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

Технологическое обеспечение работоспособности металлополимерных подшипников скольжения ходовой части многоцелевых гусеничных машин (МГМ) Звездин Дмитрий Сергеевич

Технологическое обеспечение работоспособности металлополимерных подшипников скольжения ходовой части многоцелевых гусеничных машин (МГМ)
<
Технологическое обеспечение работоспособности металлополимерных подшипников скольжения ходовой части многоцелевых гусеничных машин (МГМ) Технологическое обеспечение работоспособности металлополимерных подшипников скольжения ходовой части многоцелевых гусеничных машин (МГМ) Технологическое обеспечение работоспособности металлополимерных подшипников скольжения ходовой части многоцелевых гусеничных машин (МГМ) Технологическое обеспечение работоспособности металлополимерных подшипников скольжения ходовой части многоцелевых гусеничных машин (МГМ) Технологическое обеспечение работоспособности металлополимерных подшипников скольжения ходовой части многоцелевых гусеничных машин (МГМ) Технологическое обеспечение работоспособности металлополимерных подшипников скольжения ходовой части многоцелевых гусеничных машин (МГМ) Технологическое обеспечение работоспособности металлополимерных подшипников скольжения ходовой части многоцелевых гусеничных машин (МГМ) Технологическое обеспечение работоспособности металлополимерных подшипников скольжения ходовой части многоцелевых гусеничных машин (МГМ) Технологическое обеспечение работоспособности металлополимерных подшипников скольжения ходовой части многоцелевых гусеничных машин (МГМ)
>

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

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Звездин Дмитрий Сергеевич. Технологическое обеспечение работоспособности металлополимерных подшипников скольжения ходовой части многоцелевых гусеничных машин (МГМ) : дис. ... канд. техн. наук : 05.02.08 Омск, 2006 160 с. РГБ ОД, 61:07-5/1388

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1, Анализ эксплуатации, конструкции и технологического обеспечения надежности подшипников скольжения ходовой части МГМ 10

1.1. Эксплуатационная надежность подшипников скольжения хо довой части 10

1.1.1. Конструкция подшипников скольжения ходовой части 10

1.1.2. Выбор показателя надежности подшипников скольжения хо -довой части МГМ 15

1.1.3. Анализ надежности серийных подшипников скольжения 18

1.2. Конструкция и материалы подшипников скольжения ходовой части 31

1.2.1. Анализ конструкции подшипников скольжения 32

1.2.2. Анализ свойств материалов подшипников скольжения 33

1.3. Методы повышения надежности подшипников скольжения ходовой части 37

1.3.1. Материалы, применяемые для подшипников скольжения 39

1.3.2. Совершенствование конструкции подшипников сколь жжения. 43

1.4. Методы повышения износостойкости подшипников скольже ния ходовой части 44

1.5. Цели и задачи исследования 47

Глава 2. Теоретическое обоснование технологического обеспечения качества металлополимерных подшипников скольжения 49

2.1. Расчет подшипников скольжения 49

2.1.1. Приближенный (проверочный) расчет поддшпников скольжения... 51

2.1.2. Определение несущей силы смазочного слоя подшипника 54

2.1.3. Сопротивление смазочного слоя вращению оси балансира 56

2.1.4. Прочностной расчет деталей подшипника скольжения 58

2.2. Влияние технологии обработки на формирование поверхност ного слоя и прочность сцепления полимерных материалов с металлической втулкой 60

2.2.1. Состояние приповерхностного слоя стальной втулки 60

2.2.2. Влияние геометрических характеристик микрорельефа поверхности стальной втулки на прочность сцепления с полимерным слоем. 61

2.2.3. Влияние среды и режима термической обработки на состояние поверхности стальной детали 62

2.3. Выводы 66

Глава 3. Методика выполнения экспериментальных исследований 68

3.1. Методика исследования физико-механических свойств ПКМ... 69

3.2. Методика исследования триботехнических свойств ПКМ 70

3.3. Методика выбора состава ПКМ и исследования влияния его химического состава на прочность сцепления 74

3.4. Методика исследования прочности сцепления полимерных покрытий с металлической втулкой на сдвиг в зависимости от геометрических параметров профиля 77

3.5. Методика исследования надежности сцепления полимерного покрытия на металлическом основании в зависимости от геометрических параметров профиля поверхности и времени хранения 78

3.6. Методика исследования влияния толщины облицовки металлической втулки на прочность сцепления 80

3.7 Методика определения линейного износа деталей подшипника скольжения 83

3.8. Методика исследования износостойкости металлополимерной втулки подшипника скольжения ходовой части МГМ 87

3.8.1. Методика и стенд ускоренных испытаний 87

3.8.2. Методика испытаний и стенд-имитатор 91

3.8.3. Методика проведения ходовых испытаний металлополимерных втулок 95

Глава 4. Технология нанесения полимерного покрытия на внутреннюю поверхность металлической втулки 97

4.1. Подготовка внутренней поверхности втулки и полимерного материала для нанесения на стальную втулку 97

4.2. Технология нанесения полимерного покрытия на внутреннюю поверхность стальной втулки подшипника 102

4.3. Контроль качества полимерного покрытия 105

4.4. Математическое моделирование контактного взаимодействия полимерного покрытия с металлом 106

Глава 5. Экспериментальные исследования и свойства металлополимерной втулки 115

5.1, Исследование физико-механических свойств ПКМ 115

5.2, Исследование триботехнических свойств ПКМ 117

5.3, Выбор состава ПКМ и исследов ания влияния его химического состава на прочность соединения 122

5.4 Исследование прочности сцепления полимерных покрытий с металлической втулкой на сдвиг в зависимости от геометрических параметров профиля 126

5.5 Исследование надежности сцепления полимерного покрытия с металлическим основанием в зависимости от геометрических параметров профиля поверхности и времени хранения 128

5,6. Исследование влияния толщины облицовки металлической втулки на прочность сцепления 132

5.7. Исследование износостойкости металлополимерных втулок подшипника скольжения ходовой части МГМ 137

5.7.1. Исследование износостойкости металлополимернои втулки на стенде ускоренных испытаний 137

5.7.2. Исследование износостойкости металлополимернои втулки на стенде-имитаторе 144

5.8. Ходовые испытания металлополимерных втулок 146

5.9 Выводы 149

Общие выводы и результаты 150

Библиографический список

Введение к работе

Одной из важнейших характеристик функциональной эффективности многоцелевых гусеничных машин является их высокая подвижность, которая обеспечивается надежностью конструкции ходовой части и в значительной степени характеризует технический уровень машины.

Потенциально высокие скоростные возможности машин обеспечиваются, главным образом, мощной силовой установкой и рациональным типом трансмиссии. В то же время реализация скоростных качеств, особенно в условиях пересеченной местности и бездорожья, в определенной степени зависит от совершенства конструкции ходовой части, которая связывает корпус машины с опорными катками и обеспечивает передачу усилий от опорных катков корпусу при наезде на неровности дорог и от корпуса опорным каткам при статическом положении машины, а также служит для смягчения толчков и ударов, воспринимаемых корпусом машины при движении по неровной дороге или местности [1, 1.6].

В этой связи надежность и безотказность работы механизмов ходовой части имеет особое значение. Вопросы надежности машин рассмотрены в работах Проникова А.С., Капура К., Ламберсона Л, Патрушева В.И., Рембезы А.И., Гнеденко Б.В., Тарасова А.В., Ушакова И.А., Давтян А.Г., Грибанова В.Ф., Бельчич Б.И. Надежность изделия является одним из основных показателей его качества. При этом надежность не определяет достижение требуемого уровня показателей качества изделия, а рассматривает процесс изменения этих показателей с течением времени. Возрастающая жесткость требований к надежности машин, а также комплексность проблемы надежности, т.е. ее связь со всеми этапами жизненного цикла - проектированием, изготовлением, эксплуатацией и ремонтом, подчеркивают особую значимость проводимых исследований.

Специфика эксплуатации МГМ создает очень напряженные условия работы для подшипниковых узлов ходовой части, надежность и ресурс которых зави-

сит как от нагрузочио-скоростных факторов, так и в значительной степени от совершенства их конструкции и материала подшипника ходовой части. Кроме того, в процессе эксплуатации во внутреннюю полость подшипника попадают абразивные частицы и влага, которые существенно ухудшают условия работы подшипников, вызывая их интенсивное изнашивание и отказ. Хранение и эксплуатация машины в условиях переменных температур, динамических нагрузок и фрикционного взаимодействия неизбежно вызывают усталость и старение материалов подшипника, сопровождающиеся изменением их физического состояния, химического состава, структуры и физико-механических свойств.

Названные факторы условий эксплуатации и недостатки конструкции и свойств материала снижают надежность подшипников ходовой части и не обеспечивают необходимых требований к их надежности. Опыт эксплуатации и анализ причин возникающих неисправностей показал, что главной причиной отказов подшипников ходовой части является недостаточно высокая износостойкость материала втулок.

В связи с этим актуальной задачей является выявление закономерностей процесса технологического обеспечения прочности сцепления полимерного материала, обеспечивающих возможность количественной оценки влияния факторов, характеризующих прочностные характеристики сцепления полимера с металлической втулкой.

Целью работы является технологическое обеспечение работоспособности ме-і'аллополимерньгх подшипников скольжения ходовой части МГМ за счет повышения прочности сцепления полимерного материала с металлом при замене материала втулки балансира

Теоретические исследования проведены на основании расчета подшипника скольжения, состояния приповерхностного слоя стальной втулки и влияния технологии обработки на формирование поверхностного слоя и прочность сцепления. Экспериментальные исследования проведены с применением лабо-

раторного оборудования, специализированных стендов и контрольно-измерительной аппаратуры.

Научная новизна разработанных технологий, конструкций и экспериментальных исследований заключается в том что:

  1. Разработана математическая модель определения толщины полимерного покрытия втулок подшипника в зависимости от удельного давления и скорости скольжения.

  1. Обоснованно технологическое обеспечение прочности сцепления полимерного материала с металлической втулкой.

  2. По результатам исследования прочности соединения металлического и неметаллического материалов разработана технология нанесения полимерного покрытия на внутреннюю поверхность металлической втулки под давлением.

Положения, выносимые на защиту:

методика расчета контактных напряжений и износостойкости втулок подшипника, учитывающая их конструктивные особенности, механические и триботехнические свойства материала;

технологическое обеспечение прочности сцепления полимерного материала с металлической подложкой;

технология нанесения полимерного покрытия на внутреннюю поверхность металлической втулки под давлением;

~ методика и результаты экспериментальных исследований износостойкости металлополимерных втулок подшипника ходовой части. Практическая ценность работы заключается:

в разработке методики назначения параметров деталей подшипника, обеспечивающих его надежность при заданных условиях работы;

в разработке технологического обеспечения прочности сцепления полимерного материала с металлической втулкой;

в разработке технологии нанесения полимерного покрытия на внутреннюю поверхность металлической втулки под давлением;

- в разработке технологической оснастки для нанесения полимерных покрытии на внутреннюю поверхность металлических втулок под давлением.

Реализация работы заключается в следующем. Разработанные технология и пресс-форма для нанесения полимерных покрытий на внутреннюю поверхность металлических втулок под давлением используются в конструкторском бюро транспортного машиностроения ГУП «ОМСКТРАНСМАШ».

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на II Межрегиональной научно-технической конференции «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: разработка, производство, эксплуатация и боевая эффективность, наука и образование», г. Омск, 2004 г.; на III Международном технологическом конгрессе «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения», г. Омск, 2005 г.; на объединенном семинаре кафедр: «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты», «Метрология и приборостроение» Машиностроительного института Омского государственного технического университета, г. Омск, 2006 г.

Выбор показателя надежности подшипников скольжения хо -довой части МГМ

Вопросы надежности машин рассмотрены в работах авторов, упомянутых во введении.

Надежность изделия является одним из основных показателей его качества. При этом надежность не определяет достижение требуемого уровня показателей качества изделия, а рассматривает процесс изменения этих показателей с течением времени. Возрастающая жесткость требований к надежности машин, а также комплексность проблемы надежности, т.е. ее связь со всеми этапами жизненного цикла - проектированием, изготовлением, эксплуатацией и ремонтом, подчеркивают особую значимость проводимых по данным направлениям исследований.

В этой связи исследование показателей качества, надежности подшипников скольжения подвески МГМ занимает особое место.

Надежность - комплексное свойство, включающее в общем случае безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость [12,17].

В зависимости от назначения, конструкции, условий эксплуатации и других факторов значимость отдельных свойств объекта, характеризующих надежность, бывает различной. Поэтому оценка надежности объекта может производиться как по одному из вышеназванных свойств, так и по комбинациям этих свойств [7,17].

Для оценки надежности подшипников скольжения при эксплуатации должны быть учтены следующие моменты [12, 17]: - в соответствии с нормативно-технической документацией обслуживание и ремонт подшипников скольжения в течение межремонтного срока не предусматривается; - подшипники скольжения подвески МГМ находятся в эксплуатации после различных сроков хранения; - после хранения уровень работоспособности подшипников скольжения должен сохраняться на одном и том же уровне независимо от срока хранения.

Исходя из этих условий, для оценки надежности подшипников скольжения выбираем одно свойство - безотказность, т.е. свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки [12, 17]. Безотказность рассматривают как свойство изделия непрерывно работать без каких-либо вмешательств для поддержания работоспособности и, следовательно, это свойство особенно важно для неремонтируемых объектов.

Для оценки безотказности объектов применяют следующие показатели: - вероятность безотказной работы; - гамма-процентная наработка до отказа; - интенсивность отказов; - средняя наработка на отказ; - параметр потока отказов; - осредненный параметр потока отказов.

Из перечисленных параметров первый может использоваться в данной работе для оценки надежности невосстанавливаемых подшипников скольжения балансира.

Основным показателем безотказности изделия является вероятность безотказной работы P(t) - вероятность того, что в заданном интервале времени і = Т (или в пределах заданной наработки) не возникнет отказа изделия [12]. Значение P(t), как всякой вероятности, может находиться в пределах 0 P(t) 1. Вероятность безотказной работы P(t) и вероятность отказа F(t) образуют полную группу событий, поэтому: P(t) + F(t) = l. (1.1)

Вероятность безотказной работы P(t) связана также с плотностью распределения/ наработки до отказа

В связи с этим требуется проведение дополнительных испытаний на ряде объектов, а именно четырех узлов подвесок, включающих ось балансира и его втулки.

Следует иметь в виду, что применение P(t) без указания периода времени t Т, в течение которого рассматривается работа изделия, не имеет смысла.

Задавая значения t, можно для любого изделия получить требуемое значение P(t) для заданного /, так как они связаны функциональной зависимостью P(t)= \f(t)dt (13) t=T тде/(і) - плотность вероятности для срока службы (наработки) по данному выходному параметру.

Таким образом, так как для рассматриваемых условий объект исследования - подшипник скольжения подвески МГМ - относится к категории невос-станавливаемых изделий, то в качестве показателя при исследовании надежности применяется показатель вероятности безотказной работы P(t).

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния [12, 17]. Под работоспособным состоянием понимается состояние подшипника скольжения, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и конструкторской документации. То есть работоспособный объект должен удовлетворять лишь тем требованиям нормативно-технической и конструкторской документации, выполнение которых обеспечивает нормальное применение объекта по назначению,

Рассматривая эти положения применительно к подшипникам скольжения, необходимо установить предельное состояние по некоторому параметру, при котором устройство переходит от работоспособного в неработоспособное состояние, т.е. наступает параметрический отказ. Работоспособность триботехнической системы, каковой является подшипник скольжения, определяется предельно допустимым зазором между сопрягаемыми деталями.

Влияние технологии обработки на формирование поверхност ного слоя и прочность сцепления полимерных материалов с металлической втулкой

Приповерхностный слой металла включает в себя наружную поверхность, имеющую непосредственный контакт с внешней средой (граничный слой), и нижележащий слой деформированного металла, отличающегося от основной части (сердцевины) металла своим строением, механическими, физическими и химическими свойствами.

При идеально правильной структуре каждый атом, расположенный внутри металла, во всех направлениях подвергается воздействию силовых полей окружающих его атомов и находится в состоянии подвижного устойчивого равновесия. Атомы, расположенные на поверхности, имеют связи только с соседними и нижележащими атомами и находятся в неуравновешенном, неустойчивом состоянии. В результате этого граничный слой, включающий в себя примерно два ряда атомов (т.е. толщиной порядка 10" -10 7 мм), обладает запасом свободной приповерхностной энергии.

Приповерхностную энергию можно представить в виде суммы потенциальной и кинетической энергий. Потенциальной части энергии соответствует искажение нормального построения решетки (составляющее от долей процента до нескольких процентов от нормального интервала между атомами), а кинетической - изменение режима колебаний атомов в граничном слое. С последним связана и сильная зависимость поверхностного натяжения от температуры.

Вследствие своей повышенной активности поверхность твердого тела неизбежно адсорбирует элементы окружающей среды и, как правило, бывает покрыта слоями адсорбированных газов, паров воды и жиров, часто осаждающихся прямо из воздуха,

На прочность сцепления полимерных материалов с металлической втулкой большое влияние оказывает фактическое состояние поверхности соприкосновения металлической втулки с сопряженным полимерным материалом. Это влияние с известным приближением может быть частично отражено критерием Ь[Щ.

Опорная длина цр профиля определяется суммой длин отрезков в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне в материале профиля линией, эквидистантной средней линии.

Для определения размеров опорных поверхностей, обработанных различными методами, удобно пользоваться понятием относительной опорной длины tp профиля, определяемой отношением опорной длины профиля к базовой длине; / /(=1 где bj - длина отрезка, отсекаемого в материале выступа профиля; р - уровень сечения профиля, определяемый расстоянием между линией выступов профиля и линией, пересекающей профиль эквидистантно линии выступов профиля.

Профиль, который образуется в сечении поверхности плоскостью, перпендикулярной к номинальной поверхности, рассматриваемый на длине базовой линии, используемой для выделения неровностей и количественного определения их параметров, определяет шероховатость поверхности. Чем выше ше роховатость поверхности, тем больше поверхность соприкосновения металлической втулки с сопряженным полимерным материалом и тем выше прочность сцепления.

Геометрическими причинами образования шероховатости обрабатываемой поверхности являются перемещения резца за один оборот заготовки на величину подачи Si (мм/об) из положения 2 в положение 1 (рисунок 2.4J. При этом на обработанной поверхности остается некоторая часть металла, не снятая резцом и образующая остаточный гребешок т. Величина и форма неровностей поверхности, состоящих из остаточных гребешков, определяются подачей Sj и формой режущего инструмента.

В процессе нанесения порошковых полимерных материалов металлическое изделие подвергается нагреву. Окислительные газы окисляют поверхность металла. При этом существенно изменяется и утолщается структура оксидной пленки. Для формирования прочного сцепляющего слоя важное значение имеют состав и строение оксидных пленок, что определяет возможность взаимной диффузии металла и реагента через окисный слой и связь его с металлом [89].

Особенность нагрева металлических изделий при нанесении порошковых полимерных материалов - их кратковременность, исчисляемая минутами (от 2-3 до 5-8 мин). Поэтому представляют интерес данные об окислении металла в начальный период нахрева, которые характеризуют процесс формирования оксидного слоя за этот период.

Методика выбора состава ПКМ и исследования влияния его химического состава на прочность сцепления

Химический состав ПКМ на основе ПТФЭ и ПФС определяется видом и количеством наполнителей, вводимых с целью повышения эксплуатационных свойств полимерного материала. Для подпіипников скольжения ходовой части МГМ применяются различные ПКМ, состав и свойства которых рассмотрены в работах [31, 41, 42]. В последние годы для ходовой части гусеничной техники разработаны и исследованы новые ПКМ, обладающие оптимальным сочеталием механических и триботехнических свойств (прочность, жесткость, износостойкость) [31, 41, 42,48, 78].

Обеспечение названных свойств достигается введением дисперсных и волокнистых углеродных материалов и дисперсного дисульфида молибдена. Каждый из наполнителей выполняет свою функцию, оказывая влияние на изменение определенных свойств ПКМ. В качестве волокнистого наполнителя применяется измельченное углеродное волокно (УВ) марки «Урал Т-10» с длиной волокон 50 - 500 мкм. Оно придает материалу высокую прочность, жесткость и повышает его износостойкость. В работах [79, 80] показано, что оптимальное содержание УВ равно -8-10% масс.

Дисперсные наполнители - скрытокристаллический графит (СКГ) с удельной поверхностью 55 -70 м /г, полученный измельчением природной графитовой руды, и порошок дисульфида молибдена MoS2 с размером частиц не более 50 мкм обеспечивают повышение износостойкости при высоких прочностных и антифрикционных свойствах, но при умеренной жесткости ПКМ. В работах [82, 83] показано, что оптимальное содержание СКГ составляет 8-Ю % масс, а дисульфида молибдена - 1,0-2,5 % масс.

Материал втулки в металлополимерных подшипниках скольжения ходовой части МГМ должен обладать высокой прочностью и износостойкостью, имея при этом умеренную (невысокую) жесткость и хорошие адгезионные свойства с металлом. Комплексом названных свойств может обладать композиционный материал, имеющий в своем составе два из вышеназванных или все три вида наполнителей. Для экспериментальной оценки и исследования были выбраны композиции, состав которых приведен в таблице 3.2.

Исследование прочности сцепления производится на образцах, выполненных в виде двух одинаковых металлических оправок цилиндрической формы, соединенных полимерным слоем при его нанесении под давлением (рисунок 3.5) [50].

Металлические цилиндры на одном конце имеют сквозное отверстие с осью, перпендикулярной оси цилиндра, для монтажа на разрывной машине. Цилиндры 2 изготавливаются из стали 38ХС, полимерный слой наносится из композиционных материалов, указанных в таблице 3.2 толщиной h = 2 мм.

Прочность сцепления оценивается по величине напряжения сдвига р, которое рассчитывается по формуле: p=Fp/S, (3.3) где Fp - усилие, приложенное к металлическим цилиндрам в момент сдвига одного из цилиндров относительно полимерной втулки; S— площадь контакта одного цилиндра с втулкой.

Испытание образцов проводятся на разрывной машине Р-0,5 по методике ГОСТ 7855-74. Оценка прочности соединения каждого из материалов проводится по результатам испытания трех образцов для каждого полимерного материала по среднему значению, С целью повышения прочности сцепления, металлические цилиндры по диаметру D протачиваются, обеспечивая размеры в пределах поля допуска -0,1 мм с параметром шероховатости не более Rz = 40 мкм. Фактическая площадь контакта полимерного слоя с металлическим цилиндром рассчитывается по фактическим размерам деталей.

Технология нанесения полимерного покрытия на внутреннюю поверхность стальной втулки подшипника

Специфические условия эксплуатации МГМ, рост скоростей движения в сочетании с повышенными требованиями к надежности работы ходовой части делают необходимым самостоятельное исследование по выбору материалов для пар трения подшипников скольжения ходовой части МГМ. Значительные успехи в решении этой задачи связаны с применением в узлах трения ходовой части цветных материалов, в частности, литейной бронзы Бр.АЖ9-4Л.

Однако примените цветных материалов без учета воздействия больших динамических нагрузок, переменных климатических условий, а также внешнего нагрева, генерируемого при движении МГМ, приводит к резкому снижению сроков эксплуатации узла вследствие сильного пластического деформирования и выхода из строя втулок подшипника скольжения. Опыт эксплуатации МГМ в войсковых частях 75 221, 68 054 (ПГТ Кубинка), а также в ОТИИ показал, что подшипники скольжения ходовой части, оборудованные втулками из литейной бронзы Бр.АЖ9-4Л, работают недостаточно надежно. Так, средний пробег между сменами втулок составляет 8-9 тыс, км. Этот срок значительно меньше межремонтного периода: капитальный ремонт МГМ производится при пробеге 17 тыс. км.

На основе проведенного анализа повреждения втулок ходовой части, а также износа оси балансира, работающих в паре с этими втулками, установлено следующее.

Бронзовая втулка вследствие больших динамических нагрузок в сильной мере подвержена значительному пластическому деформированию. Причем наиболее интенсивно разрушаются те места втулок, которые расположены с внутренней стороны подшипника скольжения. Микрометраж оси балансира, работающего в паре с бронзовыми втулками, показал, что она также имеют повышенный износ. Это, по-видимому, объясняется тем, что с повышением температуры трения активизируются механохимические процессы с выделением в большом количестве реакционно способных продуктов деструкции, которые взаимодействуют с металлом и интенсифицируют его поверхностное дисперсирование.

В связи с тем, что бронзовые втулки выходят из строя в основном не по износу (истиранию), а вследствие большого пластического деформирования, вызванного температурными явлениями, было предложено заменить их метал лодолимерны ми, изготовленными из стали 38ХС с поверхностным слоем из полимерного материала. Однако анализ их работы свидетельствует о том, что металлополимерные втулки работают недостаточно надежно и что ведущим видом их износа является хрупкое разрушение.

Картина этих разрушений следующая. Разрушение начинается с торцевых частей, затем распространяется вглубь, и в окружном направлении появляются трещины. Последние подтверждают специфические условия работы: значительные тепловые и динамические нагрузки, а также большие концентрации напряжений по торцам в результате перекосов. Таким образом, без анализа комплекса воздействующих факторов не удается решить задачу повышения надежности и долговечности подшипников скольжения ходовой части МГМ. Правильный выбор материала и конструкции подшипникового узла ходовой части должны повысить его надежность.

Металлополимерный подшипник скольжения ходовой части МГМ, представляет собой ось балансира с металлополимерной втулкой облицованной полимером (полифениленсульфидом, Фортроном 1140L4) - материалом с хорошими демпфирующими свойствами.

Известно, что разрушение поверхностей в условиях динамического нагружения по характеру и интенсивности отличается от процессов, сопровождающих статическое трение скольжения.

Кроме того, в настоящее время еще не существует общепринятой теории разрушения в условиях динамического нагружения узлов трения. Все это обусловило необходимость исследования влияния динамических факторов и ТОІШГИНЬГ полимерного слоя на демпфирующую способность втулок и износостойкость их рабочих поверхностей. Для проверки работоспособности предложенной металлололимерной втулки, облицованной Фортроном 1140L4, а также сравнения ее с бронзовыми были проведены эксплуатационные испытания, анализ которых показал, что надежность предложенных втулок увеличилась в 1,7 раза по сравнению с бронзовыми.

Для исследования скорости изнашивания металлополимерных втулок, облицованных Фортроном 1140L4, и износа их рабочих поверхностей был проведен полнофакторный эксперимент. Который выполнялся на основании исследования нагрузки и скорости, а также толщины полимерного покрытия металлополимерной втулки узла трения. Ранее было выяснено, что на скорость изнашивания металлополимерной втулки влияют следующие факторы: удельная нагрузка Р, скорость скольжения v, и толщина полимерного покрытия металлополимерной втулки

Похожие диссертации на Технологическое обеспечение работоспособности металлополимерных подшипников скольжения ходовой части многоцелевых гусеничных машин (МГМ)