автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.04, диссертация на тему:Эффективность применения обратной металлополимерной пары трения с композиционным покрытием

На правах рукописи

« кЫ:%1Й СЕРГЕЙ ИВАНОВИЧ

ЭФФЕКтаВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОБРАТНОЙ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНОЙ ПАРЫ ТРЕНИЯ С КОМПОЗИЦИОННЫМ

ПОКРЫТИЕМ

Специальность 05.02.04. Трение и износ в машинах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону 2006 г.

с

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Донском государственном техническом университете

Научный руководитель: - доктор технических наук, профессор Кохановский В. А.

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Евдокимов Ю.Л.

Заслуженный деятель науки и техники РФ - кандидат технических наук РядченкоГ.В.

Ведущая организация: Ростовская-на-Дону государственная академия сельскохозяйственного машиностроения

Защита состоится » (2*/ 2006г. в 1 Очас на заседании диссертационного совета Д212.058.02 в Донском государственном техническом университете (ДГТУ) по адресу: 344010 г. Ростов-на-Допу, пл. Гагарина, 1, ауд. 252

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДГТУ

Автореферат разослан « 2-8» 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

В.С.Сидоренко

¿роб/*

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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 Iрения в настоящее время являются композиционные покрытия на основе полимерных волокон. Эти материалы включают армирующий каркас и! 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 1емпературы 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 технологическими 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.

Цель работы. Целью работы является повышение работоспособности металлополимерных опор скольжения с композиционными покрытиями в результате применения обратных пар трения.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

1. Установить напряженно-деформированное состояние полимерного композиционного покрытия в обратной паре трения.

1. Выявить основные закономерности конструирования обратных пар трения. Определить влияние конструктивных элементов (толщина, переплетение, субстрат, форма стыка) на триботехни-ческие характеристики обратных пар.

3. Определить влияние основных эксплуатационных параметров (Р,У,Т) на реологические и триботехнические характеристики обратных пар трения.

Автор защищает

1. 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.

2. Установленные закономерности и математические модели реологического поведения полимерных композиционных покрытий в обратных ларах трения.

3. Особенности фрикционного поведения и формирования зазора в трибосистемах с обратными парами при их эксплуатационном термосиловом нагружении.

4. Регрессионные модели, связывающие интенсивности 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 покрмжем; получены выражения, связывающие контактный угол, радиальное перемещение вала и зазор в подшипнике.

2. Установлены основные закономерности образования зазора в обратной парс в результате деформации ползучести и изнашивания композиционного покрытия.

3. Получены математические регрессионные модели, позволяющие рассчитать ресурс и ингепсинность изнашивания металлополимерных пар рассматриваемого класса в зависимости от эксплуатационных режимов: нагрузки, скорости, температуры.

Практическая значимость.

1. Спроектирована гамма оригинальных узлов трения с обратной Парой, реализующих деление пути трения и обеспечивающих высокую износостойкость и ресурс.

2. 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.

В первой главе проведен анализ существующих антифрикционных полимерных покрытий, их преимущества, область применения, конструктивные варианты обратных пар трения, особенности контактирования в ме-таплополимерных парах.

Во второй главе выполнено решение задачи, о контактном взаимодействии в металяогюлимерной обратной паре трения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

На расчетной схеме обозначено: Л0;

Я; - соответственно радиуса вала, покрытия, втулки; А - половина зазора; фо- половина угла контакта, 5 -

наибольшее диаметральное перемещение вала.

Введя ряд упрощений, получим в качестве исходных уравнение равновесия

Рис 1 Расчетная схема для решения контактной задачи

(1)

дг г

И определяющие уравнения для композиционного покрытия

В,

гг

-а Е - а

Е,(0 - £,(/) '

(2)

Граничные условия принимаем в следующем виде:

при ~(Ра <ггг(Я,'<Р) = 8(<Р); (3)

при ~Я«р<~<рй и <ръ«р<>л сг|т(/?1,<з) = 0. Уравнение внутренней поверхности подшипниковой втулки имеет

вид

(/■акр IД + £ )2 +г2 яш2 = (4)

Разрешив (4) относительно г, отбросим корень, не имеющий физического смысла, разложим квадратный корень в биноминальный ряд и выполнив ряд преобразований, получим выражение радиального перемещения вала как функции полярного угла

¿1X7 ¿К}

Учитывая реальные геометрические соотношения при контактиро-

6

вании, и переходя к относительным величинам (У - ~— ;е ~ „ ) поте 2 «2

лучим для максимального в диаметральном сечении относительного перемещения

у=-{е-а}+№ -ьа2 +2е (6)

л 71

справедливого для любой величины " <<Ро .

На втором этапе находим реологическую составляющую зазора в металлополимериой обратной паре на основе (1), (2) и условия

ад ,9?)(7) Проинтегрируем уравнение равновесия (1) с начальными условиями (4) и подставим в (2) результат и геометрическое соотношение

диг

' 1Г (8)

В пределах дуги контакта будем иметь

дг Е,(0 г

где ё(<р) - контактные напряжения.

Постоянную интегрирования найдем из условия и проведя преобразования, получим выражение для контактных напряжений.

(10)

В качестве примера на рис.2 приведена эпюра контактных напряжений, рассчитанная для обратной пары с композиционным покрытием, толщиной 0,53 мм на диаметре 30 мм.

Используя (10), выразим относительное перемещение вала у через силу Р. После очевидных

преобразований и интегрирования в пределах полуугла контакта будем иметь трансцендентное уравнение

^ Е+у

е+

(И)

Рис.2 Эпюра контактных напряжений

После определенных упрощений из выражения (11) получена расчетная формула

У =

2 Р

-111-

яИ,Е,( 0 Л,

(12)

Последним этапом теоретических исследований является установление ширины стыка покрытия, компенсирующей тангенциальные перемещения его под воздействием рабочих нагрузок, что определяется напряженно-деформированным состоянием вязко-упругого полимерного покрытия.

В определяющее выражение (2,2) подставим геометрическое соотношение

= 1 ¿4 ,

т г д<р г

(13)

и, выразив частную производную через радиальное перемещение и напряжение, проинтегрируем полученное выражение в пределах 0 - <р и сделав преобразования, получим перемещение на границе стыка покрытия

ЬЛ') _ М)

</>-црт~0

иХг,<р-7я)= (г,у) = иг{г,о)-~—

р

(г)+1п—

к

(14)

7«<л*. о5)

Разность этих выражений дает величину возможного перекрытия стыка, которую необходимо компенсировать. Окончательно она равна

"■ч

\5<Ь¥(Р (16)

В итоге получены выражения, определяющие основные конструктивные и эксплуатационные характеристики рассматриваемых трибоси-стем с обратной парой, на основе которых разработан алгоритм и рабочая программа расчета текущей величины реологической составляющей зазора в период приработки и наибольшей ее величины в стационарный период.

В третьей главе описывается методика экспериментальных исследований. В соответствии с составляющими зазора в метаплополимер'ной обратной паре все эксперименты разделены на два блока: реологический и фрикционный.

Установка для исследования ползучести полимерных композиционных покрытий непосредственно в подшипнике с обратной парой представлена на схеме (рис.3). Нагружение образцов осуществляется пружинным динамометром растяжения ДПУ 05-2. Установка снабжена эксцентриковой системой мгновенного нагружения. Измерение величины деформации ползучести антифрикционного покрытия в подшипнике с обратной парой осуществлялось индикаторной скобой. Для избежания перекосов измере ния проводились с двух сторонмежду специальными штифтами, запрессованными в полувтулки. На рычаге предусмотрен противовес, уравнивающий всю правую часть рычага с деталями.

а-а

1- плита; 2 - противовес; 3 - стойка; 4 - рычаг; 5 - измерительные штифты; 6 - эксцентриковое устройство мгновенного нагружения; 7 - динамометр.

Установка для фрикционных исследований обратных пар разработана на базе токарно-винторезного станка модели 250ИТ, используемого как привод (рис.4). Образец в виде вала с антифрикционным покрытием зажимался в 3-х кулачковом патроне и поддерживался вращающемся центром, установленным в пиноль задней бабки. Втулка, одетая на образец, нагружается через рычажную систему с соотношением плеч 1: 4 динамометром растяжения. Нагружающий рычаг закрепляется в резцедержателе станка. Установка снабжена системой регулируемого нагрева посредством трубчатого нагревателя,

термопары ХК и регулирующего милливольтметра Ш45-01. износ покрытия измерялся рычажно-зубчатой головкой ИГ (ГОСТ 188833-73).

Рис.4. Общий вид установки для фрикционных исследований покрытий.

На этих установках были исследованы четыре типа покрытий при различном типе ткацкого переплетения армирующего каркаса с различным поверхностным содержанием фторопластовых нитей «полифен». В качестве материала втулок-контртел были испытаны три стали марок 45, ШХ15 и 40X13. Все экспериментальные серии включали 3-5 параллельных опытов. Все опыты были рандомезирояаны в соответствии с таблицей случайных чисел. Подготовка образцов к исследованиям проводилась в соответствии с ГОСТ 14359-78. при исследованиях осуществлялось планирование экспериментов в соответствии с двухуровневым планом ГТФЭ22. Все результаты обрабатывались статистически. Итогом являлись регрессионные адекватные модели, позволяющие решать все интерполяционные задачи в пределах факторного пространства. Достоверность и статистическая значимость всех результатов экспериментальных исследований оценивалась стандартными статистическими соотношениями. Графическая интерпретация результатов осуществлялась пространственными графиками поверхностей отклика или методом двумерных сечений.

В четвертой главе рассматриваются результаты экспериментальных исследований эволюции зазора в обратной металлополимерной паре.

11

Анализ типичных кривых шестичасовой ползучести покрытия радиальных подшипников (рис.5) позволил установить, что выведение на рабочую поверхность прочных волокон увеличивает объем матричного связующего, что приводи к росту вязкой составляющей деформации ползучести.

0,34

о.зз

1, мин

Рис. 5 Ползучесть в беззазорной обратной паре трения: 1 - покрытие толщиной 0,55 на основе неправильного атласа; 2 - покрытие толщиной 0,48 на основе полутораслойной саржи 1/3 (Р=9,81 кН)

Тип композиционного материала покрытия полностью определяется

его армирующим каркасом, то есть ткацким переплетение, применяемой

технической ткани.

Сравнительные данные основных деформационных параметров

композитов показывают, что рассмотренные композиционные покрытия

достигают в диаметральном сечении подшинника деформации одного

порядка, равной в среднем 165,5 мкм при разбросе в 16% (рис.6).

Относительная деформация различается более значительно в связи с

различной толщиной покрытий и их основы - тканей.

--

16« 158

мкн

3 4

0,531

0.494

0.349 0.345

00

1 1 3 4

0,020

0.013

0.011

0,007 1 е 2 кии * 4

Рис. 6 Влияние типов каркасов покрытия на наибольшую деформацию 8*, (а), установившуюся относительную деформацию £т (б) и деформацию ползучести Епол:, (в); неправильный атлас толщиной 0,55 мм - 1 и 0,29 - 2, полутораслойная саржа 1/3 - 3, однослойная саржа 1/1 - 4 (нагрузка 9,81 кН).

Повышение количества связующего увеличивает вязкоупругие свойства композитов. Это связано с тем, что высокоориентированные полимеры в волокнах на порядки более жестки, чем аморфное матричное связующее. Поэтому, самый тонкий материал на основе саржи 1/1, но с большим, чем у прочих композитов процентом связующего, имеет более высокие деформационные показатели (см. рис. 6, а, б столбец 4) Содержание связующего у рассматриваемых материалов может колебаться в довольно широких пределах (16-32%), особенно при использовании ручных препре-гов.

Исследование влияния на параметры ползучести покрытия величины зазора в подшипнике 2Д и рабочей нагрузки Р позволило получить регрессионную модель установившейся ползучести в диаметральном сечении подшипника в виде

8Л= 0,11392032 р°.'м™2.1до.<шб9М81 (1?)

Модель адекватна, а погрешность расчетов не превышает 2,1%. Знание абсолютной величины установившейся деформации <5« необходимо

для расчета фактического угла контакта, контактной площади и средних контактных напряжений. Кроме того, величина позиоляет собирать технологический пакет для нанесения покрытия, компенсируя снижение давления отверждения вследствие ползучести.

Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований обеспечивает удовлетворительную сходимость (табл. 1).

Таблица 1.

Ползучесть покрытия в подшипнике (неправильный атлас; 2 Д =0,02мм)

№№ п/п Нагрузка Р.кН Источник информации Величина деформации ползучести 8ж , мм Относительная погрешность %

1 2,943 Эксперимент 0,141 -

2 9,81 0,193 -

3 2,943 Регрессионная молель 0,138 2,1

4 9,81 0,202 1,5

5 2,943 Теоретическая модель 0,147 4,3

Используя свойства моделей мультипликативной структуры и результаты экспериментальных исследований влияния на ползучесть температуры, представляется возможным придать моделям типа (17) более общий вид.

£0 =0,04515387<Т0'30780253 Д0'0274657241,3447237Г °8) = 0,043451694а°'29509928Д0'0271021461,4030829х (19)

Графическая интерпретация модели (19) выполнена методом двухмерных сечений (рис.7)

Рис.7 Зависимость вязкоупругой деформации покрытия от нагрузки, температуры и зазора в сопряжении (неправильный атлас, 8= 0,55).

Параметры стыка покрытия влияют как на упругую компоненту деформации через величину площади контакта и соответствующие контактные напряжения. Обработка результатов экспериментальных исследований позволила получить адекватную регрессионную модель для расчета средних (по фактической дуге контакта) контактных напряжений при зазоре в подшипнике 0,02 мм (рис.8).

а=72,839519Ь°-134Ш43 СО-0^7928 (24))

где Ь - ширина; ю - угол стыка - вектор скорости Зависимость близка линейной; наименьшее значение напряжений соответствует прямому стыку ( ш=90°). Наибольшее значение по вкладу в образование зазора трибосопряжения является процесс изнашивания. Наибольший ресурс обеспечивает контртело из стали 45, наименьший - из нержавеющей стали 40X13. сталь ШХ15 занимает промежуточное положение (табл.2).

<в, град 50 70

Рис. 8 Влияние параметров стыха на величину средних контактных напряжений.

Таблица 2

Влияние марки материала контртела на зазор в обратной паре

№ п\п т Марка материала контртела Величина зазора Ресурс час Интенсивность изнашивания хЮ"9

деформация мм износ мм

упругая вязко-упругая прира- бо-точный общий

Сталь 45 0.206 0,219 0,048 0,331 206,4 10,1

2 Сталь ШХ15 0,212 0,227 0,086 0323 192,4 10,6

3 Сталь 40X13 0,226 0,244 0Д17 0306 1413 14,5

Сравнение величин отдельных составляющих зазора показывает, что материал контртела (втулки) влияет на тепловой режим работы обрат-

ной пары, а остальные процессы являются следствием этого. Таким образом рациональный выбор материала контртела является дополнительным резервом повышения ее износостойкости Определяя композиционную структуру покрытия, армирующий каркас существенно влияет на все параметры пары через толщину и количество фторопласта на рабочей поверхности. Первый параметр влияет на теплопроводимость, а второй - на износостойкость. Наибольшую износостойкость имеет покрытие с наибольшим объемом фторопласта в поверхностных слоях — неправильный атлас, толщиной 0,55 мм. Экспериментальные исследования износостойкости покрытий с косым стыком показали, что ресурс покрытия определяется не износостойкостью, а адгезионной прочностью. Через 0,3 - 0,5 часа работы наступает разрушение покрытия на треугольном остром его крае, по-видимому, из-за малой площади клеевого шва и повышенных контактных напряжений. Сравнение типичных соотношений составляющих зазора в обратной паре при реальном триборазогреве показано на рис. 9.

Рис. 9 Образование зазора в обратной паре: 1 - ст = 20 МИа, У= 0,073 м/с.; 2 - о = 70 МПа, V— 0,22 м/с

Учитывая постоянную времени ползучести покрытия равную ~ 17 мин., следует отметить, что релаксационные процессы в нем не успевают развиваться за время разгрузки при повороте пала на 180°. Это позволяет продлить график вязкоупругих деформаций до полного износа покрытия. Измерение температуры в зоне трения дало возможное гь получить модель влияния на нее режимов трения (рис.10 а).

Т=111,94526O0'1435,32V'34OT (21)

Анализ выражения (21) свидетельствует, что для металлополимерных пар грение, включая обратные пары, параметр PV не является определяющим при расчетах, так как коэффициент адекватной модели (21) при смешанных взаимодействиях статически незначим. Величиной определяющей класс износостойкости сопряжения является интенсивность изнашивания. В исследованном диапазоне варьирования режимных факторов она изменяется на 2 порядка (рис. 10 б). 1=0,051582452 10"9 о2'6877863 У1'56®"43 (22)

а б

Рис. 10 Влияние режимов на температуру в зоне трения - а; влияние режимов трения на интенсивность изнашивания пары - б

Сравнение износостойкости обратной и прямой пары с покрытиями рассматриваемого класса показало ее повышение в среднем на 15,6%. Причем скорость скольжения влияет на интенсивность изнашивания значительно интенсивнее, чем контактные напряжения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. На основе механики сплошных сред и инженерных допущений решена контактная задача о напряжённо-деформированном состоянии обратной металлополимерной пары трения, в результате чего получены выражения для определения контактных напряжений, величины угла кошакш и наибольшего радиального перемещения в диаметральном сечении подшипника.

2. Анализ возможной неоднозначности тангенциальной компоненты вектора перемещений как функции угловой координаты на противоположных границах стыка антифрикционного композиционного покрытия, позволил установить равенство этой величины как в случае её расположения в зоне контакта, так и вне её.

3. В результате использования дополнительно сформированных определяющих и геометрических соотношений получено выражение для расчёта тангенциального перемещения покрытия, позволяющее определить нижнюю допустимую границу ширины стыка покрытия и учесть её величину при крое препрега.

4. Экспериментальные исследования ползучести и изнашивания обратных пар трения с композиционными полимерными покрытиями позволили установить основные закономерности этих процессов в рассматриваемых трибосистемах, сформулировать и подтвердить требования к их конструкции и материалам.

5. Комплексное изучение рассматриваемых трибосистем при статическом нагружении и стендовых фрикционных исследованиях обеспечило получение адекватных регрессионных моделей, связывающих

развитие зазора в сопряжении с условиями их термосилового нагру-жения.

6. Экспериментально установлена область рациональной применимости исследуемых обратных пар трения; получены математические модели, связывающие эксплуатационные режимы обратных металлополи-мерных пар с интенсивностью изнашивания и ресурсом.

7. Сравнение результатов теоретических расчётов величины деформации покрытия с эмпирическими данными показали их удовлетворительную сходимость. Дополнительным показателем эффективности результатов исследований явилась разработка гаммы оригинальных трибосистем с обратной металлополимерной парой. Промышленные испытания обратных пар с композиционным покрытием в узлах специальных станков позволили повысить ресурс трибосистем в среднем в 1,45 раза.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Свидетельство на полезную модель 27657. П 6 С 33/00; 33/02; 33/04. Узел трения скольжения для реверсивного движения (варианты)/ В.А. Кохановский, Ю.Н.Пономарев, С.И.Босый и др. -. № 2002114702; заявл. 04.06.2002; опубл. 10.02.03, Бюл. № 4.

2. Кохановский В.А. Деформационные свойства композиционных покрытий для тяжелонагруженных трибосистем/ В.А.Кохановский, С.И Босый //Трибология на железнодорожном транспорте; современное состояние и перспективы: меж-вуз. сб. науч. тр. /РГУПС.- Ростов-н/Д, 2001. - С. 86 - 90.

3. Босый С.И. Условия контактирования обратной пары с полимерным покрытием/С.И.Босый// Управление. Конкурентность. Автоматизация/ГОУДПО. Ростов-н/Д, 2002. Вып. 1. - С. 40 - 45.

4. Кохановский В.А. Контактные давления в металлополимерной обратной паре/В.А.Кохановский, С.И Босый // Вестн. Дон. гос. техн. ун-та,- 2002. - Т.2, №2 (11). - С. 221 - 235.

ЛР №04779 от 18.05.01. В набор ¿ii.02.OQ В печать 27.02.06 Объем 4,{ усл.п.л., уч.-изд.л. Офсет. Бумага тип №3. Формат 60x84/16. Заказ № $ Тираж А00 .

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия: 344010, г.Ростов-на-Дону, пл.Гагарина Д.

1

1

«6*0

Введение.

1. Антифрикционные полимерные покрытия.

1.1 Преимущества и область применения.

1.2 Состав и структура композитов.

1.3 Обратные пары трения и их применение.

1.4 Особенности контактирования в металлополимерных парах.

1.5 Цели и задачи исследований.

2. Реологические свойства обратной пары.

2.1 Постановка задачи.

2.2 Геометрия условий контактирования.

2.3 Реологическая составляющая зазора.

2.4 Ширина стыка.

2.5 Выводы.

3. Методика экспериментальных исследований.

3.1 Программа исследований.

3.2 Специальное оборудование.

3.3 Экспериментальные образцы.

3.4 Планирование экспериментов и обработка результатов.

3.5 Выводы.

4. Формирование зазора в обратной металлополимерной паре трения.

4.1 Ползучесть антифрикционных покрытий.

4.1.1 Компоновка обратной пары.

4.1.2 Конструкция стыка покрытия.

4.1.3 Температурное воздействие.

4.2 Изнашивание в обратной паре.

4.2.1 Контактирующие материалы.

4.2.2 Конструктивные особенности.

4.2.3 Эксплуатационные режимы.

4.3 Выводы.

5. Реализация результатов исследований.

Актуальность. Общеизвестна тенденция современной техники к увели-^ чению 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 тяжелонагружинных узлов трения в настоящее время являются композиционные покрытия на основе полимерных волокон. Эти материалы включают армирующий каркас из специальных технических тканей и матричное связующее на основе фенолоформальдегидных смол. Покрытие на субстрате закрепляется при помощи матричного связующего.

Существенным резервом повышения износостойкости металлопо-лимерных трибосопряжений является применение обратных пар трения. В этом случае покрытие наносится на шейку вала и, при его вращении, тер* мосиловому 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 температуры приводит к уменьшению деформаций ползучести полимерного покрытия и величины износа, что повышает ресурс трибосистемы.

Применение обратных пар несмотря на их серьёзные преимущества сдерживалось технологическими трудностями. Наличие покрытий, которые могут наносится на свёртные втулки из листового материала, охватывающие вал, решают эту проблему. Однако отсутствие комплекса данных о материалах, конструкции и режимах эксплуатации обратных пар вступает в противоречие с потребностями техники и сдерживает расширение их применение.

Изложенное показывает, что тема работы, посвященная исследование поведения полимерных антифрикционных композитов в обратных парах трения представляется весьма перспективной и актуальной.

Цель работы. Целью работы является повышение работоспособности ме-таллополимерных опор скольжения с композиционными покрытиями в результате применения обратных пар трения.

Достижение поставленной цели требует решения ряда частных задач.

1. Решить контактную задачу о напряжённо-деформированном состоянии основных элементов обратной металлополимерной пары.

2. Определить влияние типа композита, конструктивных элементов стыка в покрытии и величины монтажного зазора сопряжения на триботехнические параметры обратных пар трения с полимерным покрытием.

3. Выявить влияние основных эксплуатационных параметров (a, v, т ) на теологические и триботехнические характеристики обратных пар.

4. Установить параметры моделей, описывающих влияние на ресурс обратных металлополимерных пар трения материалов покрытий, конструкции и эксплуатационных режимов. Разработать алгоритм для расчётного определения ресурса исследуемых трибонапряже-ний.

5. Осуществить апробацию теоретических и экспериментальных результатов и рекомендаций в промышленных условиях.

Автор защищает.

1. Результаты решения задачи о напряжённо-деформированном состоянии покрытия металлополимерной обратной пары.

2. Комплекс итогов исследований, позволяющих сформулировать необходимые требования к материалам и конструкции металлополимерной обратной пары.

3. Установленные закономерности образования зазора в обратной металлополимерной паре в результате одновременной вязкоупругой деформации полимерного покрытия и его изнашивания.

4. Область рационального использования рассматриваемых пар трения в диапазоне эксплуатационных режимов: нагрузке, скорости, температуры.

Научная новизна.

1. Впервые решена задача о напряжённо-деформированном состоянии и об условиях контактирования обратной пары с композиционным полимерным покрытием; получены выражения, связывающие контактный угол, радиальное перемещение вала и зазор в подшипнике.

2. Установлены основные закономерности образования зазора в обратной паре в результате ползучести и изнашивания композиционного покрытия.

3. Получены математические регрессионные модели, позволяющие рассчитать ресурс и интенсивность изнашивания металлополимер-ных пар рассматриваемого класса в зависимости от эксплуатационных режимов: нагрузки, скорости, температуры.

Практическая значимость.

1. Спроектирована гамма оригинальных узлов трения с обратной парой, реализующих деление пути трения и обеспечивающих высокую износостойкость и ресурс.

2. Получен блок моделей и разработан алгоритм расчёта трибосистем с металлополимерными обратными парами трения, имеющими полимерные композиционные покрытия.

Эффективность разработок и рекомендаций подтверждена в ходе промышленных испытаний обратных пар, показавших удовлетворительные результаты (среднее увеличение ресурса в 1,5 раза).

Работа выполнялась в лаборатории кафедры ТКМ ДГТУ и ОАО «НПП КП «Квант».

Хочу выразить благодарность за ценные советы и помощь в работе сотрудникам ОАО «НПП КП Квант», ЗАО «Завод по выпуску КПО» и ДГТУ: Старых В.П., Мулину А.В.

Общие выводы.

1. На основе механики сплошных сред и инженерных допущений решена контактная задача о напряжённо-деформированном состоянии обратной металлополимерной пары трения, в результате чего получены выражения для определения контактных напряжений, величины угла контакта и наибольшего радиального перемещения в диаметральном сечении подшипника.

2. Анализ возможной неоднозначности тангенциальной компоненты вектора перемещений как функции угловой координаты на противоположных границах стыка антифрикционного композиционного покрытия, позволил установить равенство этой величины как в случае её расположения в зоне контакта, так и вне её.

3. В результате использования дополнительно сформированных определяющих и геометрических соотношений получено выражение для расчёта тангенциального перемещения покрытия, позволяющее определить нижнюю допустимую границу ширины стыка покрытия и учесть её величину при крое

4. Экспериментальные исследования ползучести и изнашивания обратных пар трения с композиционными полимерными покрытиями позволили установить основные закономерности этих процессов в рассматриваемых трибосистемах, сформулировать и подтвердить требования к их конструкции и материалам.

5. Комплексное изучение рассматриваемых трибосистем при статическом нагружении и стендовых фрикционных исследованиях обеспечило получение адекватных регрессионных моделей, связывающих развитие зазора в сопряжении с условиями их термосилового нагружения.

6. Экспериментально установлена область рациональной применимости исследуемых обратных пар трения; получены математические модели, связывающие эксплуатационные режимы обратных металлополимер-ных пар с интенсивностью изнашивания и ресурсом.

7. Сравнение результатов теоретических расчётов величины деформации покрытия с эмпирическими данными показали их удовлетворительную сходимость.

Дополнительным показателем эффективности результатов исследований явилась разработка гаммы оригинальных трибосистем с обратной металлополимерной парой.

Примышленные испытания обратных пар с композиционным покрытием в узлах специальных станков позволили повысить ресурс трибосистем в среднем в 1,45 раза.

1. Адлер Ю.П. и др. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий // Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. - М.: Наука, 1976.279 с.

2. Айнбиндер С.Б. и др. Свойства полимеров в различных напряженных состояниях//С.Б. Айбиндер, Э.Л. Тюнина, К.И. Цируле. -М.: Химия, 1991. -232 с.

3. Александров В.М. и др. Контактная задача для слоя малой толщины.// Александров В.М., Бабешко В.А., Белоконь А.В., Ворович И.И., Устинов Ю.А,- Механика твёрдого тела, 1966, №1.- С. 135 -139.

4. Александров В.А., Дукова Ш.Г. Исследование влияния относительно малых контактных деформаций на динамические характеристики подшипников скольжения конечной длины // Трение и износ.-1974-T.V.- N3.- С. 465-473.

5. Александров В.М., Коваленко Е.В. Математические методы в контактных задачах с износом. В кн.: "Нелинейные модели и задачи механики деформируемого твёрдого тела." М., "Наука", 1984. С. 77 - 89.

6. Александров В.М., Мхитарян С.М. Контактные задачи для тел с тонкими покрытиями и прослойками. М., "Наука", 1983, 488 с.

7. Александров В.М., Ромалис Б.Л. Контактные задачи в машиностроении. М., "Машиностроение" 1986, 174 с.

8. Амедзаде Ю.А. Теория упругости. -М.: Высшая шк., 1971.-288 с.

9. Бабешко В.А В. и др. Контактная задача термоупругости для тонкого кольца.// Бабешко В.А., Александров В.М., Пенин О.М. В сб.: "Контактные задачи и их инженерные приложения" М., НИИМат,1969. - С. 2.

10. Барабащук В.И. и др. Планирование эксперимента в технике // Барабащук В.И., Креденцер Б.П., Мирошниченко В.И. Киев: Технжа, 1984. - 200 с.

11. Бартенев Г.М., Лаврентьев В.В. Трение и износ полимеров.- JL: Химия, 1972.-237 с.

12. Блюмен А.В. и др. Расчётная оценка интенсивности изнашивания и ресурса сопряжения вал втулка с обратной парой трения.// Блюмен А.В., Ха-рач Г.М., Эфрос Д.Г. - "Вестник машиностроения" 1976 №2. - С. 29 -32.

13. Богатин О.Б. и др. Основы расчёта полимерных узлов трения.// Богатин О.Б., Моров В.А.,Черский И.Н. Новосибирск, "Наука", 1983, 214 с.

14. Большев JI.H., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М.: Наука, 1983.-416 с.

15. Борздыка A.M., Гецов Л.Б. Релаксация напряжений в металлах и сплавах. -М.: Металлургия, 1978.-304 с.

16. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов.- М.: Наука, 1986.- 544 с.

17. Буше Н.А., Копытко В.В. Совместимость трущихся поверхностей.-М.: Наука, 1981.-127с.-12822. Вадас Э. Изготовление и ремонт деталей машин с пластмассовым покрытием. М.: Машиностроение, 1986.-320с

18. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М,:Колос, 1965.- 199 с.

19. Ворович И.И. и др. Неклассические смешанные задачи теории упругости.// Ворович И.И., Александров В.М., Бабешко В.А- М., "Наука", 456с.

20. Воронков Б.Д. Подшипники сухого трения.—JL: Машиностроение, 1979-224с.

21. Галин JI.A. Контактные задачи теории упругости и вязкоупругости. М., "Наука", 1980,303с.

22. Галин JI.A., Горячева И.Г. Контактные задачи теории упругости при наличии износа. "Теория трения, износа и проблемы стандартизации." Брянск, Приокское кн. изд во, Брянское отд., 1978. - С. 251 - 265.

23. Гаркунов Д.Н., Поляков Ф.Ф. Повышение износостойкости деталей конструкций самолётов.-М.: Машиностроение, 1974.-200 с.

24. Гречко В.О. Разработка медьсодержащих антифрикционных покрытий на основе волокон политетрафторэтилена : Дис. канд. техн. наук:0502.01 Новочеркасск, 1982.-125 с.

25. Горячева И.Г., Добычин М.Н. Контактные задачи в трибологии. М., "Ма-шиностроениеи" 1988, 256 с.

26. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров -М.: Химия, 1978.- 327 с.

27. Добычин М.Н., Гафнер C.JI. Влияние трения на контактные параметры пары вал втулка. В кн.: "Проблемы трения и изнашивания." Респ. межвед. науч. - тех. сборник. Киев, "Техшка", 1976. - С. 30 - 36.

28. Дроздов Ю.Н. и др. Трение и износ в экстремальных условиях: Справочник / Ю.Н.Дроздов, В.Г.Павлов, В.Н.Пучков.-М.: Машиностроение, 1986.224 с.

29. Дружинин Н.К. Выборное наблюдение и эксперимент. М.: Статистика, 1977.- 176 с.

30. Евдокимов Ю.А. Антифрикционные свойства прямых и обратных пар трения сталь-пластмасса и сталь-бронза // Вестник машиностроения-1968-№9.-С. 29-33.

31. Истомин Н.П., Семенов А.П. Антифрикционные свойства композиционных материалов на основе фторполимеров.- М.: Наука, 1984.-147 с.

32. Истомин Н.П. и др. Трение и изнашивание фторопласта-4, подвергнутого воздействию проникающего излучения Со'бО.// Истомин Н.П., Семенов А.П., Клейменов Н.А. // Докл. АН. СССР. - 1979. - Т. 244, N2 - С. 245 - 247.

33. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. -М.: Наука, 1971.-576 с.

34. Каргин В.А., Слонимский Г.П. Краткие очерки по физико-химии полимеров,- М.: Химия, 1967.-232 с.

35. Карнаухов В.Г. О приближённом методе решения динамических задач термовязкоупругости // Тепловые напряжения в элементах конструкций. Сб. ин-та механики АН УССР, К.: Наукова думка, 1972.-В.12.-С.27-35.

36. Ковачич JI. Склеивание материалов и пластмасс.- М.: Химия, 1985.-239с.

37. Коновалов В.И., Коваль A.M. Пропиточно-сушильное и клеепрома-зочное оборудование.- М.: Химия, 1989.-222 с.

38. Корягин С.И. Влияние способа обработки металлической поверхности на прочность клеевых соединений // Вестник машиностроения.-1966.-№1.-С. 4344.

39. Кохановский В.А. Армирующая компонента для антифрикционных композиционных покрытий. /Управление. Конкурентоспособность. Автоматизация // ГОУДПО.-Ростов-н/Д; 2002.-Вып.1. с. 27-33.

40. Кохановский В.А. Модуль упругости покрытий на основе самосмазывающихся волокнитов // Известия СКНЦВШ, техн.науки. 1986. - №2 - С. 80 -83.

41. Кохановский В.А. Несущая способность покрытия из антифрикционных самосмазывающихся волокнитов при статической нагрузке // Известия СКНЦВШ, Техн. Науки. 1987. - №2 - С. 69 -72.

42. Кохановский В.А. Физико-механические параметры покрытий из антифрикционных самосмазывающихся волокнитов // Прогрессивные полимерные материалы, технология их переработки и применения: Тез.докл. Ростов-на-Дону - 1988. - С. 32 - 33.

43. Кохановский В.А. Предельное прочностное состояние антифрикционных самосмазывающихся волокнитов // Пластические массы, 1990. - №6 - С. 25 -27.

44. Кохановский В.А., Петров Ю.А. Эволюция контактных параметров ме-таллоролимерных трибосистем// Вестник ДГТУ, 2004 г., т. 4. №3(21). - С. 332-337.

45. Кохановский В.А., Красниченко J1.B. Соотношение зазоров в шарнирных подшипниках // Безызносность: Межвуз.сб.науч.тр.-Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1990.-С. 95-101.

46. Кохановский В.А. Предельное прочностное состояние антифрикционных самосмазывающихся волокнитов//Пластические массы-1990.-№6. С. 25-27.

47. Кохановский В.А. Структура и свойства антифрикционных волокнитов // Безызносность II: Межвуз.сб.науч.тр.-Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1992.- С. 132 -137.

48. Кохановский В.А., Бородин Е.А. Формирование антифрикционного композиционного покрытия //Вестник ДГТУ.-Ростов-на-Дону: 2001 -т. 1.-№3(9).-С.-155-159.

49. Кохановский В.А., Кузичев А.В., Салион В.А. Покрытия из самосмазывающихся волокнитов для подшипников скольжения // Вестник машиностроения,- 1986.-№10.-С. 40-43.

50. Кохановский В.А., Мукутадзе М.А. Матричные материалы антифрикционных композитов // Вестник ДГТУ, т.1, №2 (8). Ростов-на-Дону - 2001 г. -с. 51-56.

51. Кохановский В.А., Пономарев Ю.Н. Влияние тепловых воздействий на полимерные композиционные покрытия // Техн. докл. науч.-техн. конф. -Ростов-на-Дону: РИАТМ. 1995. - С. 75 - 76.

52. Кохановский В.А.и др. Реономные свойства антифрикционных полимерных композитов//Кохановский В.А. Пономарёв Ю.Н. Ворожеин Ю.М. Гидросистемы технологических и мобильных машин: Межвуз.сб. науч.тр.-Ростов-на-Дону: ДГТУ, 1995.- С. 107 - 111.

53. Кохановский В.А., Рябченко С.К. Стохастические модели металлополи-мерных систем трения// Повышение надежности изделий триботехническими методами.- Пенза.- 1988. С. 55-57.

54. Кохановский В.А. и др. Температура в узлах трения с антифрикционными самосмазывающимися волокнитами // Кохановский В.А., Салион В.А., Пинус И. Я. Применение новых материалов в сельскохозяйственном машиностроении-Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1991- С.73-77.

55. Кохановский В.А. и др. Свёртные втулки с антифрикционным покрытием// Кохановский В.А., Шумский В.А., Попов Э.Н. Применение новых материалов в сельскохозяйственном машиностроении - Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1985 — С.23-27.

56. Крагельский И.В. Трение и износ.- М.: Машиностроение, 1968. -467с.

57. Красниченко JI.B. Триботехнические свойства обратных пар трения // Вестник ДГТУ, т.З №3 (17) 2003. С. 243 - 253.

58. Красниченко JI.B. Подшипниковые узлы с обращенными материалами // Трение и износ в машинах.- М.: Изд-во АНСССР, 1955.-Т.Х.-С. 256 259.

59. Кузьменко А.Г. Контактные задачи с учётом износа для цилиндрических опор скольжения. "Трение и износ", 1981, том 2 №3. С. 502-512.

60. Кузьменко А.Г. Система расчётно экспериментальных методов оценки долговечности опор скольжения по износу. "Трение, износ и смазочные материалы". Труды междунар. науч. - тех. конф. М., 1985, т. 1. - С. 195 -200.

61. Кужаров А.С. Координационная трибохимия избирательного переноса: Автореф. дис. докт.техн.наук. Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1991.- 42 с.

62. Кужаров А.С., Рядченко В.Г. Композиционные антифрикционные некрытая на основе волокон политетрафторэтилена // Безызносность. Вып.2: Межвуз.сб.науч.гр.-Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1992.- С. 149-147.

63. Кужаров А.С. и др. Исследование триботехнических свойств различных текстильных структур на основе волокнистого политетрафторэтилена /А.С.

64. Кужаров, В.Г. Рядченко, В.О. Гречко и др.// Трение и износ.-1986.-т.7.-№5.-С. 945-950.

65. Латишенко В.А. Диагностика жесткости и прочности материалов. Рига: Зинатне, 1968.-320 с.

66. Лехницкий С. Г. Теория упругости анизатропного тела М.: Наука, 1976.-416с.

67. Малмейстер А.К., Тамуж В.П., Тетере Г.А. Сопротивление полимерных и композитных материалов.- Рига: Зинатне, 1980.-571 с.

68. Масленников К.И. Химические волокна: Словарь-справочник.- М.: Химия, 1973.-189с.

69. Мюллер П., Нойман П., Шторм Р. Таблицы по математической статистике. М.: Финансы и статистика, 1982.- 272 с.

70. Мэнсон Дж., Сперлинг Л. Полимерные смеси и композиты / Пер. с анг. под ред. Ю.К.Годовского.- М.: Химия, 1979.- 439 с.

71. Назаров Г.И., Сушкин В.В. Теплостойкие пластмассы: Справочник. М.: Машиностроение, 1980.- 208 с.

72. Пегловский В.Л., Пискорский А.Г. Оборудование для нанесения покрытий на рулонные и штучные материалы.- Киев: Техника, 1981. 188 с.

73. Петровский Б.С. и др. Подшипники из ориентированных моноволокон// Петровский Б.С., Перлин С.М., Шрейбер Г.К. Вестник машиностроения-1971.-№>5 - С. 44-45.

74. Производство и применение термо- и жаростойких волокон в СССР и за-рубежом: Сер. Обзоры по отдельным производствам химической промышленности.- М.: НИИТЭХИМ, 1972.-Выи.19.- 83 с.

75. Прудников А.П. и др. Интегралы и ряды.// Прудников А.П., Брычков О.А., Маричев О.И. -М.: Наука, 1981.- 800 с.

76. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твёрдого тела М.:Наука, 1979.- 744 с.

77. Радчик B.C. Износостойкость материалов пары вал подшипник, повышение износостойкости и срока службы машин, М - Киев, Машгиз, 1953. -С. 229-236.

78. Развитие теории контактных задач в СССР. М., "Наука", 1976, 494 с.

79. РТМ 44-62. Методичка статистической обработки эмпирических данных.- М.: Изд-во стандартов, 1966.- 100 с.

80. Рубин М.Б., БахареваВ.Е. Подшипники в судовой технике. Справочник-JL: Судостроение, 1987.-344 с.

81. Рузинов Л.П., Слободчикова Р.И. Планирование эксперимента в химии и химической технологии. М.: Химия, 1980.- 280 с.

82. Рядченко В.Г. Структура и свойства износостойких покрытий тяже-лонагруженных подшипников на основе волокон политетрафторэтилена и комплексных соединений меди. Дис. канд. техн. наук.- Новочеркасск, 1988.-167 с.

83. Свириденок А.И. О реологических свойствах полимерного контакта. В кн.: "О природе трения твёрдых тел". Минск, "Наука и техника", 1971. С. 98- 102.

84. Свойства химических волокон и методы их определения / Э.А. Нем-ченко, Н.А.Новиков, С.А.Новикова и др. М.: Химия, 1973.-215 с.

85. Семёнов А.П., Савинский Ю.З. Метало-фторопластовые подшип-ники. М.: Машиностроение, 1976.-192 с.

86. Сигал М.Б., Кознорова Т.Н. Синтетические волокна из дисперсий полимеров.- М.: Химия, 1972.-125 с.

87. Спиридонов А.А., Васильев Н.Г. Планирование эксперимента. Свердловск: Изд-во УПИ, 1975.- 149 с.-13596. Справочник по триботехнике. Под ред. М.Хебды и А.В.Чичи-надзе.-М.; Варшава: Машиностроение.

88. Т.1: Теоретические основы . 1989.-397с.

89. Т.2: Смазочные материалы, техника смазки, опоры скольжения и качения . 1990.-411с.

90. Т.З: Триботехника антифрикционных, фрикционных и сцепных устройств. Методы и средства триботехнических испытаний . 1992. -730 с.

91. Старостипецкий Ю.А., Степанович С.В. Самосмазывающиеся покрытия опор скольжения//Станки и инструмент.- 1986.-№8.-С.16. 17.

92. Страмоус М.Ф. Выбор пластических масс для подшипников скольжения строительных машин.-М.:Машиз, 1962.-100 с.

93. Сысоев П.В. и др. Деформация и износ полимеров при трении.// Сысоев П.В., Богданович П.Н., Лизарев А.Д. Минск, "Наука и техника", 1985, - 239 с.

94. Сысоев П.В. и др. Деформация поверхностных слоёв вязко-упругого материала при реверсивном трении скольжения // Сысоев П.В., Богданович П.Н., Лисовский В.В. Проблемы трения и изнашивания -Киев: Техника-№12.-с.24-26.

95. Тененбаум М.М., Боярин И.И. Рациональные конструктивные схемы полимерных подшипников скольжения //Вестник машиностроения-1973-№12-С.7-10.

96. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. Под ред. И.В. Крагельского и В.В.Алисина.- М.: Машиностроение, 1978.1. Т.1 :-400 с. Т.2:-358 с.

97. Фторопласты: Каталог.- Черкассы: Изд-во НИИТЭХИМ, 1983.-210 с.

98. Фторполимеры. Под ред. JI.A. Уоло / Пер. с англ., под ред. И.Л. Кнунянца.- М.: Мир, 1975,- 448 с.

99. Фурне Ф. Синтетические волокна.- М.: Химия, 1970.- 687 с.

100. Чатынян P.M., Пармузин Д.В. Определение параметров контакта сферических шарнирных подшипников // Вестник машиностроения.- 1989.-№4.-С.21-22.

101. Штаерман И.Я. Контактная задача теории упругости.-М.: Гос-техтеориздат, 1949.-272 с.

102. Aeronautical catalogue. Les applications du roulement. / Aeronautical Division, ADR.-Ivry-sur-Seine, 1976. -133 p.

103. Ampep X-l an improved bearingmaterial // Indiistrial Lubrication and Ti-ibologi.- 1975.-y.27.-№2.- P.54-56.

104. Arkles В., Geracaris S., Goudhue R. Wear Characteristics of Fluoro-polymer Composites.// Adv. Polym.Frict. and Wear. Part 2.-N.Y.-Lond., 1974. -P.663-688.

105. Chironis N.P. Woven-Teflon Bearings Run Dry for Lifetime// Product Engineering.- 1970.- VoL 41, N6.- P. 136-138.

106. Die wartungsfrein Gelenklager mit den zwei roten Schutzringen / Katalog HUNGER DFE.- Sciten, 1981.-November.- 46 s.

107. Dutkiewiez A. Slijtage van kunstoffen tegen metalen bij droge wrijving. /7 De Constructed.- 1977.-Bd.l6.-X"4.-P.60-61.

108. Ein neues hochbelastbares, wartungsfreies hagermaterial aufPTFE- basis. //Kunststoffe.- 1972.-Bd.62.-Xol 1.- S.779.

109. Evans D.C. Self-lubrikating bearing// Industrial Lubrication and Tribology/-198 l/-№33.-p.l 32-138.

110. Gee F.W.Z. Selektion of material for lubricated journal bearings //Wear, 1976-v.36.- 67p.

111. Gleitlager aus Fasermaterial. //Production.- 1971.-Bd.lO.-X25.-S.65-68. 287.

112. Ina Elges. Gelenklager, Gelenkkopfe. Mabkatalog K227D./ Ausgable Juli, 1980.-103 s.

113. Pat. 1.295.258 Brit., MK F16C 33/04. Improvements in or relating to low friction bearing materials / M.B. Harrison, R.Benion.- №58640/69; Filed 19.04.69; publ.08.11.72.-4 p.

114. Pat. 1.309.556 Brit. MK D03D 15/10. Improvements in or relating to low friction bearing materials / M.B.Harrison, R.Benion.- №62690/69; filed 19.12.69; publ. 14.03.73.

115. Pat. 1.352.754 Brit, MK F16C 33/14. Composite plastic bearing, and method and apparatus for making the same. / Textron Inc. USA.- №31697/71; filed 01.12.70; publ.08.05.74.-8 p.

116. Pat. 1.452.385 Brit. MK F16C 33/20. Composite bearings / Gariock Inc. USA.-№56839/73; filed .07.12.73; publ. 03.11.76.-8 p.

117. Pat. 1.487.507 Franc., MK F16C. Procede pour fabriquer des paliers du type a autoalignement et auto-lubrifiant. / The Heim universal corporation (USA).-№63.419, demand.27.05.66; publ.07.07.67.-6 p.

118. Pat. 2.129.256 C2 Deuts., MK F16C 33/20 33/14. Verfahren zur Hersieliung von Gleitlagern. / E.Hodes, L. HeinscheL- №P2129256.8-12; Anmeld. 12.06.71.Veroff. 29.04.82.-7 s.

119. Pat. 2.372.991 Franc., MKF16C 33/04, B32b 15/14, 31/12. Materieau stratifie pour la fabrication d elements de palier lisse et pour sa fabrication / Glyco-Metall-WerkeDaelen(Allem).- №7736412; demand. 02.12.77.; publ. 30.06.78.15 p.

120. Pat. 2.531.158 Deuts., MK F16C 33/20. Werkstoffzur Herstellung einer Trocken-gleitlagerflache / SKF Compagnie d applications Mecaniques (Frank).-№P2531158.4;Anmeld. 11.07.75; Veroff. 22.01.76.-9 s.

121. Pat. 2.983.562 USA. Oilless non-Corrosive bearing./ L.A. Runton, H.C. Morion (USA)., Tne Russell Manufacturing Company (USA).-№732,302; filed 01.05.58, pabi. 09.05.61, HKU 308-238.-3 p.

122. Pat. 3.033.623 USA. Fluorocarbon sleeve bearing / J.B.Thoi-nson (USA).-№758,215; filed. 02.09.58; publ. 08.05.62; HKU 308-238.-5 p.

123. Pat. 3.053.592 USA. Antifriction bearing / L.A.Runton, H.C. Morton, L.J. Rasero (USA); The Russell Manufacturing Company (USA).-10,687; filed.24.02.60; publ. 11.09.62; HKU 308-23 8.-3 p.

124. Pat. 3.110.530 USA. Self-lubricating bearing/ L.A.Runton, L.J. Rasero (USA).- №166.649; filed. 16.01.62; publ.12.11.63; HKU 308-238. -4 p.

125. Pat. 3.131.979 USA. Plastic bearing. / S.M. Shobet (USA),№ 133064; filed. 02.01.62; publ. 05.05.64; HKU 308-238.-7 p.

126. Pat. 3.458.223 USA., MK F16C 11/06, 33/00. Low friction bearing assembly. / C.S.White (USA).A343677; filed. 10.02.64; publ.29.07.69; HKU 287-87.-5 p.

127. Pat. 3.594.049 USA, MK F16C 9/06. Bearing liner. / P.H. Turner (USA).-№834851; filed. 19.06.69; publ. 20.07.71; HKU 308-72; 287-87; 308-238.-8 p.

128. Pat. 4.006.051 USA., MK F16C 33/20. Method of preparing a low-friction laminate liner for bearings / D.A. Board (USA).-№595297; filed. 11.07.75;publ. 01.02.77; HKU 156-247; 308-238.-8 p.

129. Pat. 4.108.381 USA. Rocket nozzle bearing seal / P.C. Sottosanti ,W.H. Baker, W.T.Dolling (USA) Thiokol Corporation (USA).-.No803487; filed. 06.06.77;publ. 22.08.78; HKU 308-238.-5 p.

130. Plastics. // Machin Designe.- 1976.-№3.-P.l 18.

131. Rulon RF new PTFE compound with longer wear characteristics// Polym. News.- 1985.-V 11, N2.- P. 52.

132. Schimierfreie Lager mit PTFE Fasern // Technischt Rundschau.- 1971.-Bd.63.-.N"26.- P.5.-139143. The plain bearing: Handbook / Lear-Siegler Inc. Santa Ana, California, 1976.-39 p.

133. Tschacher M., Gubitz F. PTFE in Maschinenbau // Werkstatt und Betrieb.-1968.-Bd. 1.101 .-№ 12.-P. 717-725.

134. Tschacher M., Gubits F. Trockenlauflager auf der Grundlage von PTFE // Schweiz. Bauzeitung.- 1969.-Bd.87.-XM21.-S.408-412.

135. Variable speed drives //Electronical Designe.-1962.-v.6.-№7.- P.33.

136. Warren C. Reynolds. Application considerations for self-lubricating Bearings in Construction Equipment^; SAE.-1974.- 12 p. Preprint N 740420423.

137. Ziemianski K., Rogovies Z. Modifikationen des PTFE und dessen Einflub auf Gleiteigenschaften der Paarung PTFE / Stahl bei Trockenreibung // Schmierung-stechnick.- 1985,-Bd. 16.-№6.- P. 185-187.

138. Толщина композиционного покрытия 10,551. Результирующие данные

139. Вязкоупругая деформация Наибольшее перемещение вала16,1197428G332658E -023.36585857482962Е -02

140. Макснмзльное относительное перемещение |д 4-1464643707405Ё-04 Относительный полузазор Угол контакта Контактное давление Ресурс Износ0.0002502290500214013524.45865867121323Е-033588538032036778,51582803009268Е -141. Расчитать

141. Private Sub cmdMakeClick() Функция обработки события по нажатию на кнопку «Рассчитать»-------------------------исходные данные-----------------------

142. Dim AppliedBearingLoad As Double 'нагрузка на подшипник

143. Dim LocationTolerance As Double 'монтажный зазор

144. Dim WorkingTemperature As Double 'рабочая температура

145. Dim SpeedOfRotation As Double 'скорость вращения

146. Dim DiameterOfBearing As Double 'диаметр подшипника

147. Dim WidthOfBearing As Double 'ширина подшипника

148. Dim CoatingThickness As Double 'толщина композиционного покрытия1. Dim ss As Double----------------------- результаты расчета ----------------------

149. Dim ViscoelasticDeformation As Double 'вязкоупругая деформация

150. Dim MaximumTravelOfShaft As Double 'наибольшее перемещение вала

151. Dim RelativelyMaximalTravel As Double 'максимальное относительное перемещение

152. Dim CurrentViscoelasticDeformation As Double 'текущая вязкоупругая деформация

153. Dim ContactAngle As Double 'угол контакта

154. Dim ContactPressure As Double Dim Resource As Double Dim Degradation As Doubleконтактное давление 'ресурс 'износ

155. ViscoelasticDeformation = 0.077621803 * (AppliedBearingLoad Л 0.29509928) * (LocationTolerance л 0.027102146) * (1.4050829 л WorkingTemperature)

156. MaximumTravelOfShaft = ViscoelasticDeformation * CoatingThickness

157. RelativelyMaximalTravel = MaximumTravelOfShaft / (DiameterOfflearing / 2)

158. CurrentViscoelasticDeformation = LocationTolerance / (DiameterOfflearing / 2)

159. ContactAngle = LocationTolerance / (LocationTolerance + MaximumTravelOfShaft)

160. KCI = AppliedBearingLoad / (DiameterOfflearing * WidthOfBearing)ss = 10.57101 * (1.003344 л (WorkingTemperature л 2)) * (KCI л (1.018871 0.019016 * (WorkingTemperature л 2)))

161. ContactPressure = -(DiameterOfflearing 12)1 ((DiameterOfflearing / 2) LocationTolerance) * ss / Log((DiameterOffiearing / 2 - LocationTolerance) / ((DiameterOfflearing / 2 - LocationTolerance) - CoatingThickness))

162. Настоящий акт составлен в том, что в цехе 10 ОАО НПП КП "Квант" проведены испытания четырех обратных пар трения А17-243В 0 80 с антифрикционным полимерным покрытием толщиной 0,55 мм.

163. Расчет размеров обратных пар трения с покрытием и технологического пакета для его нанесения выполнен по методике, разработанной Босым С.И.

164. В результате 6-месячных испытаний ( ноябрь 2004 г. апрель 2005 г.) установлено, что ресурс обратных пар трения используемых в шпинделе станка СД-100 (станок для обработки оптических деталей) увеличился в среднем в 1,45 раза.

165. Повышение ресурса и межремонтного цикла, экономия бронзы, ранее используемой в подшипниках станков СД-100 и времени технического обслуживания станков позволят получить при внедрении экономический эффект.

166. Заключение: рекомендовать применение обратных пар трения и методику расчета полимерного покрытия к внедрению.

167. Главный механик ОАО НПП КП "Квант"1. В.П.Старых1. Акт

168. Утверждаю ШШский директор шуску КПО»1. Федоров В.К.1Л?*4' Vo упромышленных испытании

169. Настоящий акт составлен в том, что в ЗАО «Завод по выпуску КПО» проведены испытания шести обратных пар трения А17-248В 0 60 с антифрикционным полимерным покрытием толщиной 0,53 мм.

170. Расчет размеров обратных пар трения с покрытием и технологического пакета для его нанесения выполнен по методике, разработанной Босым С.И.

171. В результате 6-месячных испытаний ( октябрь 2004 г. май 2005 г.) установлено, что ресурс обратных пар трения используемых в листогибочном полуавтомате для изготовлении сетки увеличился в среднем в 1,48 раза.

172. Повышение ресурса и межремонтного цикла, экономия бронзы, ранее используемой в подшипниках полуавтомата и времени технического обслуживания станков позволят получить при внедрении экономический эффект.

173. Заключение: рекомендовать применение обратных пар трения и методику расчета полимерного покрытия к внедрению.

174. Инженер-испытатель ЗАО «Завод по выпуску КПО» ^//с1. Мулин А.В.