автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение долговечности подшипников качения тракторов и сельскохозяйственных машин путем применения добавки ТСК к пластичным смазкам

Введение.

1. Состояние вопроса и задачи исследований.

1.1. Условия работы подшипника качения.

1.1.1. Распределение нагрузки между телами качения.

1.1.2. Контактные напряжения в деталях подшипника.

1.1.3. Кинематика подшипника.

1.1.4. Динамика подшипника.

1.2. Износ деталей подшипника качения.

1.2.1. Особенности эксплуатации подшипников качения в сельском хозяйстве.

1.3. Смазочные материалы для подшипников качения.

1.3.1. Роль смазки в процессе трения и изнашивания.

1.3.2. Режимы смазки.

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.

1.4.1.Концепция применения металлоплакирующих материалов.

1.4.2. Физико-химические показатели добавки ТСК.

1.4.3. Механизм действия добавки ТСК.

1.4.4. Выводы и задачи исследований.

2. Теоретические вопросы повышения долговечности подшипников качения путем применения добавок к пластичным смазкам.

3. Методика экспериментальных исследований.

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

3.2. Выбор пластичных смазок для испытаний.

3.3. Выбор оценочных параметров и их обоснование.

3.4. Общие условия проведения лабораторных испытаний.

3.5. Методика лабораторных испытаний по оценке смазочных свойств пластичных смазок модифицированных добавкой ТСК.

3.5.1. Методика определения антифрикционных свойств пластичных смазок.

3.5.2. Методика определения противозадирных свойств пластичных смазок.

3.6. Методика обработки экспериментальных данных.

4. Экспериментальные исследования влияния добавки ТСК на параметры сопряжения трения качения.

4.1. Определение оптимальной концентрации добавки ТСК в пластичных смазках для узлов трения качения.

4.2. Исследование основных характеристик пластичных смазок с добавкой ТСК.

4.3. Исследование и оптимизация режима приработки узла трения качения с добавкой ТСК.

4.4. Планирование эксперимента для получения математической модели процесса приработки узла трения качения при использовании пластичных смазок модифицированных добавкой ТСК.

4.5. Исследование смазочных свойств пластичных смазок модифицированных добавкой ТСК.

5. Методика проведения ресурсных испытаний подшипников качения.

5.1. Обработка результатов ресурсных испытаний подшипников качения .;.

6. Рекомендации по применению добавки ТСК с пластичными смазками в подшипниках качения.

6.1. Расчет экономического эффекта от применения добавки ТСК.

Долговечность тракторов и сельскохозяйственных машин в значительной степени зависит от интенсивности изнашивания отдельных деталей. Опыт эксплуатации свидетельствует, что 80-90 % деталей машин выходят из строя по причине износа [84].

Одним из элементов, снижающим показатели надежности машин, являются подшипники качения. Недостаточно высокая долговечность которых, в большинстве случаев обусловлена причинами усталостного характера.

Широкие возможности в управлении процессами трения и изнашивания открываются с применением новых высококачественных смазочных материалов. Известно, что смазка определяет долговечность подшипников качения не в меньшей мере, чем материал его деталей.

Если прекратить смазывать сельскохозяйственные машины, средства транспорта, индустриальные механизмы, то очень быстро не останется практически ни одного действующего механизма. Без высококачественных смазочных материалов невозможен технический прогресс. Поэтому совершенствование смазочных материалов, есть наиболее важный путь повышения надежности подшипников качения тракторов и сельскохозяйственных машин [63].

В настоящее время на рынке смазочных материалов представлен широкий выбор добавок, позволяющих повысить смазочные свойства масел за счет улучшения их противозадирных и противоизносных свойств. Однако до сих пор нет информации о добавках для пластичных смазок. Поэтому, целью данной работы является выявление возможности повышения долговечности подшипников качения тракторов и сельскохозяйственных машин, путем улучшения смазочных свойств пластичных смазок с помощью добавки ТСК. 5

Общие выводы

1. Теоретически обоснована возможность повышения долговечности подшипников качения с помощью добавок к пластичным смазкам.

2. Выявлена возможность улучшать смазочные свойства пластичных смазок с помощью добавки ТСК. Эффект добавки тем выше, чем хуже смазочный материал. Испытанные смазки с добавкой ТСК в порядке возрастания их свойств ранжируются следующим образом: Солидол-Ж, ЦИАТИМ-201, Литол-24.

3. Оптимальная концентрация добавки ТСК в пластичных смазках составляет 1,8-2,1 %.

4. Оптимальный режим приработки узла трения качения, работающий на пластичной смазке с добавкой ТСК, является: нагрузка приработки 40-60 % от номинальной, время приработки 20-25 минут, время фиксации нанесенного покрытия не менее 30 минут или до полного остывания узла трения.

Ill

5. Применение пластичных смазок с добавкой ТСК позволяет снизить момент трения в узлах трения качения в среднем на 67 % и повысить противозадирные свойства товарных пластичных смазок более чем в 2 раза.

6. Результаты стендовых испытаний подшипников качения показали увеличение 90 % ресурса в 1,9 раза, в случае применения пластичной смазки Литол-24 с добавкой ТСК.

7. Разработаны рекомендации по применению добавки ТСК в подшипниках качения.

112

1. Барбан Н.И. Основные причины недостаточной надежности некоторых сельскохозяйственных машин. Научные труды УСХА, вып. 184, с.37-41, Механизация сельскохозяйственного производства, 1977.

2. Бершадский Л. И. О самоорганизации и концепциях износостойкости трибосистем // Трение и износ. 1992-Т13.- № 6,- с. 1077-1094.

3. Бейзельман Р. Д. и др. Подшипники качения. Справочник. М.: Машиностроение, 1975.-527 с.

4. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение. 1984.-312 с.

5. Буклагин Д.С. Технический уровень сельскохозяйственной техники: обзор информации. М.: НИИТЭИагропром, 1993.-112 с.

6. Виноградова И. Э. Противоизносные присадки к маслам. М.: Химия, 1972. 272 с.

7. Гадолин В. Л. и др. Машины и стенды для испытаний деталей. М.: Машиностроение. 1970.-343 с.

8. Гаркунов Д.Н. Долговечность трущихся деталей машин. Сборник научных статей. М.: Машиностроение, 1990. Вып.4.-351 с.

9. Гаркунов Д.Н. и др. Избирательный перенос в тяжело нагруженных узлах трения. М.: 1982.- 41 с.

10. Гаркунов Д.Н. Триботехника. М.: Машиностроение, 1985.-424 с.

11. Гаркунов Д. Н. Эффект безызносности (ИП) новый этап в повышении износостойкости деталей машин//Вестник машиностроения.-1983.- М4.-с.36-42.113

12. Глазов В.М., Вигдорович В.Н. Микротвердость металлов. М.: Металлургия, 1969.-248 с.

13. Гнатченко И.И. и др. Автомобильные масла, смазки, присадки: справочное пособие. М.: ООО «Издательство ACT»; СПб.: «Издательство Полигон», 2000.-360 с.

14. Детали машин. Справочник Т. 1,2,3. Под редакцией Ачеркана Н.С. М.: Машиностроение, 1968.-348 с.

15. Дроздов Ю.Н. и др. Трение и износ в экстремальных условиях: Справочник. М.: Машиностроение, 1986.-224 с.

16. Ермолов JI. С. и др. Основы надежности сельскохозяйственной техники. М.: Колос, 1974.-223с.

17. Заславский и др. Механизм действия противоизносных присадок к маслам. М.: Химия, 1978.-224 с.

18. Иванов М. Н. Детали машин курсовое проектирование М.: Высшая школа, 1975.-315 с.

19. Избирательный перенос при трении. М.: Наука, 1975.-88 с.

20. Износ деталей сельскохозяйственных машин. Под ред. Севернева М.М. Л.: Колос, 1972.-229 с.

21. Износостойкие покрытия М.: Знание, 1988.-36 с.

22. Икрамов У.А. Расчетные методы оценки абразивного износа. М: Машиностроение, 1987.-288 с.

23. Итинская Н.И., Кузнецов Н.А. Справочник по топливу, маслам и техническим жидкостям. М.: Колос, 1982.-208 с.

24. Качанов Н.Н. Сравнительный анализ качества подшипниковой стали. Труды института. М.: ВНИПП, 1960, № 12.

25. Качанов Н.Н. О процессах, протекающих при плоском шлифовании, Труды инст14.итута. М.: ВНИПП, 1963 № 4(36).

26. Качанов Н.Н. О характере и природе разрушения рабочих поверхностей деталей подшипников. Труды института. М.: ВНИПП, 1963, №3 (35)114

27. Ковалев М.П., Народецкий М.З. Расчет высокоточных шарикоподшипников. М.: Машиностроение, 1980.-373 с.

28. Когаев В. П. Прочность и износостойкость деталей машин. М.: Высшая школа, 1991.-315 с.

29. Коднир Д.С. Контактная гидродинамика деталей машин. М. Машиностроение. 1976.-304 с.

30. Коднир Д.С. и др. Эластогидродинамический расчет деталей машин. М. Машиностроение, 1988,- 160 с.

31. Крагельский И.В. и др. Основы расчета на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977,- 526 с.

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

33. Лышко Г.П. Топливо и смазочные материалы. М.: Агропромиздат, 1985. -336 с.

34. Масла и составы против износа автомобилей./Школьников В.М. и др. М.: Химия. 1988.-96с.

35. Матвеевский В. М. и др. Смазочные материалы антифрикционные и противоизносные свойства. Методы испытаний. М.: Машиностроение, 1989. -217с.

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

37. Мезенцев Ю.П., Коросташевский Р.В. Результаты испытаний подшипников при высоких температурах. Труды института. М.: ВНИПП, 1961. №4 (28).

38. Мельников С.В. и др. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. Л.: Колос, 1980.-168 с.

39. Методические указания. Надежность в технике. Методы оценки показателей надежности по экспериментальным данным. РД 50-690-98115

40. Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам. М.: 1990.-132 с.

41. Методы испытаний: Справочник/Матвеевский P.M. и др. М.: Машиностроение, 1989.-85 с.

42. Михин Н.М. Внешнее трение твердых тел. М.: Наука.-220 с.

43. Мушик Э., Мюллер П. Методы принятия технических решений. Пер. с нем. Н.В. Васильченко и В.А. Душского. М.: Мир, 1990.-208 с.

44. Никифоров А.Н. Научные основы использования топлива и смазочных материалов в сельском хозяйстве. М.: Агропромиздат, 1987.-132 с.

45. Обеспечение работоспособности и эффективности использования сельскохозяйственной техники. Волгоград, 1995.-145 с.

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

47. Пинегин С.В. Контактная прочность и сопротивление качению. М.: Машиностроение, 1969.-244 с.

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

49. Повышение долговечности сельскохозяйственной техники. Саратов, Саратовский СХИ, 1981.-123 с.

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

51. Повышение надежности сельскохозяйственной техники. Труды /Латв. с.-х. академии, вып. 267. Елагва, 1990.-172 с.

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

53. Подшипники качения. Справочник-каталог. Под редакцией Нарышкина Р.В. и др. М.: Машиностроение, 1984.-280 с.

54. Поляков А.А. Трение на основе самоорганизации. М.: Наука, 1992.-115 с.116

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

56. Присадки к смазочным маслам. Баку. Элм.,1978.-213 с.

57. Рагульскис К.М. и др. Вибрация подшипников качения. JL: Машиностроение. 1985.-119 с.

58. Радин Ю.Н. и др. Безызностность деталей машин при трении Л.: Машиностроение, 1989.-229 с.

59. Ракин Я.Ф. Эксплуатация подшипниковых узлов машин. М.: Машиностроение, 1990.-323 с.

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

61. Розенберг Ю.А. Влияние смазочных масел на надежность и долговечность машин. М.: Машиностроение, 1970.-311 с.

62. Селиванов А.И., Артемьев Ю. Н. Теоретические основы ремонта и надежности сельскохозяйственной техники. М.- Колос, 1978.-248 с.

63. Синицын В.В. Пластичные смазки в СССР (ассортимент). М.: Химия, 1979.-376 с.

64. Синицын В.В. Подбор и применение пластичных смазок. М.: Химия, 1969.-376 с.

65. Сковородин В.Я., Тишкин Л.В. Справочная книга по надежности сельскохозяйственной технике. Л.: Лениздат, 1985.-204с.

66. Скудин Г.И., Беркович М.С. Об износе подшипников качения тракторных трансмиссий. Реф. сб. Вып. 1. М.: 1978 с.5-10.

67. Смазочные материалы: Антифрикционные и противоизносные свойства. Методы испытаний: Справочник/Матвеевский P.M. и др. М.: Машиностроение, 1989.-224 с.

68. Спицын Н.А. и др. Высокоскоростные шарикоподшипник. М.: НИИНавтосельхозмаш, 1966.-216 с.117

69. Спицын Н.А. и др. Расчет и выбор подшипников качения. М.: Машиностроение, 1974.-400 с.

70. Справочник по применению топлива и смазочных материалов. Минск. Украина. Ураджаи, 1989.-311 с.

71. Спришевский А.И. Вопросы надежности и долговечности подшипников качения. Обзор. М.: Машиностроение, 1967.-396 с.

72. Спришевский А. И. и др. Влияние технологии обработки на физическое состояние поверхностного слоя деталей подшипников. В сб. Повышение износостойкости и срока службы машин. Т. 4. Киев, изд-во АНУССРД966. -368 с.

73. Спришевский А.И. и др. Повышение долговечности подшипников качения путем разработки и применения наиболее рациональных методов и режимов их обработки. Труды института. М.: ВНИПП. 1965, №4 (44). -194 с.

74. Спришевский А.И. Подшипники качения. М.: Машиностроение, 1969. -631с.

75. Средства и методы испытаний подшипников качения. (Обзор) Под ред. Н. А. Спицина, М.: Машиностроение. 1966.-108 с.

76. Техническое обслуживание и ремонт машин. М.: Агропромиздат, 1990. -219 с.

77. Техническое обслуживание и ремонт сельскохозяйственной техники. М.: ГосНИТИ., 1989.-184 с.

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

79. Трибология и надежность машин. Сборник научных трудов. Ответств. ред. Авдуевский B.C., Дроздов Ю.Н. М.: Наука, 1990.-186 с.

80. Трибология смазочных материалов / Ю.С. Заславский. М.: Химия, 1991. -240 с.118

81. Триботехника и основы ремонта машин. Сборник научных трудов. М.: Наука, 1996.-152 с.

82. Чебунин А.А. Использование явления избирательного переноса для повышения износостойкости деталей машин. Труды ВСХИ. вып. 139. с. 55-59, 1977.

83. Эксплуатационная надежность сельскохозяйственной техники. Минск, Ураджай, 1981.-144 с.

84. Эксплуатация и надежность машин используемых в сельском хозяйстве. Научные труды/ГосНИТИТЭО. М.: ГосНИТИ, 1984.-196 с.119