автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение долговечности подшипниковых узлов вентиляторов тракторов кл. 0,6 и 0,9 применением магнитожидкостных уплотнений

/¿АГ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНШНИ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА им9ш1 В.П.ГОРЯЧКИНА

На правах рукописи

УДК 631.3- 192:621.822.6-762

БАУСОВ Алексей Михайлович

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ ВЕНТИЛЯТОРОВ ТРАКТОРОВ кл. 0,6 и 0,9

применением шгшгошкосишх уплотнения

Специальность СБ»20.03 - Эксплуатация, восстановление

и ремонт сельскохозяйственной техники

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1991

л ^

Работа выполнена на кафедре ремонта и надежности машин Московского ордена Трудового Красного Знамени института инженеров сельскохозяйственного производства имени В.П.Горячкина и в научно-исследовательской лаборатории по магнитожпдкосгным уплотнениям Ивановского сельскохозяйственного института.

Научный руководитель: доктор технических наук*

профессор ТЕШЮВ Н.Ф.

Официальные оппоненты г доктор технических наук,

профессор НЕКРАСОВ С.С.

кандидат технических наук, профессор ЕАТИЩЕЗ А.Н.

Ведущее предприятие: ■ Ивановское областное управление

сельского хозяйства и продовольствия.

Заадата состоится "9.Q " jt/ap 1991 г. в -¡3-^ час. на заседании специализированного Совета K.I20.12.03 при Московском" ордена Трудового Красного Знамени институте инженеров сельскохозяйственного производства имени В.П.Горячкина.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверашшх печатью, просим направлять по адресу: 127550, Москва, И-550, ул. Тимирязевская, 58, ШИСП. Ученый Совет.

С диссертацией дакно ознакомиться в библиотека института.

Автореферат разослан _"_ 1991 г.

Учений секретарь специализированного Совета

/

кандидат экономических наук,

доцент yt C.sbr--''' • В.И.Осипов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность те>.га. В условиях перехода к рыночной экономика ;обсе значение приобретает качество сельскохозяйственной техника, ж одно из шжпа!йаих условий повышения эффективности сзльскохо-1ЙСТВ8ННОГО производства. На ремонтно-техническлх предприятиях айошого и областного уровней организуются технические центры ¡¡рменного обслуживания л ремонта машин, в которых будут принимать эпосредственпое участие завода-нзготовнтелл. При этой повышается кономнческая заинтересованность последних в совершенствовании впускаемых мааин с целью обеспечения их высокой долговечности а езотказности в напряженные периода сельскохозяйственных работ.

Современные конструкция машин немыслимы без применения различно рода уплотнений, которые предотвращают утечку смазочных мате->иалов. .

Подшипниковые узлы вентиляторов дизелей тракторов кл. 0,6 и ],9 (Д-21А1 и Д-144) изготовляются с дорогостоящ?».« контактными уплотнениями. По данным Владимирского тракторного завода и НАТМ, этказы подшипниковых узлов указанных дизелей по причине разгерметизация уплотнений возникают уже при наработках свыше-35 мото-часов.

В связи с этим разработка и внедрение новых и доступных технологий восстановления и уплотнения подшипниковых узлов применением магнитожидкостных уплотнений (Ы5У) является одной из основных задач науки и ремонтной практики.

• ЦзД5_ш1й1Ы. Повышение долговечности подшипниковых узлов вентиляторов тракторов кл. 0,6 и 0,9 применением магнитожидкостных уплотнений.

Объект исследования. В качества объекта исследования выбран подшипниковый узел вентилятора дизелей Д-21А1 и Д-144 с воздушным охлаждением.

Общая .методика доследований включает в себя процесс изучения сцепляющих свойств магнитной жидкости в телах качения с помощью . принятого в диссертации коэффициента'проскальзывания; исследования тепловыделений в подлинниках качения с применением магнитной жидко-, сти; оптимизации состава магнитной жидкости и режимов магнитореоло-гического эффекта для тел качения с применением ЭВМ; влияние терыо-етабильностн ферромагнитных жидкостей (ФМН) в уплотнении; проведение эксплуатационных и стендовых испытаний подшипников качения вентиляторов дизелей Д-21А1 и Д-144 применением магнитожидкостных уплотнений; разработку технологического процесса восстановления лодлшшшкозого узла вентилятора тракторов кл, 0,6 и 0,9 примененном матаитотлдкостного уплотнения и его технико-экономическую опенку. ■ ■

Достоверность полученных результатов исследования обусловлена применением современного оборудован'.»!, -гсокпгашшх приборов, теории п»и- • нированпя эксперимента, статистических мзтодоз обработки экспер*:*ш-

талыих данных с использованием шч-лслительной т зхнивд я подтверждением их на практике.

Научна! новизна. Разработан нову.и способ умзкьагни.ч коэффициента проскальзынания иаринов шдд/.пника качения по бе того й дорокке: вперши для герметизации подл;'лшнкэи;х узлов вентиляторов трактор;в кл.0,6 и 0/5 применен? магнптокидкостное уплотнение; устанэатони режимы работа магнитной жидкости в упрую-чмдро динамическом контакте, обеспечизаоцле уменьшение коэффициента про скаль за ваий я в телах качения; раарьбош! состав магнитной /едкости, использузмлй в качестве смаэшзата'его и уплотняющего материала.

Практическая ценность работа заключается в разработке тзхнологи-чоского процесса восстановления и герметизации пэддагшкошх узлов вентиляторов тракторов кл. 0,6 и 0,9 приыен ¡ниим маглитошдкостных уплотнений с г шшением долга вечности в 1,5...2 раза по сравнению с серийными . •

Реализация результатов исследований. Разработанный технологический процесс принят к внедрению Владимирским тракторным заводом, а также Лекневским и Савинским РТП Ивановской области для госотшюшенп:: и герметизации подшипниковых узлов вентиляторов дизелей Д-21Л1 и Д-144. . .

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на:

- научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов Ивановского сельскохозяйственного института в 1986...1988 гг.;

- научных конференциях профессорско-преподавательского состава,

Iлучных работников, и аспирантов Московского ордена Трудового Красного Замени инстит^а инженер в сельскохозяйственного производства имени В. П. Горячки на в 1983...1990 гг.;

- Всесоюзной научно-технической конференции ''''Авготтизацпл производственных процессов в сельском хозяйстве" г. Минск, 1989 г.;

. ■ - заседании кафедр! ремонта и надежности машин ЬШСП имени В.П.Горячкина в феврале 1991 г.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в пяти статьях.

Структура, и объе;,; р^ботыу ¿хеевфЕШЯ <Я№Т<ЯГ* йз" вйедётп'й!,-пяти глаз, общих выводов, списка лй'гературй' и приложения.- Из'лйжёна л'а ТЭ страницах машинописного текста, содержит ЗБ рисуйкой,- 3 Таблиц, библиографию из 110 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I- Состояние вопроса и задачи всолезсоВ&ййй

Анализ уплотнительных устрой Тз; пОд£вя';кн&х соедлтний сельскохозяйственной техники показал,- что1 смазочные систем современных малик кзг.г.'слиг.ш без применения различного рода уплотне 'ий, являющихся од!ШМ из уязвимых элементов. Рост скоростей, температур л давлений уплотняв г,их сред с одновременным требованием к повышению наденностл п работоспособности агрегат-ов предъявляет к уплотнениям подшипниковых узлов вентиляторов дизелей Д-21А1 и Д-144 высокие эксплуатационные требования. Как показывает статистика, 30 % случаев аварийных разрушений подшипниковых узлоз вызвано неудовлетворительной работой уплотнений. Даже незначительное нарушение герметичности подшипниковых узлов в условиях эксплуатации машин снижает надежность их работы, повышает расход смазочных материалов и потребность в запасных частях, а также необходимость выполнения внеплановых ремонтных работ и дополнительные трудовые рэсурсн.

Анализ уплотнительных устройств подшипниковых узлов показал, что они подвержены абразивному, механическому и механо-хпмическому видам износа, соотношение шяду которыми монет быть различным и зависит от конкретных условий эксплуатации. Износ герметизатора увеличивает размер отверстия, что ухудаает уплотнительные свойства.

Подшипниковые узла вентиляторов дизелей тракторов кл.0,6 л 0,9 (Д-21А1 и Д-144) изготовляются с дорогостоящими контактными уплотнениями. По данным Владимирского тракторного завода и НАТИ,сгказн подшипниковых узлов указанных дизелей по причине разгерметизации уплотнений возникают уке при наработках' свыше'55 мото-часов. Существующие системы уплотнений подшипниковых узлов вентиляторов дизелей Д-21А1 и Д-144 не обеспечивают требуемого'ресурса и надежности данного узла. В диссертации показано, что решение 'вопроса повышения долговечности уплотнительных устройств представляется возможным на новом принципе, с использованием магнитожидхостннх уплотнений (МЕ7). Устройство такого рода можно использовать не :олько как уплотнитель, ло и как си: .зочный мгй)ариал, что позволяет ловгзлть ресурс в 1,5...2 раза.

Вопросу герметизации подвижных соединений применением махни го-жидкостных уплотнений посвящены работы Д.¿.Орлова, А.П.,'изога,

В.Л.Радионова, Ю.О..Михалева, И.А.Киселева и др., в которых доказа принципиальная возможность повышения ресурса уплотнитальних систе

Исходя из вышеизложенного, в работе были поставлены следующи задачи:

- обоснование и конструктивное решение схемы магнитоашдкосг-ного уплотнения (ШЕО;

- теоретическое обоснование и экспериментальная проверка пар метров магнитояшдкоотного уплотнения (частота вращения, термостабильность магнитной жидкости, расход магнитной жидкости и др.);

- исследование и выбор различных магнитных жидкостей;

- исследование технологических и эксплуатационных свойств магнитожидкоотнчх уплотнений;

- внедрение магнигомдкостних уплотнений в промышленное и ре монтное производство с экономической оценкой результатов исследов ниЗ.

" 2.

' шзаойкишзш

Магнитояидкостныо уплотнения выполняют уплотняющие

функции лишь пря наличии в исследуемых узлах магнитной жидкости (МЕ). Находясь в магнитном поле, М£ {¿окот выполнять роль смазочно: материала.

Применение магнитных кидкостей в упруго-гндродинамичзском ко! такте (7ГД) в качество рабочего тела обусловлено унишлышми рео;и гическими характеристикам!!, которые моено регулировать с помощью магнитного поля.

Улм'радиспарсныз частицы твердой магнитной фазы, которые обеспечивают магнитные свойства системы, связаны прочными адсорбционными связями с молекулам поверхностно-активного вещества (ПАВ). I поверхности часг.иц образуется, своего рода, оболочка вокруг част Так как адсорбционные связи значительно прочнее, .чем все другие связи, возникающие в ?.-Е, то моксно считать час'лщу в оболочке ПЛБа, как единое целое, которое мояет условно слугать центром подвижно;-! "криоталличезксй решетки" МЯ. \

■ ■ Для исследования свойств МЕ в УГД контакте использовалась нидкоогь следующего состава:

1) Магнитная фаза - магнетит РазО^, получошшй в водном растворе с осаждением солей (ГоСЕд и ГедО^) и Зх-валентного зэлеза щелочами. Размер частиц 00...100 А. :.'!асг:опоо от ¡¡о:;; о и по в % (С5 %)

2) Гидаосгь-послкль - кремнайорг-иш'рока'? ?П!«воо?т> (полис

.идоксан ПЗС-5). Зга жидкость об/пласт гглэкой испаряемостью и до-юльно высоким временем релаксации, обусловленным полимерной структурой жидкости. Вязкость 200...1С00 мм^/с. Носовое отноганио 25

3) Цоверхностко-активиие веззстза - тлрш:.'1 к: с л оги (олеиногал сполота). Обладает лксокш сродстзом к поверхности магнетита и, змешиваясь с маслолодобними кремр''йорганнчбок1аи1 ш ;пстями, образует прочные поверхностные соединения с окисла;«? железа. ;.!асоовоа отношенне 10 %.

п V

Время релаксации такой системы вдета ..очно велико (10 ..10 сек)-. Если время релаксации больше времени воздействия импульса си-ЙУ в пятне контакта, то 1П реагирует на нагрузку как упругое твердое тел'о-. .

При наложении магнитного поля происходит перегруппировка и переориентация структурных составляющих Структура жидкости упрочняется-, растет время релаксации системы.

Регулируя напряженность внешнего магнитного поля, можно управлять вязкостью жидкости и ее рабочими характеристиками непосредственно в упруго-гидродинамическом контакте. Время релаксации такой

_р о

искусственно упрочненной системы может увеличиваться до 10 ...10 сек. Дальнейшее увеличение напряженности до 0,5?л приводы к увеличению вязкости !,ЕК до 11,38 Па-с. при одинаковом напряжении сдвига. С возрастанием напряженности растет^ремя релаксации жидкости, однако, следует учитывать, что вязкость жидкости наиболее эффективно возрастает в определенном направлении, т.е. в направлении линии магнитного поля, так как МЖ в последнем случае обладает анизопоп-нь'ми механические свойства!®. Следовательно в УТД-контакте поведение рабочего тела Ш определяется на только напряженность!.', но и направлением поля.

На основании вышесказанного можно сделать вызод о целесообразности применения Ж в УД-контактах.

Магнитореологичеспое сцепление с постоянно изменяющейся силой передается черезьлинейный контакт качения металлических поверхностей, требует для удовлетворительной работы применения смазочной жидкости. Сила сцепления межлу катящимися поверхностями передается чтрез упруго-гидродинамическую пленку жидкост;;. Поэтому характеристики сцепления в значительной степени зазисят от реологических свойств жидкости в У1Д-1:онгакте.

Согласно современным физическим представлениям жидкость можно досматривать как тело, молекулы которой аэвераают топленые коле - • бания около положений равновесия с частотой

...в

гдз '¿о - средний период колебаний молекулы, близкий к частотам колебаний атомов в кристаллах, и амплитудой, определяемой "свободным объемом", предег; зленным молекула ее соседями.

- А

Продолжительность 2Г" (время оседлой жизни) молекулы в положении равновесия уменьшается с ростом температуры Чк по закону

(2)

где \л/— внаргия активации; К - постоянная Больцмана.

Марой текучести жидкости служит величина, обратная коэффициенту вязкости где )) - коэффициент вязкости.

Если внешняя сила Г переменна, но ее период "Ь»т® , то механизм текучести не успевает проявляться и жидкость подвергается не только растяжении-саатию, но и испытывает сдвиговые деформации, с&язанныа с касательными напряжениями, го есть жидкость превращается в упруго-вязкое тело. Такие кидкоси называются реологическими.

Ео.-и известна средняя скорость С теплового движения молекул жидко'сти, то время релаксации может быть определено по формуле

(3)

Из соотношений 1...3 видно, что для увеличения времени релаксации необходимо использовать высокомолекулярные жидкости, молекулы которых, по сравнению с низкомолекулярными соединениями, обладают меньшим скоростями теплового движения и большими расстояниями между сооедними молекулами и энергией активации.

Рассмотренное выше для жидкой пленки, приобретающей свойство упруго-вязкого тела, реологическое уравнение можно представить в форм.. .

}шолная)= }(и1ргая) /сбязкля) (4)

то есть к вязкой деформации добавляется упругая деформация.

Вязкая деформация рассчитывается по закону Ри - Эйринга

Г-ТЛ+Т^ъ/г») (ь>

где 0> - мгновенный модуль сдаига; Т - напряжение сдвига; £ -динамическая вязкость смазки: ^ - деформация сдвига; - мастное эквивалентное напряжение сдвига; Т0 - характерное местное напряжение сдвига.

Для контакта, в котором имеется простая разность линейных скоростей в направлении качения, скорость деформации сдвига может быть представлена в виде

7

: _ дЦ,

П И (6)

где дЦ. - разность скоростей в направлении "х"; Ь - толщина молекулярной пленки, разделяющая две поверхности.

Ри - Эйрингом в качестве масштаба времени в таком контакте принята величина Л V

(V,

где О - размер области контакта в направлении качаш-.; X - безразмерная координата в направлении качения; И - скорость качения.

Подставляя в выражение (5) отношения (7) и (6), получаем уравнение для простого перемещения яидкой планки в виде твердого тела в упруго-гидродинамическом контакте б безразмерном вида

си +^и^Г/1Гх/СоУ т0 И и

Из этого уравнения мояно найти напряжение сдвига , которое, будучи проинтегрировано по площади контакта, дает результирующую силу сцепления как фикцию действующей скорости сдвига и простого безразмерного параматра5)='г1^а , так называемого числа Дебора. Это число есть отношение времени релаксации £/0> жидкости к среднему времени прохождения частицы жидкости через область

контакта.

Таким образом, рассмотренная выше теоретическая концепция, где передающим элементом является высокомолекулярная смазка, позволяет выявить ооновные параметры смазочного материала, определяющие работоспособность передачи в телах качения.

Программа экспериментальных исследований включает:

1. Исследование процесса сцепляющих свойств жидкости-носителя и магнитной яндкостл в телах качения.

2. Исследование тепловыделений з по_даипнлках качения с применением магнитной жидкости.

3. Оптимизацию состава мгчштной жидкости и режимов магнитореологи-чаского эффекта для тел качения.

4. Исследование термостабильности ферромагнитных жидкостей в уплотнении. • с

5. Проведение эксплуатационных и стендовых испытаний подшипников качения.

Сцепляющие свойства жидкости-носители, определяющие просвть-з'иванме тел качения, имеют существенное значение в решении проблегли повышения долговечности подшипников качения.

Проскальзывание оценивалось отношением числа оборотов ведомого диска ( п, ) к числу оборотов в.'душ?го ( Пг ), а именно .

Дли исследования реологических свойств магнитной кидкости и их влияния на умецьиг чиа проскальзывания в телах качения бищ\ разработана и изготовлены три экспериментальные установки.

Определение сцепляющих свойств жидкости-носителя проводилось на экспериментальной установке (рис.1), которая состоит из приводного электродвигателя I, подшипникового узла 2, трехпеточного двухступенчатого редуктора 3 с гладкими контактирующими поверхностями, тормозного гидравлического устройства 4, насосной станции 5.

Частота вращения выходного вал-, редуктора определяется с помощью электронного тахометра "ТЕМП-4"20 посредством индукционного датчика 7.

Тормозное устройство состоит из крилчатхп 4, посажанной на выходной вал и концентрично расположенный вал в корпусе тормозного устройства втулки с пазами на внутренней поверхности. При подаче 'масла в зазор меяду подвижной крылчаткой и неподвижной втулкой воз!шкает гидравлическое сопротивление на выходном валу.

Момент сопротивления- от кралчагки передается на корпус тормозного устройства, повороту которого противодействует течзобалка II. Сигнал с тензобалки усиливался тензоуснлптелем (ТА-5) с последующей записью на самопишущий милливольтметр (КСЦ-2) 9. Нагрузное устройство устанавливалось на максимальную нагрузку на контактные поверхности дисков (Р=200Н). Электродвигатель устанавливался на максимальные обороты (4000 мин-^). Тормозной момент увеличивали до тех пор, пока не появлялось проскальзывание между ведущими и ведомыми дисками редуктора.

Зслк не удавалось добиться проскальзывания дисков при максимальном моменте тормозного устройства, то нагрузку на диски уменьшали на 1/3. После чего испытания повторялись.

п >0 _9_ Л,

сгз с5 с5 сги

Г'лс.1. Установка для определения сцепляющих свойств ШДО-сТ^-носптоля:

I-эл.двигатель; 2-подкипниковый узел; 3-трехпоточный двухступенчатый редуктор; 4-тормознсе устройство; Ь-насоснал станция; 6-тензоусилитель (ТА-5): ©-самопишущий милливольтметр (КСЦ-2);

II-тензобалка.

LJ

Определенно влияния направления и величчни магнитного потока на г-'млящие свойства магнитной кядкостл производилось на экспериментальной установке (рлс.2), состоящей из ведущего диска I, с ко-^¿г;^, торым сочленен вал приводного элект-

^ ,-6- роднигагеяя. Вздоиый даек 2 установлен в подшипниковом узле т л'.птопро-вода 3, имевшего возможность поворота относительно осп. Для создания магнитного потока, проходнщзго через зону контакта, предусмотрена катушка намагничивания 5. Усилие приза!ия отеков регулируется с помолы: пагрузно-го устройства (Р=й... СОСИ) 6. Магнитная жидкость транспортировалась в зону контакта с помощью ыестерсшного насоса 7 и форсун:«! 8.

.Магнятний потоп в данном случае проходил перпендикулярно пятну контакта. В установка предусмотрены дополнительные магнлтопроводн 9, позволяющие обеспечить прохождение магчпт-иого потока как вдоль, так и поперек пятна контакта дисков.

С целью уменьшения сбъома к сле-

Рис.2. Установка для определения влияния направления и величины магнитного потока на сцепляющие свойства магнитной жидкости: l-веду'дий диск; 2-ведомый диск; 3-магнитопровод; 5-ка-

6

тушка намагничивания; ь-наг-рузное устройство; 7-насос; 8-форезака; У-дополнитзлы'ый дуемой магнитной жидкости перетачка

магнитопрсвод. 08 осуществлялась по замкнутому циклу,

Определение работоспособности подшипников качания с выбранной магнитной жидкостью з качестве смазывающего материала проводилось на экспериментальной установка (рис.3), состоящей из исследуемого подии [тикового узла 4, который заполнялся выбранной магнитной жидкостью 7, нагрузочного устройства 8-II, которым устанавливалась максимальная нагрузка на подшипниковый узел (Р=500Н); электродвигателя I, частота вращения вала исследуемого подшипникового узла устанавливалась на уровне I0C0 шн-1 и затем увеличивалась до 50С0 мшГ^ с шагом IOOJ мин-1.

Контроль температуры подшипников осуществлялся термопарами ХК по показанию прибора КСП-4 (ГЪСТ 7164-71).

Определение термосгабильности магнитных жидкостей проводилось на экспериментальной установке (рис.4), состоящей из магнитожпд-костного уплотнения. Один полюсной наконечник 1 служил только для

Рис.3. Экспериментальная установка для исследования подшипников качения с магнитной жидкостью в качестве смазывающего ¡материала: '

I-эл.двигатель; 4-исследувмые подшипники; 8,11-нагрузноз устройство.

Рис.4. Установи определения термостабильности ферромагнитных жидкостей (ФЫЕ):

1-полый однозубый полюс;

2-диэлектрический стакан;

3-эл.катушка; 4-магнитная

жидкость; 5-корпус установки.

замыкания магнитного потока, другой (I) был полым и соединился с тг.рмо-статом, что позволяло получать любые заданные температуры з рабочем зазоре 1.ШУ в диапазоне Т = 293.. .393 Ж.

Устойчивость иатнигшк -жидкостей к воздействию температуры определялась коэффициентом термостабильности, который определялся из соотношения

г да ¿.Рлмх - удерживаемое уплотнением давление при минимальной рабочей температуре; дРтп - задерживаемое уплотнением давление при иакслмальной рабочей температуре,.

Индукция в магнигоеедкостном уплотнении изменялась в пределах 0,2.. .1 Тл с па?ом в 0,2 <Ед.

Ври Испытаниях различных 'магнитных жидкостей наиболее терло-* етг^илшэй буйет та, у лотцрш. шеличина Кг ближе к единице. Разработанная методика опрндвлашш устойчивости лгнитной жидкости к £';э.-.эиггк!г 1 температура тпзволяет значительно ускорить испытания.

"'з!.? иапнтания жпчштогддкос ных уплогноний проводились .•! гл;-г.р:аор;!И Ивазжссого сельскохозяйственного института.

3"сплуаг;ни:онШ'2 ислотаниг м-цчитозадкостнах уплотнений под-

иипниковых узлов вентиляторов дизеле ft Д-21А1 и Д-144 проводились на транспортных и сельскохозяйственных работах в хозяйствах Воро-нежзкой и Ивановской областей. В процесса эксплуатационных испытаний фиксировалась наработка вентиляторов с опытными магнитожлд-костнымп уплотнениями с момента их установки.

Статистическую информацию обрабатывали методами теоуии вероятности и математической статистики с использованием ЭВМ "Электроника ДЗ-;--8".

Экономическую эффективность предлагаемых мероприятий рассчитывали по методике АН СССР в соответствии с рекомендациями кафедры "Экономика и организация сельскохозяйственного производства" ШШСП имени В.П.Горячкана.

Проведенные лабораторные исследования возможности использования реологических свойств магнитной жидкости для уменьшения проскальзывания в телах качения показали, что, изменяя радиальную нагрузку от 160 до 800 Н, при постоянной частоте вращения 1440 мин-1, наблюдаем увеличение коэффициента проскальзывания от 0,76 до 0,96 (рис.5). При этом на участке нагрузки от 160 до 480 Н наблюдается снижение коэффициента

Î 0,60 0,6 о

0,40 0,20

^^ < ¿А

a:i440MH«J

150

320

чво

бчо

Рис.

5. Коэффициент проскальзывания при использовании: I - ¡,Е 3 31 с магн. полем; 2 - ME № 31 без магн. поля; 3 - ЦИАТИМ-201.

проскальзывания . оатем срабатывает магнитореоло-гпческий эффект (повкчениа вязкости под действием магнитного поля), и магнит ная нидкость способствует повышению коэффициента проскальзывания.

При изменении часто-РМты вращения ъоликоп от О до 1800 мин , при посто-

янной тотальной нагрузке 160 II и 320 Н, влияние ■.пгнитореологичаского эффекта проявляется в повышении коэффициента проскальзывания до 0,55 (рис.6).

Использул высокие реологичвекив свойства магнитных жидкостей, удается значительно снизить проскальзчтание в телах качения за счет сцапления их с бегрвой дорожкоГг.

0^0

0,60

о,чо

0,20

о

-- ! 1 _^

V

\J "ALV t РН60Н

\

ЗОЙ 720 ; ЮМ W40

Рис.6. Коэффициент проскальзывания

при использовании: I - LÎH й 31 с магн. полем; 2 - Ш .»(■ 31 без маги. поля; 3 - ЩАТШ-201.

Оценка сцепляющих свойств ,магнитных кидко-стей. проводилась в сравнении с серийной смазкой ЦИАТШ-201. Полученные при этом значения коэффициентов проскальзывания показаны на рис. 5 и 5. Разница в коэффициентах проскальзывания достигает 200 %.

.Определенно работоспособности подшипников качения с магнитной едкостью в качестве смазывающего материала показало, что з сравнении с серийной смазкой ЦИАТИМ-201 при. увеличении частоты вращения вала до 500и мин-'1' температура в подапайковом узле повышалась до 70°С и выше, что свидетельствует о слабой структуре■пластичной смазки (рис.7).

При использовании магнитных жидкостей № 31 и К 32 температура в зоне подшипника с ростом частоты вращения вала не увеличивалась, а уменьшалась до 60°С.

Следует заметить, что температура в подшипнике при начальной

частоте вращения 1000 мин-1 для магнитных жидкостей выше, чем для ЦИАТИМ-201, это говорит о более сильном струк-»

1000 ~2й>0 ЗЗИ ¡ЮМ" Рис.7. Зависимость тепловыделений в подшипнике качения от частоты вращения вала при использовании различных сказочных материалов: 1 - W'I № 32; 2 - MI Je 31; 3 - Ш JÊ 2; 4 - Ш. - 20; 5 - ЦШШ-201. о

туппровании вдгнитных пгидкост-1Й.

Применение магнитного поля при использовании магнитных яыдко-оте:1 в кач^стпе сказывающих материалов позволит удержат;- магнитную смазку ¡«оно подан щшка, то ее г:-, выполнить роль yiлогнительного

Ксслелораник по опр .делзаип ндиа.ша т<:1иперату;ш на работоспо-

собность магнитной жидкости в уплотнении проводились в диапазона положительных температур = 20.. Л20°С.

Анализируя полученные результаты (рис.8), можно"сделать вывод что МЛ Ш 30 и 31 обладают более высокой устойчивостью к воздействиям температуры на всем диапазоне рабочих индукций.

\\

/

ч\ X/

____ Ж. „--— -—--

0,2

ач

0,6

0,9

Та (В)

Рис.8. Зависимость коэффициента термостабильности Кт ог индукции

тгнитного поля В (Тл) для различных жидкостей: . I - MI }Ь 22 (магнетит, ПЭО-5); 2 - MI й 31 (магнетит, ПЗС-5): 3-ffli 27 {магнетит, гриэтансламин); 4 - Ш Х> 30 (железо,ГЛ',ФМ)

5. Внадшаалгаздаыа.'с.од .лаедшшшш^^иих^^олр^^а

На основании проведанных исследований разработан технологиче екай процесс восстановления подаипникового узла вентилятора дпзал Д-21А1 с применением магнитодидкостного уплотнения. -

Результаты исследований рекомендованы в производство и лрпнг к внедрению Владимирским тракторным заводом, Лажневским и Савине: РТП Ивановской области.

Сравнительный экономический эффект от внедрения нового техпе логического процесса восстановления подшипникового узла вентилят< ра дизеля Д-21А1 с применением магнитожидкоотного уплотнения на Иавпкском РГП, при годовой программе восстановления 1200 тыс.шту составит 20,56 тыс.рублей в год.

ОБЩЕ вывода

I. Подаипниковыа узлы вентиляторов дизелей тракторов кл. О, и 0,9 (Д-21А1 я Д-144) изготовляются с дорогостоящими контактны-/ уплотнениями. По данным Владимирского тракторного завода и HATIf, отказы подшипниковых узлов указанных дизелей пс причине разгерметизации уплотнений возникают ужо при наработках crime 35 мото-чо сов.

2. Проведанный анализ показал, что для упомянутых подашнико-вых узлов представляют интерес магниюжидкостные уплотнения, которые обладают значительными преимуществами перед традиционными: обеспечивают полную герметичность, низкий момент трения, высокую долговечность, отсутствие износа, не предъявляют особых требований к шероховатости трущихся поверхностей.

3. Магнитожидкостное уплотнение представляет соб.ой встроенные в корпус подшипникового узла постоянные магниты в сочетании с ферромагнитной жидкостью (ФШ), заполняющей полость подлинника качения.

4. Разработаны состав магнитной жидкости А? 31 (жидкость-носитель ПЭС-5 - 65 %, поверхностно-активное веще.ство олеиновая кислота -.25 %, магнитная фаза магнетита ?едОЛ - 10 %) и способ уменьшения коэффициента проскальзывания в телах качения, что позволяет целенаправленно изменять реологические свойства смазочного материала.

^5. Применение теории планирования многофакторного эксперимента 2° позволило установить влияние на исследуемые режимы работы магнитной жидкости в упруго-гидродинамическом контакте: частоты вращения роликов, радиальной нагрузки на ролики, вязкости магнитной жидкости.

6. Исследования показали, что воздействием магнитного поля на магнитную жидкость можно добиться изменения ее вязкости до четырех раз. Последнее обеспечивает уменьшение проскальзывания и повышение долговечности подшипников качения вдвое.

7. Анализируя полученные результаты по определению коэффициента термостабильности Кт для различных Ф!<11, можно сделать вывод, что опытная партия ФМЖ й 31 обладает более высокой устойчивостью к воздействиям температуры на всем диапазоне рабрчих индукций от 0,2 до 1,0 Тл. ; * ■

8. Эксплуатационные испытания подшипниковых узлов вентиляторов дизелей Д-21А1 и Д-144 показали, что при достигнутой наработке 1910...3100 мото-часов по вина ыагнитожидкостного уплотнения отказов на иабл^далось. -

9. На основании проведенных исследований разработан техноло- . гичоский процесс восстановления подшипникового узла вентилятора

дозолей тракторов кл. 0,6 и 0,9 с применением магнитожидкостного уплотнения, которое позволило заменить подшипниковый узал с доро-

гостоячнм контактным уплотнением без манжеты с трехкратный уыэнь-шв!!:го'.. стоимости данного узла.

10. Результаты выполненных исследований принята к внедрению Владишрскпм тракторным заводом, а также Лекневским и СазппскйМ Р'Ш Ивановской области. Экономическая эффективность от внедрения нового технологического процесса восстановления подшипникового узла вентиляторов дизелей Д-2Ш на Савлкеком РТП, при годовой прогрс.'.»ле восстановления 1200 штук, составит 20,56 тыс. рублей.

1. Ваусов АЛ., Шарагин Ю.С. Методика исследования термоустойчивости магнитных жидкостей // Пути интенсификации сельскохозяйственного производства Ивановской области: Сб. тезисов докладов ИС/Л. - Иваново, 1285. - С. 134-135.

2. Шарагин Ю.С., Еаусов Л.11. К вопросу о термостайнльиостп Ферромагнитных жидкостей! (Ф1,Ш /У Вопроси применения ферромагнитных жидкостей в сельскохозяйственно:! технике: Сб. научных трудов ЯСли. - Ленинград, 1986. - С. 33-35.

3. Баусов Л.Ы. Уплотнитеяьние устройства подвижных соединений сельскохозякстванной техники // Способы повышения долговечности тракторов и сельхозмашин: Сб. научных трудов 'ЯПСП. - М., 1988. -С. 70-73.

4. Баусов А.Магнитное автоматизированное смазывание как способ повышения долговечности подшипников качания // Автоматизация производственных процессов в сельском хозяйство: Тез. докл. на Всесоюзной научно-технической конференции. - Минск, 1989. - С. 45.

5. Тельнов Н.Ф., Баусов АЛЛ. К вопросу о работоспособности подшипника качения с магнитной смазкой // Работы в-области'восстановления и упрочнения деталей: Сб. тезисов докладов семинара. -;,■!., 1991. - С. 13-14.

.йДйШШи&йОШ: