Повышение ресурса подшипниковых узлов сельскохозяйственных машин применением геомодификатора ТСКВ-100 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.03, кандидат технических наук Криштанов, Егор Александрович

• Криштанов, Егор Александрович
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Криштанов, Егор Александрович

Введение.

1. Состояние вопроса и задачи исследований.

1.1. Долговечность подшипниковых узлов.

1.2. Физическая природа контактной усталости деталей подшипника.

1.3. Смазочные материалы для подшипников качения.

1.3.1. Роль смазки в процессе трения и изнашивания.

1.3.2. Режимы смазки подшипников качения.

1.3.3. Преимущества и недостатки пластичных смазок перед маслами.

1.3.4. Использование пластичных смазок в агропромышленном комплексе.

1.4. Основные направления повышения долговечности пар трения.

1.5. Виды и характеристики добавок.

1.6. Выводы и задачи исследований.

2. Расчетно-теоретический анализ эффективности применения 40 геомодификаторов в пластичные смазки.

2.1. Два случая абразивного износа элементов пар трения качения.

2.2. Зависимость абразивного износа от нагрузки.

2.3. Оценка характера деформаций, предшествующих износу.

2.4. Статистика абразивных частиц и оценка числа их, попадающих на элемент площади поверхности детали.

2.4. Абразивный износ подшипников <ачения.

3. Исследование надежности сельскохозяйственной техники.

3.1. Выбор схемы исследования.

3.2. Определение показателей надежности.

4. Методика проведения испытаний г одшипников качения.

4.1. Общая методика проведения исследований.

4.2. Выбор факторов влияющих на режимы трения и скорость изнашивания подшипников качения.

4.3. Методика лабораторных исследований.

4.4. Методика экспериментальных испытаний.

5. Результаты исследований и их анализ.

5.1. Результаты лабораторных испытаний по многофакторному планированию.

5.2. Результаты ресурсных испытаний подшипников качения.

5.3. Результаты эксплуатационных испытаний подшипников качения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение ресурса подшипниковых узлов сельскохозяйственных машин применением геомодификатора ТСКВ-100»

Увеличение долговечности изделий открывает огромные ресурсы в удовлетворении потребности народного хозяйства продукцией машиностроения при меньших капитальных вложениях.

Одним из элементов, снижающим показатели надёжности машин, являются подшипники качения. В настоящее время при создании новой конструкции трактора, сельскохозяйственной машины или модернизации существующей модели расчет подшипников качения производится по методике, учитывающей только контактную прочность деталей подшипника, а износ и другие виды разрушений во внимание не принимаются. При этом расчетная долговечность подшипников в часах часто получается выше нормативной долговечности и во многих случаях достигает более 10000 часов. Вместе с тем фактический срок службы большинства подшипников ниже требуемой величины и равеь в среднем 4000 - 5000 часов, а в отдельных случаях всего 2000 - 3000 часов. К этому времени зазоры в подшипниках достигают таких величин, которые вызывают перекосы шестерен и самих колец подшипников, чрезмерный шум и вибрацию, а также неблагоприятное перераспределение нагрузки между телами качения, снижая тем самым и контактную стойкость подшипников.

Значительная часть всех работ, посвященных подшипникам качения, отводится вопросам трения. В них рассматривается зависимость момента трения от конструктивных параметров подшипника, нагрузки, скорости вращения, качества и способа смазки и др. Считается, что от величины трения зависит износ подшипника, однако, как показали, например, работы НАТИ, при эксплуатации в чистом \>асле износ практически отсутствует. В действительности же в процессе эксплуатации в смазке накапливается большое количество механических примесей, приводящих к значительному износу подшипников.

В настоящее время одним из средств повышения ресурса подшипников качения является применение добавок к смазочным материалам.

На современном рынке смазочных материалов представлен широкий выбор добавок, позволяющих повысить смазочные свойства масел за счёт улучшения их противозадирных и противоизносных свойств. Однако до сих крайне мало информации о добавках для пластичных смазок. Поэтому целью данной работы является выявление возможности повышения ресурса подшипниковых узлов сельскохозяйственных машин, путём улучшения смазочных и противоизносных свойств пластичных смазок с помощью геомодификаторов.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

- теоретическое обоснование влияния геомодификатора ТСКВ-100 на ресурс подшипниковых узлов сельскохозяйственных машин; результаты исследований показателей надежности сельскохозяйственных машин;

- результаты экспериментальных исследований по оценке влияния геомодификатора ТСКВ-100 на ресурс, коэффициент трения и интенсивность изнашивания подшипников качения при работе в условиях абразивного изнашивания.

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве», Криштанов, Егор Александрович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Количество отказов подшипников качения в узлах сельскохозяйственной техники составляет 40% от общего количества отказов, трудоемкость и затраты денежных средств на устранение отказов на 20% выше, по сравнению с остальными узлами машин.

2. Теоретически обоснована возможность повышения ресурса подшипников качения, работающих в условиях абразивного изнашивания, с помощью геомсдификатора ТСКВ-100.

3. При работе подшипников качения на смазке с абразивом значительно увеличивается интенсивность изнашивания. При содержании абразива 0,5 % ресурс подшипников уменьшается в 4 раза, а при содержании абразива 1,7 % - в 14 раз. При дальнейшем увеличении содержания абразива интенсивность изнашивания практически не изменяется.

4. При наличии абразива в пластичной смазке коэффициент трения увеличивается на 10 %. Введение в смазку геомодификатора ТСКВ-100 позволяет снизить коэффициент трения на 8 % относительно его значения при работе на смазке с наличием абразива.

5. Рациональная концентрация гсомодификатора в пластичных смазках подшипников качения составляет 1,8 - 2,2 % по массе.

6. Применение геомодификатора ТСКВ-100 в пластичную смазку позволяет снизить интенсивно лт, изнашивания и увеличить ресурс подшипников до 1,5 раз в условиях абразивного изнашивания.

96

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Криштанов, Егор Александрович, 2007 год

1. Сковородин, В.Я. Справочная книга по надёжности сельскохозяйственной техники .' В.Я. Сковородин, Л.В. Тишкин. - Л.: Лениздат, 1985.-204 с.

2. Моминбаев, Б.К. Надежность сельскохозяйственной техники / Б.К. Моминбаев Б.К. Алма-Ата: Кайнар, 1990. - 278 с.

3. Повышение надежности сельскохозяйственных машин в процессе эксплуатации и ремонта: сборник трудов / под. ред. С.С. Некрасова. -М.: МИИСП, 1982.- 131 с.

4. Повышение долговечности сельскохозяйственных машин: сборник трудов / под.ред. П.И. Красних^на. Саратов: Сарат. СХИ, 1984. -187 с.

5. Смазочные материалы: Антифрикционные и противоизносные свойства. Методы испытаний: С правочник / P.M. Матвеевский. М.: Машиностроение, 1989. - 224 с

6. Повышение долговечности и качества подшипниковых узлов / Тезисы доклада областной научно-технической конференции. Пермь: Б. и., 1979.-60 с.

7. Мур, Д.Ф. Основы и применение трибоники / Д.Ф. Мур. М.: "Мир" 1978.-388 с.

8. Пальмгрен, А. О некоторых свойствах подшипников качения / А. Пальмгрен. Гётеборг: перевод ГПНТБ №28655, 1961. - 46 с.

9. Пинегин, С.В. Трение качения f машинах и приборах / С.В. Пинегин. -М.: Машиностроение, 1976. 264 с.

10. Рагульскис, К.М. Вибрация подшипников / К.М. Рагульскис, АЛО. Юркаускас. Л.: Машиностроение, 1985. - 119 с.

11. Розенберг, Ю.А. Смазка механизмов машин / IO.A. Розенберг. М.: ГОСТОПТЕХИЗДАТ, 1960. - 364 с.

12. Справочник по триботехнике: 1 -3 том. М.: Машиностроение, 1989. -388 с.

13. Спришевский, А.И. Процессы в поверхностных слоях деталей подшипников и их изнашивание / А.И. Спришевский // Технология подшипникостроения. М.: ЭНИИП, 1958. - №17. - 187 с.

14. Спришевский, А.И. Вопросы надёжности и долговечности подшипников качения / А.И. Спришевский. М.: Машиностроение, 1967. - 172 с.

15. Герасимова, Н.Н. Влияние волнистости на работоспособность шариковых радиальных подшипников / Н.Н. Герасимова // Труды ВНИИП. М.: ВНИИП, 1960. - Х»2. - 22 с.

16. Икрамов, У.А. Расчётные методы оценки абразивного износа / У.А. Икрамов. М.: Машиностроение 1987.-288 с.

17. Розенберг, Ю.А. Смазка механизмов машин // Ю.А. Розенберг. М.: Гостоптехиздат, 1960. - 340 с.

18. Крагельский, И.В. Основы расчётов на трение и износ / И.В. Крагельский. М.: Машинострсение, 1977.-446 с.

19. Гаркунов, Д.Н. Триботехника / Д.Н. Гаркунов. М.: Машиностроение, 1989.-380 с.

20. Ямпольский, Г.Я. Исследование абразивного износа элементов пар трения качения / Г.Я. Ямпольск^й, И.В. Крагельский. М.: Наука, 1973.-196 с.

21. Обеспечение работоспособност\ и эффективности использования сельскохозяйственной техники. Волгоград, 1995. -145 с.

22. Защита от водородного износа и узлах трения / Под ред. А.А. Полякова. М.: Машиностроение, 1980. -135 с.

23. Спришевский, А.И. Износ поди ипников качения. Справочное пособие "Подшипники качения" / А.И. ( пришевский. -М.: Машгиз, 1961.-472 с.

24. Пинегин, С.В. Контактная прочность в машинах / С.В. Пинегин. М.: Машиностроение, 1965. - 385 с

25. Пинегин, С.В. Работоспособность деталей подшипников качения / С.В. Пинегин. М.: Машгиз, 1947. - 164 с.

26. Синицын, В.В. Пластичные смазки в СССР (ассортимент) /В.В. Синицын. М.: Химия, 1979. - .'176 с.

27. Икрамов, У.А. Расчётные методы оценки абразивного износа / У.А. Икрамов. М.: Машиностроение, 1987. - 288 с.

28. Лышко, Г.П. Топливо и смазочн ые материалы / Г.П. Лышко. М.: Агропромиздат, 1985. -336 с.

29. Матвеевский, В.М. Смазочные материалы, Антифрикционные и противоизносные свойства. Методы испытаний / В.М. Матвеевский. -М.: Машиностроение, 1989. 2 7 с.

30. Перель, Л.Я. Подшипники качения (справочник): Расчёт, проектирование и обслуживание опор / Л.Я. Перель М.: Машиностроение, 1983.-543 с.

31. Рекомендации по совершенствованию режимов смазки подшипниковых узлов сельскохозяйственных машин. М.: ГосНИТИ, 1979.-85 с.

32. Качанов, Н.Н. О характере и пртроде разрушения рабочих поверхностей деталей подшипников / Н.Н. Качанов // Труды института. М.: ВНИПП, 1963. - №3 (35). - 34 - 35 с.

33. Кондир, Д.С. Эластогидродинамический расчёт деталей машин / Д.С. Кондир. М.: Машиностроение 1988. - 160 с.

34. Спришевский, А.И. Влияние технологии обработки на физическое состояние поверхностного слоя деталей подшипников / А.И. Спришевский // Повышение изн осостойкости и срока службы машин. Т.4. Киев: АНУССР, 1966. - 3 58 с.

35. Синицын, В.В. Подбор и применение пластичных смазок / В.В Синицын. М.: Химия, 1969. - Mb с.

36. Школьников, В.М. Масла и сосавы против износа автомобилей / В.М. Школьников. М.: Химия, 1988. - 96 с.

37. Труды БСХА. Повышение уровня технической эксплуатации сельскохозяйственной техники. БСХА, 1990. - 193 с.

38. Крагельский, И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. М.: Машиностроение, 1968.-480 с.

39. Тененбаум, М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию / М.М. Тененбаум. М.: Машиностроение, 1976. - 270 с.

40. Гаркунов, Д.Н. Эффект безызносности (ИП) новый этап в повышении износостойкости деталей машин / Д.Н. Гаркунов // Вестник машиностроения. - 1983. - 36-4^ с.

41. Износ деталей сельскохозяйственных машин / Под ред. М.М. Севернева. JL: Колос, 1972. -199 с.

42. Повышение износостойкости ш основе избирательного переноса / Под ред. Д.Н. Гаркунова. М.: Машиностроение, 1977. - 215 с.

43. Трение изнашивание и смазка. Справочник в 2-х книгах / Под ред. И.В. Крагельского. М.: Машиностроение, 1978. - 358 с.

44. Заславский, М.Г. Механизм действия противоизносных присадок к маслам / М.Г. Заславский. М.: X имия, 1978. - 224 с.

45. Анализ металлов: Справочник / Под ред. А.И. Лазарева, И.П. Харламова. М.: Металлургия, 1987. - 320 с.

46. Крамер, И.И. Влияние среды на механические свойства металлов / И.И. Крамер, JI.M. Демер // Металлургия. 1964. - 298 с.

47. Сафонов, В.В. Повышение долговечности распределяющих агрегатов мобильной сельскохозяйственной техники путем применения металлосодержащих смазочных композиций: автореф. дис. . докт. тех. наук / В.В. Сафонов; СГАУ им. Н.И. Вавилова. Самара, 1999. -26 с.

48. Заславский, Ю.С. Механизм действия противоизносных присадок к маслам /Ю.С. Заславский, Р.Н. Заславский. М.: Химия, 1978. - 167 с.

49. Маликов, И.И. Применение твердых смазок при эксплуатации и ремонте лесозаготовительной тохники / И.И. Маликов. М.: Лесная промышленность, 1979.-221 с.

50. Шабанов, Ю.А. Очерки современной автохимии. Миф или реальность? / Ю.А. Шабанов. СПб, 2005. - С. 230.

51. Шабанов, А.Ю. Прения по трентю 1 А.Ю. Шабанов //5-е колесо. 2003. - №7. - С. 154-156.

52. Зуев, В.В. Использование минералов в качестве модификаторов трения / В.В. Зуев // Обогащение руд. 1993. №3. - С. 33-37.

53. Шабанов, А.Ю. Мотор не обманешь / А.Ю. Шабанов, А.Е. Зайцев // 5-е колесо. 2003. - № 11. - С. 146-150.

54. Шабанов, А.Ю. Мотор не обманешь / А.Ю. Шабанов, А.Е. Зайцев // 5-е колесо. 2003. - № 12. - С. 134-138.

55. Лавров, Ю.Г. Минеральные добавки в смазочное масло путь к самоорганизующимся трибопрсцессам / Ю.Г. Лавров // Двигателестроение. - 2003. - JW 2. С.46-48.

56. Погодаев, Л.И. Повышение надежности трибосопряжений / Л.И. Погодаев, В.Н. Кузьмин, П.П. Д.удко. СПб.: Академия транспорта РФ, 2001.-304 с.

57. Парай -Кошиц, М.А. Основы структурного анализа химических соединений / М.А. Парай Кошиц. - М.: Высшая школа, 1989. - 192 с.

58. Справочник по триботехнике: В 3 т. Т.1: Теоретические основы / Под ред. М. Хебды, А.В. Чичинадзе. М.: Машиностроение, Варшава: BKJ1, 1989.-397 с.

59. Богачев, И.Н. Исследование износостойкости сталей при абразивном изнашивании / И.Н. Богачев, Л.Г. Журавлев // Сб. Повышение износостойкости и срока службы машин. Киев: АН УССР, 1960. -С.149.

60. Виноградов, Г.В. Абразивный износ при трении качения / Г.В. Виноградов, В.А. Вишняков // Изв. АН СССР. ОТН. Механика и машиностроение. 1960. - №3. - С. 5-7.

61. Тененбаум, М.М. Об условиях с нижения активности абразивного воздействия при трении / М.М. Гененбаум // Теория трения и износа: сб. тр. М.: Наука, 1965. - С. 4.'!-50.

62. Тененбаум, М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин. / М.М. Тененбаум. М.: Машиностроение, 1966. - С. 320.

63. Хрущов, М.М. Абразивное изнашивание / М.М. Хрущов. М.: Наука, 1970. - С. 320.

64. Хрущов, М.М. Исследования изнашивания металлов / М.М. Хрущов, М.А. Бабичев. М.: АН СССР, 1960. - С. 320.

65. Кащеев, В.Н. Об остроте режущих углов абразивных зерен / В.Н. Кащеев//Станки и инструменты 1963. - №8. - С. 22-26.

66. Костецкий, Б.И. Сопротивление изнашиванию деталей машин / Б.И. Костецкий. М.: Машгиз, 1959. - С. 322.

67. Тадольдер, Ю.А. Влияние геометрии абразивного зерна на интенсивность изнашивания металлов в потоке абразивных частиц /

68. Тадольдер Ю.А. // Тр. Таллиннского политехнического института. Сер. А, №237. Таллин, 1966. - С. 4:5-47.

69. Боуден, Ф.П. Трение и смазка твердых тел / Ф.П. Боуден. М.: Машиностроение, 1968. - С. 344.

70. Артамоновский, И.В. Вероятностный анализ процессов изнашивания / И.В. Артамоновский. М.: Науьа, 1968. - С. 320.

71. Повышение долговечности подшипниковых узлов тракторных трансмиссий. Тракторы и сельхозмашины, 1977, №11 с. 28-30

72. Повышение долговечности сельскохозяйственной техники. Саратов, Саратовский СХИ, 1971. -С. 123

73. Барбан, Н.И. Основные причины недостаточной надежности некоторых сельскохозяйственных машин / Н.И. Барбан // Научные труды УСХА Вып. 184.-Киев, 1977. 37-41 с.

74. Криштанов, Е. А. Исследование надежности сельскохозяйственных машин в условиях рядовой эксплуатации машин / Е. А. Криштанов // Надежность и ремонт транспортных и технологических машин в сельском хозяйстве: сб. науч. тр. Вып. 4 СПб, 2005. - С. 103-107.

75. Налимов, В.В. Логические основания планирования / В.В. Налимов. -М.: Металлургия, 1980. С. 125.79.3авалишин, Ф.С. Методы исследований по механизациисельскохозяйственного производства / Ф.С. Завалишин, М.Г. Манцев М.: Колос, 1982.-С. 230.

76. Евдокимов, Ю.А. Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа / Ю.А. Ендокимов, В.И. Колесников, А.И.Тетерин. М.: Наука, 1980. - С. 228.

77. Ананьев, С.В. Повышение долговечности подшипниковых узлов автотракторных трансмиссий путем применения противоизносных добавок в смазочные масла: дисс.канд. техн. наук: 05.20.03 / Ананьев, С.В.; СПбГАУ.-СПб.: Пушкин, 1999.-С. 136.

78. Скундин, Г.И. Влияние запыленности смазки на срок службы подшипников качения в трансмиссиях тракторов / Г.И. Скундин, М.С. Беркович // Тракторы и сельхозмашины. 1970. - №10. - С. 17-19.

79. Матюшев, О.Н. Повышение долговечности подшипников качения тракторов и сельскохозяйственных машин путем применения добавки ТСК к пластичным смазкам: дисс. . канд. техн. наук: 05.20.03 / СПбГАУ. СПб.: Пушкин, 2001:. - С. 123.

80. Ракин, Я.Ф. Эксплуатация поди ипниковых узлов машин / Я.Ф. Ракин М.: Машиностроение, 1990.-323 с.

81. Криштанов, Е. А. Анализ применения подшипников качения в узлах сельскохозяйственных машин / И. А. Криштанов // Надежность и ремонт транспортных и технологических машин в сельском хозяйстве: сб. науч. тр. Вып. 3-СПб, 2002. С. 114-116.

82. Гадолин, B.JI. Машины и стенды для испытания деталей / B.JI.

83. Гадолин. М.: Машиностроении, 1970. - 343 с.

84. Машины и стенды для испытан деталей / Под ред. Д.Н. Решетова. -М.: Машиностроение, 1979. 134 с.

85. Средства и методы испытаний подшипников качения / Под ред. Н.А. Спицына. М.: Машиностроение, 1966. - 108 с.

86. ГОСТу 18855-94 Подшипники качения. Динамическая расчетная грузоподъемность и расчетный эесурс (долговечность). М.: ИПК Изд-во стандартов, 1994. - 32 с.

87. Попов, Н.Ф. Оптимальные размеры и предельный износ подшипников / Н.Ф. Попов, С.М. Буланов // Техника в сельском хозяйстве. -1977. -№12.-С. 71-73.

88. ТУ и указания по дефектовке дзталей и спряжений при ремонте туковой сеялки C3T-3,6A. М.: ГОСНИТИ. - 1970. - С. 133.

89. Кузьмин, А.В. Расчеты деталей машин: справочное пособие / А.В. Кузьмин, И.М. Чернин, Б.С. Ко ;анцов. Минск: Вышейшая школа. -1986.-С. 399.