Введение к работе
Актуальность темы. Общеизвестна тенденция современной техники к увеличению мощностей, скоростей и ресурсов самых разных машин. Наиболее остро эта проблема стоит для тяжелонагруженных трибосистем, которые определяют работоспособность и ресурс любой машины. Одним из наиболее эффективных антифрикционных материалов для тяжелонагруженных узлов і рения в настоящее время являются композиционные покрытия на основе полимерных волокон. Эти материалы включают армирующий каркас и і специальных технических тканей и матричное связующее на основе фенолоформальдегидных смол. Покрытие на субстрате закрепляется при помощи матричного связующего. Существенным резервом повышения износостойкости металлополимерных трибосопряжений является применение обратных пар трения. В этом случае покрытие наносится на шейку вала и, при его вращении, термосиловому нагружению подвергается не отдельный участок, соответствующий углу контакта, а равномерно всё покрытие. Это приводит к понижению объёмной температуры узла и равномерному распределению износа по всей поверхности покрытия. Понижение объёмной іемпературьі приводит к уменьшению деформаций ползучести полимерного покрытия и величины износа, что, уменьшая величину зазора, повышает ресурс трибосистемы. Применение обратных пар, несмотря на их серьёзные преимущества, сдерживалось технолоі-ическими трудностями. Наличие покрытий, которые могут наноситься на свёртные втулки из листового материала охватывающие вал решает эту проблему. Однако отсутствие комплекса данных о материалах, конструкции и режимах эксплуатации обратных пар вступает в противоречие с потребностями техники и сдерживает расширение их применения.
Изложенное показывает, что тема работы, посвященная исследованию поведения полимерных антифрикционных композитов в обратных парах трения, представляется весьма перспективной и актуальной.
3 р—_—1____ „
1 *>С НАЦИОНАЛ** н
I МвЛИОТЕКА ,
Цель работы. Целью работы является повышение работоспособности металлотюлимерных опор скольжения с композиционными покрытиями в результате применения обратных пар трения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
-
Установить напряженно-деформированное состояние полимерного композиционного покрытия в обратной парс трения.
-
Выявить основные закономерности конструирования обратных пар трения. Определить влияние конструктивных элементов (толщина, переплетение, субстрат, форма стыка) на триботехни-ческие характеристики обратных пар.
-
Определить влияние основных эксплуатационных параметров (P,V,T) на реологические и трнботехнические характеристики обратных пар трения.
Автор защищает
-
Результаты решения контактной задачи о напряженно-деформированном состоянии полимерного композиционного покрытия в обратной паре, позволяющие рассчитать радиальные перемещения вала, контактные напряжения и параметры стыка покрытия.
-
Установленные закономерности и математические модели реологического поведения полимерных композиционных покрытий в обратных ларах трения.
-
Особенности фрикционного поведения и формирования зазора в трибосистемах с обратными парами при их эксплуатационном термосиловом нагруженни.
-
Регрессионные модели, связывающие интенсивность изнашивания и ресурс обратных пар трения с эксплуатационными режимами.
Научная новизна.
I. Впервые решена задача о напряжённо-деформированном состоянии и условиях контактирования обратной лары с композиционным поли-
мерным покрьпием; получены выражения, связывающие контактный угол, радиальное перемещение вала и зазор в подшипнике.
-
Установлены основные закономерности образования зазора в обратной паре в результате деформации ползучести и изнашивания композиционного покрытия.
-
Получены математические регрессионные модели, позволяющие рассчитать ресурс и ингепсинность изнашивания металлополимерных пар рассмагриааемого класса в зависимости от эксплуатационных режимов: нагрузки, скорости, температуры.
Практическая значимость.
-
Спроектирована гамма оригинальных узлов трения с обратной Парой, реализующих деление пути трения и обеспечивающих высокую износостойкость и ресурс.
-
Получен блок моделей и разработан алгоритм расчёта трибосистем с металлополимерными обратными парами -фения, имеющими полимерные композиционные покрытия.
Реализация результатов работы. Эффективность разработок и рекомендаций подтверждена в ходе промышленных испытаний обратных пар, показавших удовлетворительные результаты (увеличение ресурса в 1,5 раза).
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации докладывались на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ДГТУ в 2002 - 2004 гг., на Всерос-ской.научно-практической конференции «Техносферная безопасность. Надежность. Качество. Энергосбережение.» в 2003- 2004 гг., 24-й Международной конференции «Композиционные материалы в промышленности» в 2004 г, Международной конференции "Наука и будущее: идеи, которые изменят мир" 2005 г.
По материалам диссертации опубликовано 4 печатных работ, и том числе 1 изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Диссертация изложена на 125 страницах основного текста, содержит 36 рисунков, 19 таблиц, список литературы на 14 страницах из 148 наименований, приложения на 6 страницах.
