автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Разработка режимов использования масел в тракторных силовых передачах на основании оценки напряженности их работы

п п ^ О

Ульяновский сельскохозяйственный институт

На правах рукописи ПОЗДНЯКОВ ВЛАДИМИР РОАЛЬЛОВИЧ

РАЗРАБОТКА РЕШМОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАСЕЛ В ГРАКГОРБЫХ СИЛОВЫХ ПЕРЕДАЧАХ НА ОСНОВАНИИ ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННОСТИ ИХ РАБОТЫ

Специальность 05.20.03 - Эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

Ульяновск - 1990

Работа выполнена в Куйбышевском сельскохозяйственном институте.

Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент ЛЕНИВЦЕВ Г. А.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор ТЕРСКИХ И.П. - кандидат технических наук, додент ХОЛМАНОВ Б.М.

Ведущее предприятие - Поволжская Государственная

зональная машиноиспытательная станция.

Защита днссератации состоится "46 " г

в ' часов на заседании специализированного Совета К 120.82.01 Ульяновского сельскохозяйственного института.

Адрес: 432601, г.Ульяновск, Бульвар Новнй Венец, 1. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УСХИ. Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного Совета к.т.н., доцент

.У.Сафаров

j '',!""' / ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблетн. Ресурсосбережение является одпоЭ

л-aqkiT/

1з~осНовнах задач, стоящях перзд пародзп хозяйством СССР. В тастояцоо время правительством подчеркивается необходимость до-5иться, чтобы прирост потребности в топлява, энергии, спрьв а ¿атеряалах на 75..,80 % удовлетворялся за счет пх эконошн.

Одпем вз резервов такой эконоыля является рзщгапальноэ ас-юльзование смазочных ыасол.

Известные методы расчета деталей каша на прочность, воа-гактную выносливость а др. не учнтнвают влвяшя сорта пасла, зго качества, степеяа старения па выходные параметра тргботех-знческих систеу саловнх передач, хотя очозидно, что пра отсутствия необходимого реям* смазкн, сопрягеяие современной егдез-т утратит работоспособность. Существуподаз рэкомендацвн по ва-5ору объема смазочных систем агрегатов траномассвА нэ хмеэт юстаточно убедительных обоснований во взаимосвязи с прэдпо-гагаешм сроком службы касал. гакнм образом, вастеЯяаЯ проблэ-19 старения масел и их экономии не предается требуемого зпачо-гая.

Дель доследований. Обоснование потендиачьного ресурса мас-и с учетам гапряжэнноств его работы в агрегатах саловнх пвре-щч тракторов сельскохозяйственного назначения, и разработка эегламеита эксплуатация масла, позволяющего наиболее полно вс-юльзовать его ресурс.

Объект исследований. Масла, нспользуеше в агрегатах сиговых передач энергонасыщенных тракторов - М 8 В, М 8 Ig, ГМ-2-18, ТМ-4-18, И 5-18.

Научная новизна. Разработаны показателя для спонет налря-¡енности работы (ласед и определения срока яг служба в агрегз-

тах силовых передач тракторов. Разработаны методики и .программы для расчета на ЭВМ срока службы масел в агрегатах силовых передач. Предложен метод моделирования условий работы масел в агрегатах трансмиссий. Обоснован регламент эксплуатации трансмиссионных масел, позволяющий наиболее полно использовать их потенциальный ресурс. Разработаны технические требования на условия эксплуатации масел в агрегатах силовых передач тракторов, выполнение которых обеспечивает реализацию предлагаемого регламента.

Практическая значимость. Применение разработанного режима использования масел позволит не менее, чем в два раза увеличить срок их службы в агрегатах силовых передач тракторов, сократить затраты на техническое обслуживание, доставку и хранение масел, а также способствует решению экологической проблемы. Экономическая эффективность внедрения результатов исследований составляет 11,15 руб. на 1 трактор в год.

Апробация. Основные положения работы были доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях в Ульяновском СХИ и Куйбышевском СХИ в 1989 г., на Всесоюзном семинаре по диагностике в Ленинградском СХИ в 1990 г., на Всесоюзном семина ре "Химмотология - теория и практика рационального использовани горючих и смазочных материалов в технике" в Москве в 1990 г., на Всесоюзной научно-технической конференции "Промышленная чистота" на ВДНХ СССР в 1990 г.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 5 печатных работах.

Внедрение. Результаты исследований внедрены на предприятш "Агропромсервис" г.Кинеля Куйбышевской области, а также признаны целесообразными к используются Производственным объединение! "Алтайский тракторный завод им. Калини:-а" при совершенствовании серийных и разработке перспективных моделей тракторов.

работы. Диссертационная работы состоит из введения, 5 разделов, выводов, списка использованной литературы и прнло-1епий. Работа изложена на 138 листа* машинописного текста.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во "Введении" отражена актуальность работы к необходимость 1роведбния исследований по данной теме.

В первом разделе "Состояние вопроса и задачи исследований" этиечено, что смазочное гасло, разделяя рабочие поверхности сопряжений, участвует в передаче мощности. В результате воздействия высоких температур и контактных давлений в масле происходит комплекс сложных физико-химических превращений, вызывающих его старение. Аналитическое описание указанных процессов до сих пор не получено, вследствие чего многочисленные экспериментальные исследования не приводят к однозначным результатам и часто противоречат друг другу.

Доказано, что отработавшее масло обладает значительным не-докспользсЕашнш ресурсом. Однако существующие методы определения объема масла слабо увязаны со сроком его службы в различных условиях. Имеются разнообразные показатели, характеризующие фактическое состояние масла, однако общепризнанный критерий для установления его предельного состояния до сих пор отсутствует.

С точки зрения работоспособности деталей машин отдельные аспекты проблемы смазки рассмотрены достаточно подробно. Получить же целостную картину можно, на наш взгляд, лишь рассматривая триаду трения с точки зрения работоспособности масла. Отсюда вытекают следующие задачи исследований:

1. Изучение влияния различных факторов на напряженность работы и работоспособность трансмиссионных масел. Обоскованяз

показателя напряденное тп работа масла в агрегатах трансмиссий в разработка иатодшш его расчета.

2. Быясяешм зависиюстЕ срока службы масел от напряжон-еостп их работы я определенна потенциального ресурса масел, работающих в агрэгатах трансмиссий. Проверка прогнозируемого ресурса путей экспврзмгнтаяьных исследований.

3. Выявление зависимости срока службы масел от условий эксплуатация. Разработка регламента полного использования потенциального рэсурса шеел я технических требований на условия их работы, позволякцах реализовать предлагаемый регламент.

4. Оценка экономической эффективности разработанных режимов использования насел в тракторных силовых передачах.

Во втором разделе "Программа и обшая методика исследований" приведена программа е структура исследований, обоснован объеат исследований и условия проведения экспериментов. Изложена так® методика обработка экспериментальных данных и оценки погрешностей измерений.

В третьем разделе "Теоретические исследования напряженности работы тела" проанализированы условия работа масла, разработаны показатели дай оценки напряженности его работы, разработана методика и программа расчета на ЭВМ показателей и сроков службы масел в агрегатах трансмиссий.

Анализ взаимодействия конструкционных, технологических и эксплуатационных факторов напряженности приводит к выводу о том, что основным фактором, определяющим скорость термомеханического разрушения моле кул углеводородов масла, т.е. его старения, является нагр/зочно-сиэростной режим работы сопряжения. Другим важным фактором, влияющим на работоспособность масла, является загрязнение его абразивными примесями.

В результате анализа размерностей, проведенного по методу Релея, получен общий вид зависимости срока службы пасла от показателя напряженности его работы:

Т= АН В , (1)

где А и В - коэффициенты, характеризующею смазывакзую способность масла ;

Н - показатель напряженности работы масла, характеризующий условия его работы.

Этот показатель представляет собой следующее соотношений: Г п.

//= ~Т7~ , (2)

* О

где Р - нагрузка, действующая в контакта деталей, Н; П - частота воздействия нагрузки, мин-* ;

- объем г/асла, непосредственно участвувсзй в работы, л. Физический смысл предлагаемого показателя состоит в той, что он выражает величину нагрузки, воспринята еиуп единицей объема масла в единицу времени.

Для определения срока службы масла необходимо знать величину показателя напряженности в формуле (1).

В связи с этим возникает проблема определения элементарного объема масла, разделяющего рабочие поверхности в сопряга киях агрегатов трансмиссий.

Исследованиями А.И.Петрусевича, П.Л.Капицы, Д.С.Коднзра, В.В.Матвеева и других ученых доказано наличие гидродинамического эффекта в тякелонагруженных контактах зубчатых передач и подшипников качения. Поэтому для определения элементарного объема масла, разделяющего рабочие поверхности в зубчатых передачах и подшипниках качения, использованы выводы контактно-гидродинамической теории смазк«..

В соответствии с ней толщину масляного слоя следует опрэ-

2-5300

делять по формуле:

.14« 4373-

= 4,77-10 -г -

'тлж

где

^ - кинематическая вязкость масла ;

суммарная скорость качения в контакте ; /31Ч>~ приведенный радиус кривизны рабочих поверхностей ; 'ты- максимальное контактное давление. Характер изменения параметров, входящих в формулу (3), по линии зацепления представлен на рисунке 1.

^ГПТп

птгТПТГ [ЛТПТп

ПГ

Рис.1. Характер изменения параметров, входящих в форлулу (3), по линии зацепления.

_ точки входа и выхода из зацепления ; Р - полюс зацепления ; В, с _ точки пересопряжения зубьев.

Для определения элементарного объема масла необходимо вычислить плон©да криволинейной трапеции и умножить ее на рг

>чую дайну зуба.

При эвольвентяом зацеплении все переменные формулы (3) эвводятся к одной - радиусу кривизны поверхности одного из гбьев. Тогда искомая площадь определится как:

Ъ'рфг;чяг^М^^-^ф , С*)

finl*

це £ - модуль упругости материалов зубчатых колес ; К - погонная нагрузка ; L - длина лини«. зацепления ;

п.»»/к« - пределы интегрирования:

= ; (5)

де /?t/iS - радиусы окружное тей выступов песторнп н колеса ;

- радиусы основных окружностей шестерни и колеса; '¿>t, изt - угловые скорости шестерня и колеса.

Кинематическая вязкость масла в каздой точка линия зацоп-:ення определяется из уравнения Вальтера:

де 71 - температура пасла в кавдой точке линии зацепления, :оторая определяется по формуле Блока:

ТГ-Т0+0,165 frf 4Н-~ * Щ - V^7J , (8) •де То - температура ?ласла в объеме ; ftp - коэффициент трения:

. CjOSle , .

тп "у/^ТцГ^и С9)

\це J^o ~ динамическая вязкость масла.

Полученный интеграл (4) не берется в элементарных функци-

IX. Поэтому площадь криволинейной трапеции-определена численным

летодом по формуле Сишсояа. Тогда элементарный объем масла

ложно определить по формуле:

V0=Se€ , (10)

где В - рабочая длинв зуба.

Доя подшипников качения все параметры, входящие в формулу (3) за исключением нагрузки, постоянны. Погонное гидродинамическое усилие в подшипника можно выразить:

к^ТТТ ^^ ^ • С11)

р -у

где ¿?„м - усилие, воспринимаемое наиболее нагруженным телом качения ;

Вр - длина контакта ;

2 - число тел качения ;

■& - коэффициент, зависящий ох радиального зазора в подшипнике ;

у - угол зоны натру жения ;

£- величина, зависящая от радиального зазора в подшипнике.

Величина погонной нагрузки принимается равной среднеинте-гральной.

Элементарный объем масла, разделяющий рабочие поверхности в подшипнике качения, можно определить по формуле:

где У2 - объемы масла, разделяющего поверхности тел качения и внутреннего и наружнего колец подшипника:

с внутренним и наружним кольцами соответственно.

Таким образом, зная элементарный объем' масла, можно определить значение показателя напряженности в сопряжениях трансмиссий. Тогда объем масла, необходимый для работы агрегата в течение регламентированного срока службы масла Т, определится

(12)

где ^

- толщина смазочного слоя при контакте тел качения

по формуле:

Р м А Не '

где Л - коэффициент, учитывающий размерности ; т - число сопряжений агрегата трансмиссии ; Н - число элементарных объемов (для зубчатых передач -число зубьев колеса, .для подшипников - Л - •

Зная этот объем, можно оценить напряженность работы масла в каждом конкретном агрегате трансмиссии трактора. Для этого предлагается использовать коэффициент наслонапряженности, который представляет собой отношение расчетного объема масла к фактически заливаемому в смазочцув систему:

^ Ур

Тогда потенциальный ресурс масла, работающего в агрегате

трансмиссии, при Т = 1000 чассв определится соотношением:

1С€0

расчет показателя напряженности ведется по номинальной мощности двигателя. Поэтому, в соответствии с рекомендация?^ И.П.Полканова, для учета фактической загрузки двигателя используется приведенное время его работы:

Iъ и * ях г,

^-¡Г— . (17)

^- , (18)

^р чгх ^х Пак

где , - часовой расход топлива на основной работе и холостых заездах, соответственно, кг/ч. ;

tp, ^ - время основной работы и холостых заездов, ч. ; Отях ~ Расход топлива пря номинальной мощности, кг/ч. С нелью оперативного определения потенциального ресурса масла, работающего в агрегатах, содержащих большое число сопряжений, разработана программа для расчета ка ЭВМ показателя напряженности, коэффициента маслонапряженноста и потенциального

3-5 доо

ресурса ыасла.

Для определения срока службы масла необходимо знать величины коэффициентов А и В в функции напряженности (1).

Сложность физико-химических превращений масла при его работе на позволяет подучить приемлемого аналитического описания элих процессов. Поэтому определение численных значений коэффициентов А и В для реальных силсвых передач тракторов производилось экспериментально.

В четвертом разделе "Методики экспериментальных исследований" излагаются частные методики исследований.

Определение численных значений коэффициентов А и В производилось на роликовой машине трения СМТ-1. На поверхность роликов наносилось строго дозированное количество масла. Затем задавался трзбуемый нагрузочно-скоростной режим работы. Во время опыта регистрировались момент трения между образцами :: температура их контакта. Фиксация предельного состояния масла производилась по резкому возрастанию момента трения в конце опыта. Время от его начала до наступления предзадирного состояния поверхностей квалифицировалось как предельный срок службы масла при заданной напряженности его работы . Пределы изменения показателя напряженности определялись расчетными значениями этой величины для коробки передач (КП) трактора "Кировец".

Проверка предлагаемого метода определения потенциального ресурса в условиях реального зубчатого редактора производилась путем стендовых испытаний. За критерий подобия при моделировании условий работы масла в КП трактора К-700А был принят показатель напряженности. Расчет параметров нагрузочно-скоростного режима работы стенда в силу его большой трудоемкости осущест-влятся на ЭВМ по специально разработанной программе.

Продолжительность испытаний была выбрапа, исходя из прогнозируемого срока слунЗы и составляла 4000 часов. Для сокращз-ния продолжиткгь кости эксперимента испытаниям подвергалось езс-ло и 8 В свежев и отработавшее в КП трактора К-700А по менее 1000 м.ч. Во время испытаю!! периодически определялся остаточный ресурс ияеел па ролзгавса шпине трения, а тзкза износ зубчатых колос глиероматрированаом.

Изучение закономерностей старения масел з условиях рзпль-ной эксплуатации производилось путем испытанна свегэго и работавшего масел в КП тракторов "Ки ровен". Порподпчоскз отбараетгэ нребы масел подвергались фззапо-хтдпескЕИ анализам, а тпкгз испытаниям на рояяг.езой »лгмпине трэняя с целью определения остаточного ресурса. Контроль износа деталей производился по содзр-гдния железа з масло.

Дня ЕярокоЯ проверка возможности восстановления сшзнвао-щих свойств работавших масел путем их очисткя било предпринято обследование отработавших в различных агрегатах тракторов масел с определением стандартными метода ки их фязико-хкыаческях показателей и протявоизноснах свойств на 4-х шариковой ка&ягне-треякя.

В пятом разпеле "Результате экспериментальных исслялоря-ний" приводятся данные лабораторных, стендовых и эксплуатационных яспнтакпЯ масел.

Множественный нелинейный регрессионный анализ составляющих показателя напряженности по результатам серии опытов, проведенных для масла М 8 В на роликовой магсякэ трения, позволил получить следующее уравнение:

Г= -а0593бь~-_ /19)

Ч/ПЖ '»'« "ЫЯ 4

Приведенная регрессия показывает, что вое составлявззх по-

казателя напряженности практически одинаков. Поэтому представляется целесообразным пренебречь несущественным отличием их значимости, отдав предпочтение ясности физического смысла предлагаемого показателя. Максимальная относительная ошибка при этом не превышает 2,8 %.

Компьютерная обработка результатов нескольких серий опытов позволила получить численные значения коэффициентов А и В дан различных масел, т.е. определить дан них функции напряженности. При этом оказалось, что остаточный ресурс отработавшего в КП трактора K-7QQA. масла М8 В составляет около 70 % от ресурса свежего масла (см. рис. 2). Значения коэффициентов А и В для различных масел приведены в таблице 1.

Таблица 1

Значения коэффициентов А и В функций напряженности для различных масел

№ п.п. : : Марка масла : А ; В

1. М 8 В 490,607 -1,238

2. MSB работавшее 398,107 -1,326

3. М 8 Г2 826,127 -1,736

4. ТМ-2-18 (ТЭп-15) 299,194 -0,601

5. ТМ-4-18 (ТСп-14гип) 483,802 -1,198

6. ТМ-5-18 (ТАД-17И) 556,116 -0,744

Таким образом, эксперименты на роликовой машине трения позволили определить численные значения потенциального ресурса масел, работающих в агрегатах силовых передач. Для проверки разработанного метода прогнозирования были проведены ресурсные стендовые испытания масел.

Результаты определения остаточного ресурса работающих масел и износа зубчатых колес редукторов в процессе испытаний

приведены на рис.У. Здесь прямыми линиями показано прогнозируемое изменение остаточного ресурса, а соответствующими кривыми - фактическая его динамика.

"¡зет, 9.'

4вш ти, ч.

ша гооо шо

Рис.2. Изменение остаточного ресурса масел и износ зубьев шестерен редукторов в процессе стендовых ресурсных испытаний.

Кривые износа, полученные экспериментально, показывает, что начало прогрессирующего износа совпадает с теоретически прогнозируемым предельным состоянием масла.

Прогноз справедлив как для свежего, так и для работавшего касел. Прзчеы остаточный ресурс работавшего масла составляет 66,7 % от ресурса свежего касла.

Разница ресурсов свежего н работавпэго ыасел составляет 1100 часов, что соответствует сроку службы работавшего масла в ШГ трактора К-700А до начала испытаний. Этот факт свидетельствует об адекватности моделирования условий работы масла, основанном на равенстве показателей напряженности. ФизЕко-хвмичвс-кое исследование масел до и посла испытания свидетельствует, что причиной прогрессирующего износа зубьев явилось глубокое старение масел. Так, кислотное число работавшего масла за время испытаний увеличилось в 4,89 раза, вязкость - на 30 %, содержание несгораемых механических примесей - в 3 раза.

В процессе эксплуатационных испытаний свежего и работавшего мгсел реьнлпсь задача изучения закономерностей их старения

Физико-химические показателя качества испытуемых касел указывают на ях высокую стабильность. Вязкость, кислотное и щелочное числа в процессе испытаний практически не менялись.

Результаты определения остаточного росурса масел на роликовой шЕине трения приведены ка рлс.З. Из графика видно, что значительное сокращение остаточного ресурса масел начинается досле наработки 1000.. .1200'м.ч. для свежего и 800 м.ч. для работавшего касел. Причиной этого явления по паяа.г? мнению является загрязнение масел абразивен, концентрация которого к это-ку моменту достигает 0,14. ..0,16 % (рис.4).

Накопление железа в масле наиболее интенсивно происходит в начальный период работы. Затем его концеитпаняя имеет тенденции к стабилизации. Это означает, что в пределах прогнозируемого срока службы масел работа сопряжений КП происходила с допу-стиьшм износом деталей (рис.5).

Ъа,

с

00 60 40

20 О

•

•

» ' ■ '— — — * ;

* S, *

200 400 GBO CSD 1C?J 42СО fu Ц.

в остаточного necvnca масел пси '

Рис.3. Изменение остаточного ресурса масел при эксплуатационных испытаниях

Сц, %

а,®

OOS

л а а Я

X л-' J- - jt — -аг

»•"а • 1 с -в— X *-

2С0 1 \CQ t WO ООО 4000 4230

Рис.4. Накопление несгораемых механических примесей в маслах в процессе эксплуатационных испытаний.

О ЯОО 400 600 СОО 4080 4200 Тц ц

Рис.5. Накопление продуктов износа в масле в процессе эксплуатационных испытаний.

Для выяснения влияния концентрации абразива на интенсивность старения- шсла был проведен двухфакторный эксперимент. Обработка его результатов с учетом полученной при эксплуатационных испытаниях закономерности поступления абразива в масло, позволила получить коэффициент абразивного старения. Этот коэффициент показывает,на сколько сокращается срок службы масел под влиянием загрязнения его абразивом в процессе эксплуатации по сравнению с потенциальны;.? ресурсом. Экспериментальная оценка данного коэффициента на роликовой машине трения показала, что для исследуемых условий эксплуатации он равен 0,76.

Для широкой проверни возможности восстановления служебных свойств масел очисткой, было проведено обследование масел, отработавших регламентированный срок в различных агрегатах тракторов. В результате физико-химического анализа были выявлены наиболее характерные признаки старения масел, а также существенное снижение их противоизносных свойств.

В результате множественного линейного регрессионного анализа различных аспектов старения масел, проведенного на ЭВМ, получено следующее уравнение:

504-0,00225 X,-0,00046 Хг + Ц ¿112 Х5 -О, /77 , (20) где Ри - диаметр пятна износа иариков, мм ;

К - кодированные безразмерные значения кислотного числа, щелочного числа, концентрации несгораемых и сгораемых механических примесей, соответственно.

Регрессия (20) показывает, что изменение химической основы масла в тех пределах, в которых оно происходит в условиях реальной эксплуатации, еще на оказывает влияния на служебные свойства масел. Об этом же свидетельствуют и результаты противоизносных испытаний очищенных отработавших масел. Очищенное масло по противоизносным свойствам (Дй= 0,38 мм) практически

не уступает свежему (Дд= 0,355...0,385 мм).

В шестом разделе "Практическое применение результатов исследований" на основании теоретических и экспериментальных исследований получена фор,г/л а для определения срока службы масла в условиях эксплуатации, а также разработан регламент использования масла и технические требования на условия его работы. Приведено экономическое обоснование.

При определении срока службы масла необходимо учитывать эксплуатационные фактора - долив, как его частичное обновление, и загрязнение абразивом. Синтез зависимостей (15,16,17) с учетом эксплуатационных условий позволил получить следующую (формулу для определения срока службы масла:

, <*>

Тн!3'

где Ьэ - срок службы масла в часах приведенного времени работы трактора ;

К а. - коэффициент абразивного старения, который для исследованных режимов работы получен равным 0,76.

Чр- объем смазочной системы агрегата трансгляссии, л;

- объем доливаемого за 1000 часов эксплуатации масла, л;

П) - число сопряжений агрегата, для которых расчитывается

показатель напряженности ;

элементарный объем масла, разделяющий рабочие поверхности в каждом сопряжении трансмиссии, л (определяется на ЭЕМ по разработанным программам) ;

Е - число элементарных объемов (для зубчатых передач -число зубьев колеса, для подшипников - ¿=0 ;

- коэффициенты функции напряженности, которые выбираются в соответствии с применяемой маркой масла по таблице 1 ;

И - показатель напряженности работы масла в каждом сопря-

хенш агрегата ( расчитывается для каждого сопряжения по разра-

Разработанный регламент использования масел предполагает определение срока пх службы с учетом эксплуатационных факторов (долива и загрязнения) по формуле (21) либо по разработанной номограмме (рис.6). Предлагаемый режим использования масел предусматривает периодическую из очистку.

Очистка масел производится на технологической линии, которая включает участок коагуляции и отстоя, очистки от топливных фракций цленочно-испарительным методом, а также удаления механических примесей и воды в поле цектрооежных сил. Указанная установка использована при эксплуатационных испытаниях на базе предприятия "Агропромсервис" г.Кинеля Куйбышевской области.

Реализация предлагаемого регламента обеспечивается выпол-нэниеы технических требований на условия эксплуатации масла. Техническими требованиями предусмотрено на этапе конструирования' подбирать смазочный материал из условия создания максимальной напряженности, однако значение показателя напряженности не должно превышать 23,0 х 1012 ^шн' 0йъем смазочной системы следует выбирать таким, чтобы соблюдалось условие:

что соответствует сроку службы масла 1000...2500 ч.

На этапе хранения масла должны быть исключены загрязнения его водой, механическими примесями и посторонними нефтепродуктами.

На этапе эксплуатации масла и смазочной системы должны быть исключены утечки масла, а качество сапунов и уплотнений должно обеспечивать концентрации несгораемых механических примесей в масле не более 0,13 % по массе.

Вместо регламентной замены масла необходимо производить

1 р

ботанным программам), 10

0,4 ^ ,

(22)

его очистку от механических примесей. Периодичность очистки с учетом долива определяется по формуле:

, (23)

V/C0O

где условный объем масла, необходимый для смазка агрегата в течение 1000 ч., который определяется по формуле:

VW = кн V* . (24)

Значения Кц длн различных агрегатов трансмиссий тракторов приведены в технических требованиях и изменяются в пределах от 0,158 до 0,304.

Доливы масла свежим следует учитывать как частичное обновление масла. При скорости долива, превышающей скорость его расхода, т.е. когда соблюдается неравенство ^ > ^юа» , рекомендуется бессменный режим эксплуатации масла в течение всего срока службы агрегата.

Замену масла свежим необходимо производить только после наработки масла, соответствующей расчетному cpoiqr службы.

Отработавшее масло подлежит сбору и регенерации в условиях

коробках передач различных тракторов.

Производственная проверка результатов исследования показала, что разработанные режимы использования масел позволяют увеличить срок службы трансмиссионных масел более, чем в 2 раза.

ОБЩЕ вывода

1. Анализ научно-технической литературы по проблемам смазки агрегатов силовых передач свидетельствует,.что существующие показатели для оценки напряженности работы масла не учитывают динамику его старения в зависимости от условий эксплуатации, и поэтому, не позволяют разработать методику определения и реализации потенциального ресурса масла, работающего в агрегате силовой передачи.

2. Анализ условий работы масла позволил выявить основные факторы напряженности, определяющие интенсивность старения масла ж влияющие, на его работоспособность: нагрузочно-скоростной режим работы сопряжения, объем масла, а также концентрация абразивных примесей.

3. Теоретически разработан показатель напряженности работы масла, который представляет собой произведение нагрузки в контакте трения на частоту ее воздействия, отнесенное к объему масла, разделяющего рабочие поверхности деталей. Разработан коэффициент маслонапря&енности, связывающий интенсивность старения масла с его объемом, который определяется отношением расчетного объема масла к фактически заливаемому в смазочную систему. Для масла III 8 В, работающего в КП трактора К-700А, значение показателя напряженности для различных сопряжений изменяется и

ся от 0,8 до 23,0 х 10 коэффициента маслонапряженнос-

ти для различных передач - от 0,158 до 0,304. Разработана методика расчета потенциального ресурса масла, работающего в агрегате трансмиссии трактора, алгоритм которой реализован на Эй

4. Экспериментально получены зависимости срока службы масел от напряженности их работы, позволяющие вычислять потенциальный ресурс различных масел, работающих в агрегатах трансмиссий на этапе конструирования. Потенциальный ресурс масла М 8 В, работающего в КП трактора К-701, составляет 2400 часов. Для определения срока службы масла с учетом эксплуатационных факторов (загрязнение масла абразивом и долив) разработана номограмма.

5. Ресурсные стендовые испытания масла М 8 В,свежего и работавшего, в течение 4000 ч. показали, что разработанный метод прогнозирования ресурса справедлив, т.я.в пределах потенциального ресурса обеспечивается допустимый износ смазываемых сопряжений. Остаточный ресурс масла, отработавшего в КП трактора К-700А 1000ч., составляет 66,7 % от ресурса свежего.

6.Эксплуатационными испытаниями масла М 8 В в течение 2400 ч. с промежуточной очисткой подтверждено, что в пределах прогнозируемого ресурса обеспечивается допустимый износ деталей КП. На основании этих испытаний получен коэффициент абразивного старения, показывающий степень сокращения срока службы масла в условиях эксплуатации по сравнению с потенциальным ресурсом. Для исследованных режимов его значение составляет 0,76..

7. Исследование масел М 8 В, ТМ-2-18, ТМ-4-18, М 8 Г2, отработавших в различных агрегатах тракторов в условиях реальной эксплуатации, показало, что изменение химической основы данных масел не оказывает определяющего влияния на их служебные свойства, а снижение противоизносных свойств 0,45...0,56 мм) происходит за счет накопления абразивных примесей (до 0,86 %). Фильтрация отработавших масел позволяет восстановить их противоизноснне свойства (^=0,38 мм) до уровня свежих масел (1^=0,355.. .0,385 ю.й

8. Разработан регламент эксплуатации масел в тракторных силовых передачах, позволяющий наиболее полно использовать их ресурс с учетом загрязнения абразивом и долива в процессе работы.

Разработаны технические требования на условия эксплуатации масел в агрегатах трансмиссий, выполнение которых позволяет оптимизировать объем смазочной системы к срок службы масла.

9. Разработанный режим использования масел прошел производственную проверку и внедрен на предприятии "Агропромсервис" г.Ки-неля Куйбышевской области, а также используется на НО AIS при совершенствовании технического ослуживания серийных тракторов и разработке трансмиссий перспективных моделей. Эконошческал эффективность его внедрения составляет 11,15 руб. на 1 трактор в год.

ОСНОВНОЕ СОДЕРХАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Напряженность работы масел в агрегатах тракторных трансмиссий //Химмотология и надежность силовых передач сельскохозяйственных тракторов: Сб.научн.тр. Куйбышев, 1989. С.14-22.

2. Обоснование возможности и поиск путей восстановления смазывающих свойств отработавших масел //Химмотология и надежность силовых передач сельскохозяйственных тракторов: Сб.научн. тр. Куйбышев, 1989. С.27-32. /Соавтор Г.И.Болдаиев/.

3. Определение и полное использование ресурса редукторного масла //Химмотология - теория.и практика рационального использования горючих и смазочных материалов в технике: Материалы семинара. М., 1990. С.28-36.

4. Влияние загрязнения гидравлических и трансмиссионных масел абразивом на их ресурс //Промышленная чистота рабочих жидкостей гидросистем и фильтрация: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции. Челябинск, 1990. С.23. /Соавтор Г.А.Ленивцев/.

5. Режим эксплуатации трансмиссионных масел. Куйбышевский ВДТИ. Ияф.листок Л 352-90. 4 с. /Соавтор Г.А.Ленивцев/.