Введение к работе
Актуальность работ» Одной из ззапайиих задач, стоялой пород иаштостроением и їшлознбдо'розннм.транспортом, является создании нозых и модернизация существующих- ыашин, соответствующих мировому уровню. Зто требует дучпего использования существующих наший и техники, лед азно дородного 'подвижного состава, позшение веса я скорости локомотивов и поездов. Такая посїановка задач требует з том числе дзяьнойпего соверпеиствования узлов трения, гак как -составляя всего 7-8 $ or' общего веса-'иашш, они являются причиной 60-75 % случаев выхода их из строя.
Моторно-осезыо подшипники (МОП) скольа'ения тяговых электродвигателей локомотивов язляв^ся динамически нагруженными узлами трения, от которых з значительной степени зависим безопасность двизения, эксплуатационная надежность, объем технического обслу-шівания и текущего ремонта в линейных предприятиях МПС, некро-шшгние пробеги и реионэ всего коласно-мотор.чого блока (КУБ).
На отдельны:: дорогах число отказов тягових электродвигателей,
вызванное неиспраішостяни ПОП и систа-л их сказки, достигает иак-
сішального количества (до 30 %)і Основными причинами непланового
ремонта КМБ локомотивов являются:'перегрев н задиры вкладышей
!ЮП, недостаточная подача кндкой смазки в зону трения ыаслоподэв-
циня устройствами, низкая носувдя способность нижнего вкладнвз
!.!0П, ниэкзя несуцая способность масляного клина, особенно пои.
высоких скоростях двиаения локомотивов из-за ограничения капил
лярных сил нзелоподавцих магор::алоз, недостаточной подп'гп сі-азки
в зопу трения боковыми поверхностями фитильной пряки и некоторые
другие. .
Вышеназванные недостатки ЙОП значительно сократит оро:: слун-. бы но только сашіх подаипников. скольїзния и систем их сиазап, но и всего КМБ локомотивов.- 3 качестве примера мосно показать, что с увеличением радиального зазора мєеду вкладышаки НОЛ вертикальное ускорение тягового электродвигателя и осевого редуктора в несколько раз превышает допустимое значение, а износ сопряженных деталей тягового привода и всего КМБ резко увеличивается, что приводит к изменении ыехцентрового расстояния.
а МОП существующие систолі смазки (кроне циркуляционной) обеспечивают: при низких скоростях движения локомотива кратковременный полужидкосгный, при часовых скоростях движения - грзнич-
» 7
I 1
ный, при высоких скоростях движения - безсиазэчный рекиыы ірения. Яри полужядкостно'м ; режиме трения большая чамь сыазочноЯ жидкое-' : ги выбрасывается из зоны трения в неотработанном виде. В режиме сухого ірбния работа МОП резко ухудшается, чэго приведи! к превде-вреыеиному выходу из строя подшипниковро узла, чю указывает на низкую работоспособность существующих систем смазки.
Поэтому повышение эксплуатационной надежности и донгойечйости динамически нагруженных подшипников скольжения с источниками .смазки (на примере МОП скояшвния локомотивов) связано с обеспечение.'! в них постоянного и гарантированного масляного клина.
Цель работы. На основе изучения конструктивных особенностей ІІ0П сколыкеиия локомотивов, их реташов работы и результатов эксплуатации разрабогагь методики расчетов гидродинамического давления б иодшпникоХ скольжения с источниками смазки, методики расчета установившегося движения яидких смазок, в цилиндрических капиллярах капиллярно-пористых тел с учетом тепловой энергии, разработать и исследовать оригинальные схемы аклэдывМ МОП и. системы юс смазки.
Задачи исследований:
1. Учитывай взаимовлияние динамических процессов, протекающих
на фракционном контакте, проводить комплексное исследование
. работоспособности динамически нагруженных подшипников скольжения локомотива с 'источниками смазки.
2. Разработать методику прогнозирования работы подшипников сколь-
зеекия о источниками смазки, выполненных на поверхности одного
из вкладами.
5, Разработать первичную конструкцию вкладышей МОП локомотива с организованной капиллярной-системой (ОКО) смазки.
4. Разработать методику расчега установившегося движения жидкой
смазки по цилиндрическим капиллярам капиллярно-пористых тал
с .учетом теплообмена,
5. Разработать конструкций МОП скольжения локомотива с ммкроло-
;'рисгымн пробками и ORG смазки,
. -в,, JJpoiieaiH качественный анализ ОКС сыазки. 7. Провести комплексные исследования работоспособности ОКС сь'аз" ки в лабораторных уоловиях, иоделирурщими реальнул ОКС, ларьи-руя-в шрэких диапазонах плотность наполнения оболеч/ек с Эй8вхичнш1и'.К5!1шлдйряо-дористыми телами, вязкость *л«ких сиамок.
_5 -
-
Провести комплексные исследования работоспособности МОП сколь-аения локомотива с ОКС смазки в лабораторных условиях, моделирующими реальный МОП с ОКС смазки, варьируя в широких диапазонах значения частоты вращения вала соответствующих реальным, вязкости масел и количество источников смазки для установления взаимосвязи полужидкостного и граничного, масляных слоев между двумя цилиндрическими поверхностями и количеством СХС, закрепленных на поверхности подшипника. ;
-
На основе проваленных модельных и натурных испытаний подшипников скольазния при наличии источников смазки разработать серийные конструкции МОП о GKC смазки к МОП в микропористыми пробками я ОКС снааки.
Научная новизна работы. Разработана мегодика прогнозирования
работы подшипников скольжения о источниками смазки, выполнояних
на поверхности одного из вкладшяей. . 4
Разработана схема вкладышей ШІ скольжения локомотива и системы их смазки (взриант I).
Разработана методика расчета установившегося двикения смазки в цилиндрических капилпярах катгллярно-пористых тел.
Разработана схема вкладышей МОП ополчения локомотива с микропористыми пробками и ОКС емззкй (вариант П).
В лабораторных условиях установлены основные факторы, влияющие на работоспособность эластичных капиллярно-пористых тел ОКС ' смазки.
В лабораторных условиях" установлены основные эксплуатационные факторы, вянящт на работоспособность МОП скольжания локомотива с источниками смазки.
Подучена заЗисимость изменения температуры награда вклвды-иек МОП и температуры нагрева оси колесной пары с учетом тепло- ' аой энергии отводимой из зоны трения в жидкув.смазку и эласгич--аыи капиллярнэ-пористым телам ОКС смазки.
Определены виды изнашивания рабочих поверхностей вкладышей ЯОП локомотива.
Разработаны серийные конструкции МОП локомотива с ОКС сказки и ИОЛ локомотива о микропористыми пробками и ОКС сказки.
Практическая ценность. Разработана методика прогнозирования работы поддайиков'скол&яазния с источниками смазки, шподнекных кз поверхности одного из вкладышей.
Разработана ил-одика расчета установившегося движения жидкой
сыазки в. цилиндрических капиллярах капиллярно-пористых тел с учетом теплообмена,
. Разработаны схеыэ и конструкция МОП .скрльгения локомотива с ОКС смаэки .(Полонигольное-решение ВНИИГПЭ от г. по заявке К5 4950607/2? 02. 27І0.6.9І т.. 6: выдаче паїенга- РФ)',. :
Разработаны схеиа и конструкция МОП скрлькения.лркоиотива с цикропориевьши пробкапи п ОКС оыазки (По.логат ельцов решение ВНИИГПЭ 01 08,01.92 г. по"зеллке ^4940500/11. от 29.03,9 г. о"-.
выдача пи ens а РФ),' ',''-:./".'- '-.:.'-.'''"'/
.Даны практичеркиа. реігриеіідзод.и по замене роріїйянх U0I1 сколь-. еонйя . локоиоіивов на' ЦОП 'сковьро'ииа лодомогцврв; с ОКС сиазкіГи на Lion скольжения яокрис.гкЕоа-'с.ШфапРриСтнші пробками:ij-ОКС:".
сыазки,.'- ':/',. '. : ':-4'' ''';/.. '...''",''''..'' ''""''.'''.'.'' :':
' Реализация рабоаіу рекокендрааіш к даедреїшвноше, і«шсгрув>
ции вкладашзй НОЙ:' с QXCi'cusaaaf.c 'кцкрдпорибгыш v пробками, и/;'
ОКС. сігазки, ;алзкїрОЕОЗЬз'Що'.:і!'.|Л85. ііа.''Ро6гої0ді6м.ілвікрогрзр.-.: .
. peuoHtiipu .аздодо.'нм.- 'В?І!,2ейкгіаГ V.pb/'Шо^ .
возосірриїельціій; г.агрд!?^':^ок)ЕргЕзара' Дбдо Ііинорзльше Воды .
Северо-Ка'рказокоа EeBasuolf/.dporp,.; .'"" .,...;;. ',:.',;". ' S-.''"''. .
Роальішй -зкбнрцичєрйкіі &Щщ',,'.цофцвшщ. р'ї внедрения, крнсг-.
рукции ШГІ скольеония Bpjcoiiosasa с ОКС бнавки \у ИОП. екблькенип-'
локомотива р;иикропорирїцаи'лробкаиа-1? ОКС оііазки составил V
50652,92 руб/на Ьдин-'элзкгроврз лгбд,-'; :"' . ; . ..' v .
: Апробация" работы.Основные подбившая диссертационной работ докладывались на; № ВсвсризНрИ научно-гехническоП, конференции "Состояние ^перспективы;ра*звигип электровозостроении;;в"стране", Г.Новочеркасск, 1991} УІГ Всесоюзной, научно-технической; конференции. "Состояние'-и.перспективы развития электровозостроения в oipauo", г.Новйчоркасск, І99І;УШ научно-технической конференции "Проблемы механики келезнрдорожного транспорта', динамика, прочность а надежность подвижного состава","Днепропетровск, 1992 г.
Публикации. По теие диссертации, опубликовано 5 работ, получено 2 полоаигельных решения ВНИИГПЭ от 15.10,91 г. и 08,01.92 г. по заявкам ft 4950607/2? от 27.06.9І г. J& 4940500/П от 29.03.91. Слисок указанных работ приведен в конце автореферата.
Объем работ. Диссертация состоит из введения, пяти глав, обидах выводов, списка использованных источников, включающего 164 работы отечественных и зарубежных авторов, изложена на 237
_ 7 *
страницах, иллюстрирована 53 расункзші, содорзнг 2* таблицы и прилог.акия на 28 страницах.
Автор выраяаог глубокув благодарность члзк-коррвспондоііїу Академии Транспорга Российской Федерации д.г.н., профессору Шаповалову В.В. за консультации при рабою над диссоргацйзй.
