Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Увеличение ресурса работы подшипников качения применением пластичных смазочных материалов с ультрадисперсным алмазографитом Докшанин Сергей Георгиевич

Увеличение ресурса работы подшипников качения применением пластичных смазочных материалов с ультрадисперсным алмазографитом
<
Увеличение ресурса работы подшипников качения применением пластичных смазочных материалов с ультрадисперсным алмазографитом Увеличение ресурса работы подшипников качения применением пластичных смазочных материалов с ультрадисперсным алмазографитом Увеличение ресурса работы подшипников качения применением пластичных смазочных материалов с ультрадисперсным алмазографитом Увеличение ресурса работы подшипников качения применением пластичных смазочных материалов с ультрадисперсным алмазографитом Увеличение ресурса работы подшипников качения применением пластичных смазочных материалов с ультрадисперсным алмазографитом Увеличение ресурса работы подшипников качения применением пластичных смазочных материалов с ультрадисперсным алмазографитом Увеличение ресурса работы подшипников качения применением пластичных смазочных материалов с ультрадисперсным алмазографитом Увеличение ресурса работы подшипников качения применением пластичных смазочных материалов с ультрадисперсным алмазографитом Увеличение ресурса работы подшипников качения применением пластичных смазочных материалов с ультрадисперсным алмазографитом
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Докшанин Сергей Георгиевич. Увеличение ресурса работы подшипников качения применением пластичных смазочных материалов с ультрадисперсным алмазографитом : Дис. ... канд. техн. наук : 05.02.02 Красноярск, 2002 130 с. РГБ ОД, 61:03-5/2351-1

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса и анализ исследований влияния смазочного материала на работу подшипников качения 10

1.1. Основные причины потерь работоспособности подшипников качения 10

1.2. Применение пластичного смазочного материала в подшипниках качения 14

1.3. Расчет ресурса работы подшипников качения с учетом влияния смазочного материла 23

1.4. Улучшение антифрикционных и противоизносных свойств пластичных смазочных материалов с помощью твердых добавок 32

1.5. Выводы к разделу 1. Постановка цели и задач исследования 41

2. Методика исследования влияния пластичных смазочных материалов с ультрадисперсным алмазографитом на ресурс работы подшипников качения 43

2.1. Исследуемые смазочные композиции 46

2.2. Определение сил и моментов сил трения 45

2.3. Определение износа образцов и состояния поверхности трения . 47

2.4. Определение температурных режимов 49

2.5. Методика проведения испытаний на экспериментальной установке трения 50

2.6. Испытания подшипников качения 53

2.7. Проведение испытаний на установке МИ-1М 54

2.8. Оценка ошибок измерения 55

2.9. Выводы к разделу 2 57

3. Экспериментальные исследования смазочных композиций с добавками ультрадисперсного порошка алмазографита 58

3.1. Физико-химические свойства ультрадисперсного порошка алмазографита 58

3.2. Определение эффективной концентрации ультрадисперсного порошка алмазографита в пластичном смазочном материале 59

3.3. Исследования смазочных композиций на лабораторных установках, моделирующих работу подшипников качения 63

3.3.1. Выбор режимов испытаний смазочных композиций 63

3.3.2. Исследование антифрикционных свойств смазочных композиций при трении скольжения 66

3.3.3. Исследование противоизносных свойств пластичных смазочных композиций с добавками ультрадисперсного алмазографита при трении скольжения 70

3.3.4. Испытание смазочного материала на износ пар трения на машине трения МИ-1М 73

3.4. Лабораторные испытания на установках с подшипниковыми узлами 78

3.4.1. Определение момента трения в подшипниках качения 78

3.4.2. Испытания подшипников качения на износ 81

3.5. Эксплуатационные испытания смазочных композиций 83

3.6. Выводы к разделу 3 85

4. Теоретические исследования влияния ультрадисперсного алмазографита на повышение ресурса работы подшипников качения 87

4.1. Оценочные критерии ресурса работы подшипников качения с учетом смазочного материала 87

4.2. Аналитическая аппроксимация зависимости момента трения в подшипнике качения от концентрации ультрадисперсного алмазографита 94

4.3. Подбор эмпирической зависимости для описания момента трения от концентрации ультрадисперсного алмазографита 97

4.4. Оценка влияния концентрации порошков ультрадисперсного алмазографита на закономерность изменения момента трения 100

4.5. Выводы к разделу 4 108

Заключение 109

Литература 111

Приложения 121

Введение к работе

Значительная часть подшипников качения теряет работоспособность по причинам, связанным со смазкой: неудовлетворительное смазывание деталей подшипника вследствие неправильно подобранного смазочного материала, потеря смазочных свойств вследствие ужесточения эксплуатационных режимов работы подшипникового узла и других факторов, ухудшающих процесс смазывания подшипников качения.

Снижение износа деталей подшипников качения напрямую связана с повышением их ресурса работы. Одним из вариантов решения этой задачи является улучшение качества применяемых смазочных материалов за счет введения в их состав высокоэффективных твердых добавок.

Основная функция пластичных смазочных материалов при использовании в подшипниках качения - снижение сил трения между контактирующими поверхностями тел качения и кольцами, уменьшение их износа, предотвращение задира и сваривания. Поэтому большее внимание уделяется их антифрикционным, противоизносным и противозадирным свойствам.

Проблемы ресурса работы подшипников качения и влияния смазочного материала на его повышение отражены в работах В. В. Вайнштока, Д. Н. Г арку нова, Ю. Н. Дроздова, Д. С. Коднира В. Й. Пинегина, В. В. Синицына, и ряда других.

Анализ литературных источников за последние десять лет показал, что применение различного рода добавок для улучшения смазочных свойств смазочных материалов стало одним из главных направлений в области разработки новых пластичных смазочных материалов.

Подбор и применение добавок к смазочным материалам - довольно сложная проблема, и для ее успешного решения необходимы исследования в

7 области влияния добавок на реологические свойства смазочных материалов и на механо-химические свойства материалов контактирующих поверхностей подшипников качения, технологии получения добавок и методов введения их в смазочные материалы. Значительные результаты в области изучения твердых добавок к пластичным смазочным материалам получены такими учеными, как Ю. Л. Ищук, А. А. Поляков, В. В. Синицын, И. Г. Фукс.

Применение в качестве твердых добавок графита и дисульфида молибдена с размером частиц от 0,7 мкм и выше уже не может в полной мере удовлетворять требованиям, предъявляемым к пластичным смазочным материалам для подшипников качения.

После открытия Д. Н. Гаркуновым и И. В. Крагельским явления избирательного переноса, большее внимание стало уделяться добавкам, способным образовывать на поверхностях трения металлоплакирующую пленку. К ним относятся порошки металлов Си, Sn, Pb, А1 и другие, а также различные комплексы этих металлов (соли, окислы, гидроокиси). Образовавшиеся пленки имеют низкое сопротивление сдвигу поверхностного слоя; при этом коэффициент трения и интенсивность изнашивания уменьшаются, значительно повышая нагрузку заедания.

Если механизм влияния таких добавок на свойства пластичных смазочных материалов описан довольно широко, то возможность использования группы неметаллических ультрадисперсных добавок для улучшения антифрикционных и противоизносных свойств изучена недостаточно. Это препятствует их широкому внедрению для улучшения качества применяемых пластичных смазочных материалов.

Актуальность диссертационной работы определяется проблемой повышения ресурса работы подшипников качения за счет уменьшения сил трения между поверхностями тел качения и кольцами, а также снижения износа деталей подшипника качения, возникающего в результате

8 проскальзывания тел качения относительно дорожек, что может быть получено за счет использования ультрадисперсного алмазографита как добавки в смазочный материал.

Достоверность результатов исследований по увеличению ресурса работы подшипников качения, коэффициентов трения, сил и моментов трения, износостойкости материалов достигается за счет использования испытательного и регистрирующего оборудования, позволяющего с достаточной точностью осуществлять измерения требуемых параметров в процессе испытаний, а также обработки полученных результатов с применением современных средств вычислительной техники и программного обеспечения.

В ходе выполнения данной работы были решены следующие задачи:

1. Проанализированы причины потери работоспособности подшипни
ков качения в зависимости от различных факторов. Определена роль
смазочного материала в повышении ресурса работы подшипников качения.

  1. На основании литературного анализа изучена проблема срока службы подшипников качения, связанная с качеством применяемого пластичного смазочного материала. Ее решение может быть осуществлено с введением в состав смазочного материала твердых добавок, повышающих антифрикционные и противоизносные свойства, например, ультрадисперсных порошков алмазографита.

  2. Разработаны и изготовлены смазочные композиции на основе пластичного смазочного материала Литол-24 с различным процентным содержанием ультрадисперсного порошка алмазографита.

4. Для выполнения экспериментальных исследований сконструирована
и изготовлена установка, с помощью которой определялся износ образцов,
коэффициенты трения, силы и моменты трения в присутствии пластичных
смазочных материалов

5. Определена оптимальная концентрация ультрадисперсного порошка
алмазографита в пластичном смазочном материале, при которой момент
трения и износ в подшипниках качения минимален. Определены моменты
трения и износ для образцов на установках, моделирующих работу
подшипников качения, установках с реальными узлами качения, а также в
результате эксплуатационных испытаний. Проведен металлографический
анализ поверхностей, работающих в присутствии исследуемых смазочных
композиций.

  1. В теоретической части работы изучено влияние концентрации ультрадисперсного порошка алмазографита на повышение ресурса работы подшипников качения. Предложена зависимость изменения момента трения в подшипнике качения от содержания ультрадисперсного порошка алмазографита в пластичном смазочном материале. Предложена эмпирическая зависимость оценки ресурса работы подшипников качения посредством эмпирического корректирующего объединенного коэффициента смазки и материала.

  2. На основе проведенных исследований разработана смазочная композиция, на которую получен патент Российской Федерации

Основные положения работы рассматривались на Второй межрегиональной конференции с международным участием «Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы: получение, свойства, применение» (Красноярск, 1999 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Перспективные материалы, технологии, конструкции» (Красноярск, 1999 г.), на научных семинарах по машиноведению и триботехники в Красноярском государственном техническом университете с 1998 по 2001 гг.

Применение пластичного смазочного материала в подшипниках качения

Применение смазочного материала в узлах качения преследует в основном следующие цели: уменьшение трения и износа поверхностей трущихся деталей подшипников качения, отвод выделяемого тепла и защита поверхностей от коррозии. Наиболее важной из них, по-видимому, является уменьшение сил трения в зоне контакта в процессе качения. Возникновению этих сил способствует как микропроскальзывание поверхностей, так и дифференциальное скольжение в зоне контакта, вызванное конструктивными особенностями или влиянием внешних касательных нагрузок. Для исключения этих негативных последствий возможно применение всех видов смазочных материалов, способных в той или иной мере снижать трение. При этом механизм смазочного действия будет различным и зависит от условий контактирования.

Применение пластичных смазочных материалов в узлах трения качения имеет свои особенности по сравнению с жидкими.

Анализ работ по применению пластичных смазочных материалов в подшипниках качения, как отечественных, так и зарубежных, дает основание полагать, что данный вопрос до сих пор до конца не разрешен. Большая номенклатура подшипников качения (открытые и герметизированные, роликовые и шариковые, радиальные, упорные и радиально-упорные), а так же многообразие сочетаний условий эксплуатации не позволяют дать конкретных рекомендаций по применению смазочного материала, сроку его службы.

В. В. Синицыным /89/ были обобщены данные о подшипниках качения, смазывающихся пластичными смазочными материалами, а также рассмотрено влияние наиболее важных факторов на работу смазочного материала в подшипнике качения.

Как отмечено в работе /94/, применение пластичных смазочных материалов в узлах трения с подшипниками качения позволяет создавать компактные конструкции из-за упрощенной подачи смазочного материала в подшипниковый узел.

Во время работы подшипника качения важно всегда поддерживать определенное количество смазочного материала. Его излишек служит основной причиной перегрева подшипникового узла из-за повышения сопротивления перекатыванию тел качения.

Считается, что для нормальной работы подшипникового узла трения с подшипниками качения следует заполнять не более 2/3 внутреннего свободного объема подшипника при низкой и средней скорости вращения, и 1/3 свободного пространства для высокоскоростных подшипников. Избыток пластичного смазочного материала при небольшой частоте вращения не оказывает существенного влияния на работу подшипника качения /51, 77/. Однако, увеличение частоты вращения подшипника приводит к удалению пластичного смазочного материала с поверхности качения из-за возрастающих центробежных сил. Кроме того, увеличивается скорость сдвига смазочного материала, что служит причиной разрушения его структуры. С возрастанием скорости сдвига растет сопротивление смазочного материала перемещению тел, что приводит к выделению большого количества тепла и уменьшению тепловой стабильности пластичного смазочного материала.

Нехватка пластичного смазочного материала приводит к сокращению срока службы подшипника качения из-за увеличения работы сил трения, что также вызывает возрастание температуры, и, как следствие, плавление смазочного материала, его вытекание с дорожек качения и уменьшение толщины смазочного слоя. Увеличение контактного давления при таком режиме работы может привести к задиру на поверхностях тел и дорожек качения.

Таким образом, для подшипниковых узлов нужно создать условия, исключающие излишнее тепловыделение и обеспечивающие эффективный отвод тепла.

Применение пластичных смазочных материалов в подшипниковом узле ограничено предельной частотой вращения ппр подшипника качения /51, 94/, при которой можно смазывать подшипник пластичным смазочным материалом. Для учета факторов, влияющих на значение предельной частоты вращения вводятся дополнительные коэффициенты к. Они увеличивают или уменьшают ппр до допустимого значения ппрдт1 коэффициенты, учитывающие соответственно нагружение, число подшипников, тип сепаратора.

Влияние на окружную скорость оказывает размер подшипника. Для характеристики вращения применяют значение скоростного коэффициента dn, где d - внутренний диаметр подшипника. Максимальные значения dn для различного типа подшипников качения при смазывании пластичными смазочными материалами лежат в пределах, представленных в табл. 1.1 /94/.

Большая часть подшипников качения имеет частоту вращения, не превышающую 2-3 тыс. об/мин, реже 5 тыс. об/мин /20/. К тихоходным относятся прежде всего подшипники ступиц колес автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин, а также машин, работающих при частоте вращения менее 300-400 об/мин.

В ряде случаев, например в агрегатах авиационных конструкций, применяют малонагруженные закрытые шариковые и роликовые подшипники качения, работающие при высоких скоростях скольжения и при этом смазывающиеся пластичным смазочным материалом. Подшипники электроагрегатов работают при значениях dn = 35-40х104 мм-об/мин, а в некоторых случаях dn = 45-50x10 мм-об/мин. Анализ работы закрытых скоростных подшипников авиационных электроагрегатов в присутствии пластичных смазочных материалах при частотах вращения, определенных значением dn = 60х 104 мм-об/мин и выше, показал ухудшение работы данных подшипниковых узлов /51/.

Увеличение частоты вращения в два раза приводит к сокращению срока службы подшипника качения в 25 раз, а в случае увеличения в четыре раза - в 50 раз. Как свидетельствует практика эксплуатации скоростных подшипников качения /51/, для малогабаритных подшипников легкой серии устойчивая работа обеспечена при частоте вращения 12000 об/мин. При вращении с частотой до 16000 об/мин подшипники работали непродолжительное время, а при скорости 20000 об/мин несколько часов.

Важным свойством пластичных смазочных материалов является то, что изменение скорости мало сказывается на сопротивлении движению тел качения. Это подтверждают стендовые испытания, которые выявили зависимости момента сопротивления от изменения скорости вращения для различного вида подшипников качения /77, 89, 109/.

Большое значение в работе подшипникового узла отводится условиям эксплуатации узла трения и, соответственно, правильному подбору смазочного материала для этих условий. В этом случае выбор будет зависеть от типа загустителя и базового масла.

Важную роль играет перемещение смазочного материала в узле трения, поскольку циркуляция его в подшипнике качения незначительна. При чрезмерной набивке в процессе работы происходит его интенсивное перемешивание. В этом случае недостаточно механически стабильные смазочные материалы могут разжижаться и вытекать

Определение износа образцов и состояния поверхности трения

Износ образцов оценивался по изменению толщины слоя снятого материала в процессе трения, износ роликовых конических подшипников определялся по изменению массы наружного кольца. Применяемые методики выбраны в соответствии с ГОСТ 278601-88. Определение износа образца по изменению массы. Масса образцов измерялась на аналитических весах BJIA-200 М. Показателем, арактеризующим изнашивание трущихся поверхностей служила массовая интенсивность изнашивания L где AM— уменьшение массы детали вследствие износа, мг; Аа — номинальная площадь касания, м"; L - путь трения, м. Для роликового подшипника качения массовый износ определялся по изменению массы наружного кольца. Уменьшение массы определялась по разнице массы подшипника до испытания и после: где М- масса наружного кольца подшипника до проведения испытаний, М0 - масса наружного кольца подшипника после проведения испытаний. Перед каждым замером подшипник тщательно промывался в бензине для удаления смазочного материала и продуктов износа. Определение линейного износа. Износ образцов на экспериментальной установке трения определялся методом искусственных баз, который основан на нанесении индентором отпечатка при его вдавливании в поверхность трения. Отпечаток конического индентора с углом при вершине а=130 выполнялся твердомером ТК-2. Схема отпечатка изображена на рис. 2.3. 49 Величина линейного износа определялась исходя из толщины слоя материала, снятого с трущейся поверхности Ah: где h - глубина отпечатка до испытания, мкм; h — глубина отпечатка после испытания, мкм.

Отношение радиуса отпечатка R к его глубине: радиус отпечатка до испытания; R - радиус отпечатка после испытания. Для определения радиуса отпечатка применяется окулярный микроскоп МИР-1М. По изменению диаметра отпечатка можно судить о величине износа: где Ah - величина снятого слоя, мкм; L - путь трения. Оценку состояния поверхностей трения образцов после испытаний смазочных композиций производили методом электронной микроскопии на растровом микроскопе РЭМ - 100. Изменение величины впадин и выступов по отдельно взятым сечениям поверхностей трения определялась в режиме Y - модуляции. Подготовка поверхности образца полностью соответствовала требованиям, предъявляемым к таким исследованиям /17/. Поскольку определение температуры непосредственно в зоне контакта связано с большими затруднениями, в работе производилось определение объемной температуры. Измерения выполнялись с помощью термоэлектрического преобразователя по ГОСТ 3044-84. Применяемая хромель-копелевая (ТХК) термопара имеет следующие параметры: диаметр термоэлектродов 0,5 мм; рабочий диапазон длительного режима работы от минус 50 до плюс 600 С, коэффициент преобразования 70-90 мкВ/С, предел допускаемых отклонений ± 2,5 С. Результаты измерений отображались милливольтметром. Для определения рабочих температур образцов и подшипников качения строился тарировочный график термопары. Нормирование метрологических характеристик применяемой термопары проведено в соответствии с ГОСТ 16263-70 на определение погрешности измерения. Размещение спая термопары внутри образца и его смещение относительно контактирующей поверхности учитывалось при определении методической погрешности измерения /38/, обусловленной особенностями установки термоэлектрических преобразователей. Для определения температуры образцов экспериментальной установки трения спай термопары устанавливался на расстоянии 2 мм от поверхности трения. При исследовании подшипников качения рабочая температура измерялась на поверхности наружного кольца. Для моделирования процесса проскальзывания тел качения относительно дорожки качения применялась разработанная и изготовленная в процессе выполнения данной работы установка трения. Схема машины трения представлена на рис. 2.4.

Определение эффективной концентрации ультрадисперсного порошка алмазографита в пластичном смазочном материале

Цель данных исследований заключалась в нахождении оптимального содержания ультрадисперсного алмазографита в пластичном смазочном материале, при котором антифрикционные и противоизносные свойства проявились бы наилучшим образом.

Исследования проводились для смазочных композиций с процентным содержанием ультрадисперсного алмазографита 0,1; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0 и 5,0 масс %. масса навески порошка определялась из расчета массы базового смазочного материала Литол-24, являющийся наиболее распространенным в опорах с подшипниками качения. Составы исследуемых смазочных композиций представлены в табл. 3.1.

Испытания на установке с реальным подшипниковым узлом проводились по следующей схеме. В подшипниковый узел трения устанавливался роликовый конический подшипник качения типа 7208. Перед набивкой смазочным материалом подшипник очищался, после чего заполнялся испытуемой смазочной композицией на 1/3 от свободного внутреннего объема. Испытания проводились при постоянной нагрузке с частотой вращения внутреннего кольца подшипника п = 980 об/мин. Время одного цикла испытаний составляло 3 часа.

Изменение нагрузки производилось ступенчато после каждого цикла испытаний. Диапазон изменения нагрузки составлял 1-3 кН. Показателем оценки смазочной композиции являлся момент трения Мщ, в подшипнике качения. Результаты испытаний представлены на рис. 3.2.

Полученные кривые свидетельствуют, при концентрации порошка от 0,5 до 1 % момент трения достигает минимума, дальнейшее повышение концентрации ведет к плавному росту момента трения. Увеличение частоты вращения внутреннего кольца подшипника качения до n = 1880 об/мин вызывает к незначительный рост момента трения. При этом наибольший эффект достигается при концентрации порошка, когда диапазон лежит в пределах от 0,5 до 2 % от массы пластичного смазочного материала.

Такие же исследования для определения оптимальной концентрации твердой добавки в пластичном смазочном материале проводились при моделировании проскальзывания тел качения на машине МИ-1М по схеме «ролик-ролик». Были взяты смазочные композиции с таким же процентным содержанием ультрадисперсного алмазографита. Контактная нагрузка равнялась 1,5 МТТа, время одного цикла испытания составляло 3 часа.

Зависимость момента трения от концентрации твердой добавки в На рис. 3.3 приведена экспериментально определенная зависимость момента трения от содержания порошка в смазочных композициях.

Испытания проводились для образца из материала сталь ШХ15 с твердостью НВ 59 при следующем режиме: частота вращения образца составляла п = 435 об/мин, нагрузка на образец N = 80 Н. При этом наиболее эффективная концентрация ультрадисперсного порошка алмазографита лежала в пределах от 0,5 до 2,5 масс. %, когда наблюдался наименьший момент трения.

Согласно полученным зависимостям, для рассмотренных узлов трения оптимальное содержание добавки ультрадисперсного алмазографита лежит в пределах от 0,5 до 2,5 % от массы пластичного смазочного материала.

Из наиболее приемлемого диапазона концентрации порошка была выбрана смазочная композиция Литол-24+1%УДПАГ.

Основываясь на полученных экспериментальных результатах, было решено, что дальнейшие исследования при моделировании работы подшипника качения и для узла с подшипником качения, рационально проводить для смазочных композиций до 2 масс. % ультрадисперсного алмазографита.

Аналитическая аппроксимация зависимости момента трения в подшипнике качения от концентрации ультрадисперсного алмазографита

При определении оптимальной концентрации добавки в пластичном смазочном материале было отмечено сходство графиков зависимости изменения момента трения от процентного содержания алмазографита. Такие результаты получены для различных режимов испытаний, как на экспериментальных установках с малыми образцами, так и для узлов с подшипниками качения (рис. 3.2)

Следует отметить, что подобные результаты были получены при изучении влияния ультрадисперсного алмазографита на смазочные свойства жидких и пластичных смазочных материалов /87, 101, 117/, однако между данными результатами не была обозначена функциональная зависимость.

Поэтому вызывает интерес нахождение аналитических зависимостей, определяющих влияние процентного содержания алмазографитового порошка на изменение момента трения.

Процесс подбора эмпирической формулы основывался на результатах экспериментов и разбивался на две части. 1. По графику выбирался вид формулы. 2. Определялись основные параметры формулы. Правильность подбора формулы и возможность ее применения для описания зависимости проверялась методом выравнивания. Анализ математических функций, приведенных по /76/ показал, что наиболее близкой для такого вида графиков является функция, описываемая уравнением /12/: или после преобразований

Графиком является кривая 3-го порядка с асимптотами х = 0 и у = а. Существуют условия, при которых функция описывает данный график: 6 0, с Ф 0 при b 0, с 0.

Для проверки правильности подбора формулы взяты результаты, полученные во время испытаний смазочных композиций в радиальном коническом подшипнике качения (рис. 4.3) при следующем режиме: частота вращения п = 980 об/мин, осевая нагрузка = 0,5 кН

Для определения возможной существующей зависимости между хну, примем некоторые величины X и Y , которые могут быть связаны между собой линейной зависимостью. Вычислив для заданных значений х и у соответствующие величины X и Y и построив график, можно определить совпадение построенных точек с прямой линией или их максимальное приближение. Приняв X = х, Y = х/у, и, полагая, что вдоль оси х откладывается концентрация порошка Ки, вдоль оси у - момент трения Мтр в подшипнике качения производится необходимый расчет. Результаты эксперимента и вычислений принятых величин X и Y представлены в табл. 4.1. Согласно графику зависимостей между X и Y, представленному на рис. 4.4 совпадение с прямой линией можно считать вполне удовлетворительным и следовательно, принять выбранную функцию (4.9) для описания изменения момента трения в подшипнике качения в зависимости от концентрации ультрадисперсного порошка алмазографита в пластичном смазочном материале.

Для подтверждения высказанного предположения о взаимосвязи момента трения с процентным содержанием алмазографита, а также ее рассмотрения в виде совокупности условий работы подшипников качения, была найдена формула зависимости Мтр =/(Кп) для пластичного смазочного материала Литол-24 с добавками ультрадисперсного алмазографита. Испытания смазочных композиций по определению оптимальной концентрации добавок проводились на лабораторной установке МИ-1М по схеме «ролик - ролик», моделирующей работу роликового подшипника качения. Образцы выполнены из материала сталь ШХ15, который используется для изготовления деталей подшипников качения. Методика проведения исследований и режимы испытаний на данной установке приведена в разделе 2. На рис. 3.3 представлена кривая изменения момента трения от концентрации твердой добавки.

Определение коэффициентов a, b и с, входящих в уравнение зависимости Мтр =/(К„), проводилось на основе результатов эксперимента методом выбранных точек /12/. Составлена таблица, в которую кроме результатов, вошли значения переменных, полученные после преобразования: Расчет коэффициентов уравнения представлена в прил. 4.

На основании полученной формулы были получены расчетные значения моментов трения в зависимости от концентрации ультрадисперсного порошка алмазографита в смазочном материале Литол-24.

Для сравнения результатов построены графики зависимостей, полученных экспериментальным и расчетным методом (рис. 4.6) результатов и корректности выбранной формулы для определения зависимости момента трения от процентного содержания ультрадисперсного порошка алмазографита в пластичном смазочном материале Литол-24 для определенного режима работы.

Построенные кривые хорошо коррелируются между собой, что подтверждается результатами статистического анализа. При доверительной вероятности Р = 0,95 /97/ среднее квадратичное отклонение S =3,36-10-3 Н-м и результаты эксперимента попадают в область расчетных значений. Коэффициента вариации значений момента трения v = 0,054.

Похожие диссертации на Увеличение ресурса работы подшипников качения применением пластичных смазочных материалов с ультрадисперсным алмазографитом