красноярского государственного технического университета с 2000 по 2003 гг.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка используемой литературы. Работа изложена на НО страницах, включая 40 рисунков, 14 таблиц, 116 источников литературы.
