Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и анализ исследований работы подшипников скольжения
1.1 Анализ работы радиальных подшипников скольжения 9
1.2 Расчет ресурса работы подшипника скольжения 14
1.3 Кинематический и динамический анализы работы узла 20
1.3.1 Положение вала в подшипнике 20
1.3.2 Коэффициент жидкостного трения 22
1.3.3 Расчет подшипников скольжения по параметрам \р\ и \р-у\ 25
1.4 Влияние типа смазки на ресурс 26
1.5 Улучшение антифрикционных и противоизносных свойств смазочных материалов с помощью твердых добавок. 30
Выводы к разделу 1 32
2 Математическая модель радиального подшипника скольжения 34
2.1 Реология смазочных материалов 34
2.2 Стационарный режим работы подшипника при наличии упругого вкладыша 44
2.3 Влияние волнистости поверхности вкладыша' на рабочие характеристики подшипника. 54
2.4 Нестационарные режимы работы подшипника при резких колебаниях нагрузки. 50
2.5 Работа подшипника с учетом эффекта граничного скольжения 75
Выводы к разделу 2 85
3 Методика экспериментальных исследований 86
3.1 Устройство и принцип работы установки ДМ-28 86
3.2 Определение основных характеристик подшипника скольжения 88
3.2.1 Методика измерения момента трения 88
3.2.2 Определение номинального ресурса работы подшипника скольжения 90
3.2.3 Определение волнистости и податливости рабочих поверхностей 92
3.3 Выбор материалов деталей и смазочного материала для испытаний
3.4 Выбор твердых добавок 96
3.5 Математическая обработка результатов эксперимента 99
3.6 Выводы к разделу 3 101
4. Результаты экспериментальных исследований работы подшипников скольжения
4.1 Экспериментальное определение зависимости момента трения Мтр от нагрузки Р для различных видов материала
4.2 Определение податливости и волнистости рабочих поверхностей 107
4.3 Сравнение экспериментальных и теоретических расчетов 110
4.4 Влияние ультрадисперсного порошка модифицированной технической сажи на величину износа
4.5 Производственные испытания 117
Выводы к разделу 4 124
Заключение 125
Список использованных источников 126
Приложения 136
Приложение А 137
Приложение Б 138
Приложение В 140
- Расчет ресурса работы подшипника скольжения
- Стационарный режим работы подшипника при наличии упругого вкладыша
- Определение основных характеристик подшипника скольжения
- Определение податливости и волнистости рабочих поверхностей
Введение к работе
Развитие машиностроительного комплекса вызвало бурный прогресс техники. И сейчас транспорт продолжает быть инициатором развития отечественного машиностроения, металлургии, сложных путевых машин, технологического оборудования, многих механизмов и систем.
Актуальность работы.
Надежность и работоспособность машин и агрегатов во многом обеспечивается безотказной работой опор скольжения, эксплуатационные характеристики которых обуславливают общие показатели их надежности и долговечности. Рабочие характеристики подшипника скольжения связаны с условиями смазывания и видом смазочного материала.
Подшипники скольжения нашли широкое применение в технике благодаря их известным качествам: простоте конструктивного исполнения, долговечности в работе, незначительным габаритам в радиальном направлении, стойкости к ударным и временным перегрузкам. При кажущейся внешней простоте конструкции подшипник скольжения представляет собой сложный и ответственный узел, в котором необходимо создать условия, обеспечивающие гидродинамический режим смазки. В условиях эксплуатации в подшипниках скольжения возникают нестационарные вибрационные процессы, влияющие на его работоспособность и долговечность. Неустойчивое движение вала приводит к возбуждению колебаний, переходящих в определенных условиях в автоколебания. В связи с этим большое значение приобретают толщина смазочной пленки и свойства смазочного материала. Повышение надежности и долговечности подшипников скольжения возможно за счет совершенствования геометрических параметров, а также применения смазочных материалов с более эффективными смазочными свойствами. Перспективным направлением является улучшение свойств существующих смазочных материалов за счет применения присадок и различных видов порошковых добавок, повышающих долговечность подшипников скольжения. Механизм воздействия порошковых материалов на свойства смазок изучен недостаточно и его выяснение является важной задачей. Поэтому исследования, направленные на совершенствование методики расчета подшипников скольжения и изучение механизма влияния твердых добавок на надежность и долговечность подшипника являются актуальными.
Цель диссертационной работы - улучшение работоспособности и повышение надежности подшипника скольжения применением смазочных материалов с порошковыми добавками ультрадисперсной модифицированной технической сажи.
Задачи исследования:
Усовершенствовать теорию и метод расчета подшипника скольжения на основе нестационарного уравнения Рейнольдса с одновременным учетом трех факторов: волнистости, упругости вкладыша и эффекта граничного скольжения.
Выполнить теоретические расчеты подшипника скольжения на основе разработанной математической модели и сравнить с результатами испытаний.
Исследовать влияние смазочного материала с добавками ультрадисперсных порошков модифицированной технической сажи (МТС) на рабочие процессы в подшипнике скольжения.
Выполнить экспериментальную оценку улучшения антифрикционных и эксплуатационных параметров подшипника скольжения с применением смазочных композиций на основе ультрадисперсных порошков.
Установить основные закономерности влияния смазочных композиций на эксплуатационные характеристики подшипника скольжения в условиях гидродинамического режима смазки.
Разработана новая математическая модель работы подшипника скольжения, учитывающая упругие деформации поверхности подшипника, эффект граничного скольжения, волнистость, область кавитации.
Усовершенствованы методы экспериментального исследования и теоретического расчета физико-механических характеристик подшипника скольжения.
Выполнены новые экспериментальные и теоретические исследования подшипника скольжения с использованием смазочных композиций.
Установлены оптимальные концентрации ультрадисперсного порошка МТС в трансмиссионном масле, которые обеспечивают максимальный ресурс работы подшипника и минимальные потери на трение.
На основе выполненных исследований установлен механизм влияния ультрадисперсных добавок на рабочие характеристики подшипника скольжения.
Объекты исследования - подшипники скольжения при гидродинамическом режиме трения с использованием смазочных композиций.
Предмет исследования - процессы, протекающие в подшипнике скольжения при наличии смазочного материала с добавками ультрадисперсных порошков модифицированной технической сажи;
Методы исследования. Решение поставленных задач осуществлялось с применением теории надежности, применительно к подшипникам скольжения.
При выполнении работы использовались поверенные стандартные сертифицированные приборы, теория обработки результатов экспериментальных исследований, методы статистической обработки результатов эксперимента.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций,
подтверждается теоретически и экспериментально. Научные положения аргументированы, теоретические результаты работы получены с использованием положений деталей машин, трибологии, выводы подтверждены проведенными экспериментальными исследованиями, их воспроизводимостью и результатами математической обработки с использованием программ для обработки данных.
На защиту выносятся:
теория и метод расчета подшипника скольжения на основе нестационарного уравнения Рейнольдса с одновременным учетом трех факторов: волнистости, упругости вкладыша и эффекта граничного скольжения;
результаты аналитико-численного исследования рабочих процессов в ПС при наличии смазочного материала с добавками ультрадисперсных порошков модифицированной технической сажи;
оценка улучшения антифрикционных и эксплуатационных параметров подшипника скольжения с применением смазочных композиций на основе ультрадисперсных порошков;
закономерности влияния смазочных композиций на эксплуатационные характеристики подшипника скольжения в условиях гидродинамического режима смазки.
Научная новизна наиболее существенных результатов, полученных лично автором:
Практическая ценность работы. Разработаны и исследованы смазочные композиции на основе трансмиссионного масла ТМ-5-18 с добавкой ультрадисперсного порошка модифицированной технической сажи, способствующей уменьшению момента трения и равномерному распределению нагрузки в зоне контакта. Результаты проведенных исследований позволили рекомендовать данную смазочную композицию в качестве универсального смазочного материала с повышенными триботехническими характеристиками.
Реализация результатов работы. Предложенный смазочный материал внедрен на предприятии ОАО «ПКТИ комбайностроение» для применения в подшипниках скольжения моста комбайна серии «Енисей».
Разработанные испытательное оборудование и методики испытаний смазочных материалов используются в учебном процессе Политехнического института Сибирского федерального университета.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на межрегиональной научной конференции «Красноярский край: освоение, развитие, перспективы» (Красноярск, 2004), на научных семинарах по машиноведению и триботехнике в Красноярском государственном техническом университете и Красноярском государственном аграрном университете (20022007).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, включая одну работу в издании, рекомендованном перечнем ВАК. Список основных публикаций приведен в конце автореферата.
Объем работы. Диссертация содержит 141 страницу, включая 55 рисунков, 20 таблиц. Работа состоит из введения, четырех разделов, основных выводов, библиографического списка из 123 наименований и приложения.
Расчет ресурса работы подшипника скольжения
Для исследования физико-химического влияния среды смазочного материала на подшипник скольжения, а также её поверхностно-активных компонентов на механические свойства разнообразных сплошных и пористых твёрдых тел и материалов используют эффект Ребиндера /63, 75/. Это эффект адсорбционного понижения прочности твёрдых тел, облегчение деформации и разрушения твёрдых тел вследствие обратимого физико-химического воздействия среды.
При расчетах нестационарно нагруженных подшипников с учетом девиации шеек вала требуется учесть влияние углового перемещения вала на распределение гидродинамического давления и реакцию смазочного слоя. При использовании для этой цели метода суперпозиции — представления полной гидродинамической реакции смазочного слоя в виде суммы составляющих, связанных с компонентами движения вала, - необходимо определить и учесть составляющие, связанные с угловыми перемещениями шеек вала.
Одним из основных параметров при оценке нагруженности подшипников скольжения является удельная нагрузка /15/, по которой производится расчет опор скольжения: выбор материала, размерных характеристик, типа смазки, срока службы. Целью данной работы явилось создание инженерного метода определения контактных параметров радиальных подшипников скольжения, работающих в условиях гидродинамического режима смазки, с учетом волнистости поверхностей, непараллельности осей вала и подшипника. Так как при создании данного метода был принят ряд допущений: шейка вала абсолютно жесткая, деформация втулки носит упругий характер, возникла необходимость в экспериментальных методах по определению контактных параметров сопряженных тел с учетом их волнистости и пористости. Важной составной частью работы является математическое моделирование влияния ультрадисперсных добавок на рабочие характеристики подшипников скольжения.
Большой вклад в развитие гидродинамической теории смазки подшипников скольжения внес И. В. Крагельский /51, 54, 55/. Он систематизировал подход к решению задачи с учетом температурных и механических факторов.
Одним из условий экспериментальной проверки являлось использование материалов, из которых обычно изготавливаются подшипники скольжения, и воспроизведение реальной волнистости. В последние годы большое внимание привлек вопрос о влиянии волнистости на смазку поверхностей подшипников. Опыт создания компьютерных моделей подобных трибоси- стем /33, 34/ показал, что во многих случаях краевые эффекты в подшипниках скольжения и связанные с ними явления играют существенную роль и их необходимо учитывать. Большой вклад в разработку данных вопросов внесли П. П. Усов, С. М.Захаров, И. А.Жаров, В. Ф. Терентьев и другие.
В машиностроении волнистость поверхностей трения подвижных соединений считается важным фактором для функционирования узлов /33/. Характеристики пары трения с естественной шероховатостью и волнистостью приведены в работе /15/. На основе предположения о наличии кавитации и циркуляционного течения во впадинах были получены расчетные зависимости для числа Зоммерфельда и коэффициента трения.
Современные узлы трения часто работают в условиях, когда толщина слоя смазки, разделяющей трущиесяповерхности, соизмерима с высотой микронеровностей на этих поверхностях. В большинстве работ /101, 107, 117/ рассматривается волнистость, при наличии которой уравнение Рейнольдса остается локально применимым. В работе /40/ Д. С. Коднир рассмотрел шероховатость, как синусоидальную зависимость и рассчитал гидродинамическое давление в контакте. Одним из эффективных путей повышения эксплуатационных характеристик изделий является нанесение на поверхность этих изделий регулярного микрорельефа (РМР) /8/. При помощи РМР достигается, например, повышение противоизносных и протизадирных свойств поверхностей трения. РМР обладает и антифрикционным действием. В работе излагается метод расчета параметров трения радиального подшипника с РМР, перпендикулярным направлению движения поверхностей трения. На основе решения уравнения Рейнольдса в условиях, когда смазочный слой может многократно размыкаться и смыкаться (расчетная область — многосвязная). При этом такие факторы, как упругость поверхности, переменная вязкость и другие не учитываются.
При оценке работоспособности подшипников в процессе проектирования все более широкое распространение получают способы расчета на ЭВМ, основанные на использовании гидродинамической теории смазки/36,37,106/. Одним из допущений, принятых в данных методах, является постоянство температуры и степени смазки в зазоре при движении вала в подшипнике.
В работах /19, 105/ дано уже более конкретное описание вопросу влияния волнистости на гидродинамическую смазку поверхностей. Получена система уравнений, решая которую можно найти моменты случайной функции распределения гидродинамического давления любого порядка. Для вывода общих соотношений рассматриваются две неограниченные поверхности. В данной работе требовалось найти случайную функцию распределения гидродинамического давления, такую, что для любой реализации зазора давление удовлетворяет уравнению Рейнольдса.
Узлы трения обычно являются составной частью машин и в значительной мере определяют их надежность. Правильная оценка условий работы этих узлов и других частей машины невозможна без учета их взаимного влияния /33/. Моделирование таких объектов на ЭВМ - важное направление в машиностроении. Анализ литературы показывает, что моделирование чаще всего применяется для изучения процессов в самих узлах трения. При этом используются различные методы: подобия, термодинамический и информационно-энергетический подходы, численные методы, имитационное моделирование.
Одной из актуальных проблем машиностроения является прогнозирование поведения подшипниковых узлов трения /72/. При этом важен расчет распределения контактного давления и температурного поля. Правильный учет указанных факторов может способствовать повышению надежности и долговечности узлов машин и механизмов.
Расчет гидродинамических подшипников должен привести к определению величины смазочного слоя, разделяющего две рабочие поверхности в самых тяжелых условиях эксплуатации. Минимальная толщина несущего слоя смазки должна быть достаточной, чтобы обеспечить отсутствие контакта рабочих поверхностей при перегрузках, а также, чтобы исключить возможность застревания в зазоре между рабочими поверхностями загрязнений смазки, имеющих размеры, максимально допустимые для рассчитываемой машины. Как видим, в последние годы появилось достаточно много статей по проблемам, касающимся причин выводящих подшипники скольжения из строя. Существует много идей, которые требуют более детального рассмотрения и анализа.
Стационарный режим работы подшипника при наличии упругого вкладыша
На практике данное явление реализуется в процессе течения вязкого смазочного материала постоянной плотности между жестким валом и тонким упругим цилиндрическим слоем, закрепленным в жестком неподвижном корпусе. Можно предполагать, что вал близок по форме к круговому цилиндру радиусом Я\, а тонкий упругий слой характеризуется постоянной толщиной а и заданным радиусом кривизны /?о его внутренней поверхности. Введем параметр А, равный разности радиусов цилиндров: А = /?0 - Ль предполагая, что отношение А/Я0 много меньше единицы.
Если вращающийся с угловой скоростью со вал находится внутри неподвижного цилиндра, то удобно перейти от линейной координаты 5.к угловой переменной ср (см. рисунок 2.2). Введем две декартовые системы координат, одна из которых неподвижна, а другая может менять ориентацию в зависимости от направления смещения вала. Направим ось У неподвижной системы противоположно вектору постоянной внешней силы. Поместим начало этой системы координат в центр окружности сечения неподвижного внешнего цилиндра. При этом ось У подвижной системы координат в каждый момент времени ориентирована противоположно направлению смещения центра вала. Начала подвижной и неподвижной систем координат предполагаются совпадающими.
Определение деформации поверхности тонкого вкладыша, закрепленного в абсолютно жестком корпусе, учитывает малый параметр, равный отношению толщины вкладыша а к радиусу кривизны R0. Масштаб длины, введенный в нормировках (2.17), зависит от конкретных условий. В цилиндрическом подшипнике скольжения в качестве такого масштаба можно принять радиус внешнего цилиндра Скорость течения смазочного материала целесообразно нормировать к линейной скорости вращения точек вала на его поверхности. В случае частичного заполнения зазора смазочным материалом необходимо ввести дополнительный параметр - коэффициент заполнения зазора, который учитывает объем зазора, заполненный смазочным материалом. Ниже представлены результаты расчетов параметров смазочного слоя для различных смещений оси вала X и коэффициентов податливости вкладыша а. На рисунках 2.3 — 2.5 изображены зависимости давления q от угла ф при относительном смещении вала в диапазоне X = 0,1 0,9 и коэффициентов податливости вкладыша в диапазоне а = 0 -е- 0,1. Рисунки представляют развернутую окружность. При сравнении графиков видно, что увеличение коэффициента податливости вкладыша а снижает давление в смазочном слое, с увеличением смещения оси вала максимум давления существенно возрастает, а распределение давления вдоль слоя становится все более асимметричным.
Анализ влияния геометрических факторов рабочей поверхности на работу подшипника при тонких слоях смазочного слоя в условиях гидродинамической смазки является сложной и актуальной задачей на данный момент. Одним из первых влияние попытался исследовать Э. Д. Митчелл, а затем Типей и Паскаль /100/. Общим для них является представление профиля шероховатости в виде ряда типа Фурье.
Волнистость является элементарным отклонением поверхности любой формы. Высота неровностей волнистости и высота шероховатости примерно одинаковы, отношение же шагов к высоте различны. Она представляет собой совокупность периодически повторяющихся отклонений окружности на поверхности, которые образуются, прежде всего, в связи с колебаниями формообразующего инструмента в низкочастотном режиме.
Определение основных характеристик подшипника скольжения
Тарировка шкалы (рисунок 3.3) момента производится внешним известным моментом Твн, Для этого необходимо приложить к корпусу усилие Fm. Внешний момент равен произведению усилия FgH на плечо h до центра вращения. Затем, зная вес Р2 противовеса и его расстояние до центра вращения R, посчитается момент сопротивления Тсопр , равный Тсопр = PRsina .
Истинные значения момента трения определяются по тарировочному графику, который представляет зависимость момента трения от деформации упругой балки. Для определения надежности работы узла необходимо знать его долговечность. Показатели долговечности отражают средний назначенный ресурс работы. Для математического описания случайных величин используют методы теории вероятности и математической статистики.
Для точности и достоверности результатов испытаний необходимо установить величину линейного износа образца, которая должна на порядок превышать погрешности измерений. Линейный износ определяется как разность линейных размеров образца до испытаний и после испытаний. Для измерения волнистости втулки в ходе проведения испытаний использовался индикатор часового типа (рисунок 3.5). При проведении измерительных работ толщину вкладыша измеряли через 5" по окружности. Далее значения отмечались на круглограмме (рисунок 3.6). Построение круглограммы выполнялось при кратности увеличения 1000 с ценой деления шкалы 2 мкм. Измерения проводили до и после испытаний.
При нагрузке заметную роль будет играть податливость контактирующих поверхностей, значение которой входит в формулу (2.53). Для определения податливости применялся индикатор часового типа (рисунок 3.4). Индикатор устанавливался так, чтобы игла стержня касалась самой верхней точки образце- держателя (рисунок 3.5). Затем образец последовательно нагружался до 6 кг грузами 1 килограмм каждый. Первое значение снимают без нагрузки. Затем считают разницу между первым значением и следующим. Д=6;-5]+1. Замеры записываются в таблицу, представляющую зависимость нагрузки от Д.
Поскольку разность механических свойств материалов вала и втулки велика, то можно пренебречь влиянием податливости стального вала. Ответственным моментом в процессе конструирования детали является выбор материала. Он должен производиться с полным знанием свойств различных материалов и требований, предъявляемых к ним условиями работы и изготовления данной детали.
Антифрикционные свойства трущихся пар рассматривают в сочетании материалов вала, подшипника и смазки.
Правильный подбор материалов деталей сопряжения возможен только в том случае, если проведен анализ конструкционных характеристик узла трения и условий его работы. Следовательно, вопрос о подборе материалов рационально решать применительно к узлам определенного функционального назначения.
Способность масла выполнять и длительно сохранять функции конструкционного материала определяется его эксплуатационными свойствами. Общие требования к трансмиссионным маслам определяются конструкционными особенностями, назначением и условиями эксплуатации агрегата трансмиссии. Трансмиссионные масла работают в режимах высоких скоростей скольжения, давлений и широком диапазоне температур. Их пусковые свойства и длительная работоспособность должны обеспечиваться в интервале температур от -60 до +150 С. Поэтому к трансмиссионным маслам предъявляют довольно жесткие требования.
Одной из составляющих эксплуатационных характеристик подшипника сколыкения являются условия смазывания и смазочный материал. Применение в подшипниках скольжения жидких смазочных материалов обусловлено режимами эксплуатации машин и их конструктивными особенностями.
Механизм действия модифицированных смазочных материалов обусловлен, в частности, высокой адгезионной способностью к металлическим поверхностям ультрадисперсных твердых добавок, создающих пленку вторичных структур, меняющую в положительную сторону параметры работы подшипникового узла /75, 97, 98/.
Углеродные материалы представляют собой в основе графит — природный материал с гексагональной кристаллической решеткой. В атмосферных условиях графит обладает хорошими антифрикционными свойствами, однако в вакууме, инертных газах и сухом воздухе теряет указанные свойства. Предельная температура работоспособности графита в воздушной среде определяется температурой его окисления. Из материалов углеродной группы, в качестве смазочных композиций были испытаны порошки модифицированной технической сажи (УДП-МТС).
В качестве основы для получения ультрадисперсной модифицированной технической сажи была использована техническая сажа марки П-234 ГОСТ 7885-86, полученная методом термоокислительного разложения углеводородов в газовой фазе.
Получение модифицированной технической сажи производилось путем механической активации технической сажи в среде инертных газов. Используемый в смазочной композиции порошок ультрадисперсной модифицированной технической сажи представляет собой смесь углерода с сульфидом цинка, доля которого 2 % по массе, с размером частиц 10-100 нм. Для приготовления композиции смазочного материала использовалось трансмиссионное масло ТМ-5-18 ТУ 38.401-58-70-93.
Определение податливости и волнистости рабочих поверхностей
Используя расчеты, представленные в главе 2 данной работы, проведем сравнения расчетных и экспериментальных данных. Процентное расхождение данных представим в виде таблицы 4.6. Графические зависимости момента трения подшипника скольжения при гидродинамическом режиме трения от нагрузки в присутствии ТМ 5-18 приведены на рисунке 4.8.
Сравнение экспериментальных и расчетных данных с учетом эффекта граничного скольжения и волнистости показало хорошую корреляцию. Значения экспериментальных данных момента трения при гидродинамическом режиме трения в среднем отличаются от расчетных данных, не более 12,5% (рисунок 4.8). В зоне действия малых нагрузок, расхождение достигает в среднем 10% (табл. 4.6). Однако при увеличении действующей нагрузки (Р 50 Н) разница результатов расчета и эксперимента увеличивается. Изменение величины расхождений результатов, можно объяснить тем, что с увеличением нагрузки происходит переход от гидродинамического режима к граничному режиму трения.
Анализ состояния поверхностей показал, что ультрадисперсные порошки модифицированной технической сажи оказывают заметное влияние на состояние поверхностей трения: наблюдается снижение количества царапин и сглаживание неровностей микрорельефа поверхности трущегося образца в присутствии смазочной композиции с добавкой УДП-МТС. Можно предполагать, что добавка твердых порошков ультрадисперсной модифицированной технической сажи в смазочный материал способствует надежному разделению контактирующих поверхностей, снижает коэффициент трения, момент трения и увеличивает воспринимаемые без разрушения поверхностей нормальные и касательные напряжения.
Анализ состояния поверхностей показал, что ультрадисперсные порошки модифицированной технической сажи оказывают значительное влияние на состояние поверхностей трения: наблюдается снижение количества раковин, царапин и сглаживание неровностей микрорельефа поверхности трущегося образца в присутствии смазочной композиции с добавкой ультрадисперсной модифицированной технической сажи. Такое изменение микрорельефа поверхности приводит к более равномерному распределению нагрузки по площади контакта.
Производственные испытания проводились на базе предприятия ОАО «ПКТИ комбайностроение». Цель проведения испытаний - исследование влияния смазочных композиций с добавками ультрадисперсного порошка модифицированной технической сажи на повышение ресурса работы подшипников в реальных условиях эксплуатации машин. Объектом исследования служили подшипники скольжения, расположенные в дифференциале моста комбайна «Енисей КЗС-954». В качестве базового смазочного материала использовалось трансмиссионное масло ТАД-17и (ГОСТ 23652-79).
Фактический срок службы данных подшипников скольжения составляет три сезона. Для увеличения срока службы были проведены испытания для подшипников из различных материалов, что не дало существенных отличий. В связи с этим предпринята попытка улучшить свойства смазочного материала за счет введения ультрадисперсного порошка МТС.
Внутри коробки диапазонов скоростей установлен двухсателлитный дифференциал конического типа. Он позволяет ведущим колесам вращаться с разной частотой без проскальзывания при поворотах комбайна и при движении по неровным поверхностям.
Объективные условия движения колесной машины предопределяют неравные угловые скорости ее колес, обусловленные неодинаковыми путями, проходимыми колесами, вследствие разной кривизны следа определенных колес, как в горизонтальном, так и вертикальном положении. При дифференциальном приводе
При прямолинейном движении комбайна по ровной поверхности сопротивление обоих колес одинаковое. Сателлиты остаются неподвижными относительно своей оси. Конические шестерни трансмиссионных валов вращаются с одинаковой частотой, равной частоте вращения корпуса дифференциала.
Если один из трансмиссионных валов затормозить, то сателлиты, вращаясь вместе с корпусом 5 с прежней частотой вращения, будут одновременно перекатываться по заторможенной шестерне, вращаясь относительно оси 13 и увеличивая частоту вращения противоположного трансмиссионного вала.
Объективные условия движения колесной машины предопределяют неравные угловые скорости ее колес, обусловленные неодинаковыми путями, проходимыми колесами, вследствие разной кривизны следа определенных колес, как в горизонтальном, так и вертикальном положении.
Одной из основных характеристик механического движения является траектория. Криволинейное движение часто называют поворотом признаком криволинейного движения (поворота) является непараллельность перемещения в плане любых двух точек машины. Комбайн совершает поворот за счет изменения величины скоростей колес разных сторон (левой и правой). Существенное значение при определении работоспособности дифференциалов имеет рассмотрение скоростного режима. Появились преждевременные износы опорных шайб полуосевых зубчатых колес и сателлитов. Одна из причин этого - возрастание относительных скоростей в деталях механизмов и, как следствие увеличение удельной работы трения. Поэтому необходимо повышать работоспособность дифференциалов, не прибегая к серьезным конструктивным изменениям. В данном случае для этого было применено изменение пары трения для снижения коэффициента трения, т.е. вводились латунные втулки. Но применение втулок из латуни не дало существенных показаний. После чего изменен материал втулки на алюминиевый сплав. После сравнения результатов была предпринята попытка ввести в базовое масло ультрадисперсные порошки модифицированной технической сажи. 1. Определена оптимальная концентрация твердой порошковой добавки в смазочном материале, при которой величина момента трения минимальна. По результатам испытаний смазочных композиций в различных парах трения определено, что оптимальной является концентрация УДП-МТС 0,3-0,5 % от массы базового смазочного материала. 2. В ходе испытаний установлено, что внесение твердой порошковой добавки ультрадисперсной модифицированной технической сажи уменьшает момент трения на 50 % по сравнению с базовым смазочным материалом. 3. Экспериментально получено, что интенсивность изнашивания латунных и алюминиевых втулок снижается с применением ультрадисперсного порошка в 2 раза. 4. Эксплуатационные испытания смазочных композиций в дифференциале моста комбайна показали, что долговечность данного узла увеличилась на 1400 часов. Заключение В работе решались задачи улучшения эксплуатационных характеристик подшипников скольжения путем уменьшения сил трения при проскальзывании рабочих поверхностей подшипников скольжения, снижения контактного нагружения. Решение этих задач связывалось с улучшением режима смазки и повышением эксплуатационных свойств смазочных материалов, применяемых в подшипниках. Для этого в смазочный материал были внесены твердые добавки ультрадисперсной модифицированной технической сажи.
