автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение долговечности узлов с радиальными шариковыми подшипниками

На правах рукописи

ПСЮКАЛО СЕРГЕЙ ПЕТРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ УЗЛОВ С РАДИАЛЬНЫМИ ШАРИКОВЫМИ ПОДШИПНИКАМИ

Специальность 05.20.03 - Технологии и средства технического обслуживания

в сельском хозяйстве (по техническим наукам)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Зерноград - 2009

Диссертация выполнена в ФГОУ ВПО «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия».

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Серегин Александр Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Алексенко Николай Петрович

кандидат технических наук, доцент Вороной Николай Степанович

Ведущее предприятие: ФГУ «Северо-Кавказская МИС»

(г. Зерноград, Ростовской области)

Защита состоится « 6 » июля 2009 года в 12°° часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.001.01 при Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии по адресу: 347740, г. Зерноград Ростовской области, ул. Ленина, 21 (аудитория 201, корпус 5).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО АЧГАА.

Автореферат разослан «<?9 » ^чоа. 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Шабанов Н.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Повышение долговечности сельскохозяйственной техники является одним из важнейших факторов, обеспечивающих рентабельность сельскохозяйственного производства. Расчетная долговечность сельскохозяйственной техники определяется долговечностью узлов и деталей, из которых скомпонована конструкция конкретной машины.

Одним из основных узлов, обеспечивающих долговечность машины (на примере трактора Т-150К), являются опоры с подшипниками качения. В настоящее время выход из строя этих узлов в производственных условиях составляет 30% от общего числа неисправностей. В связи с этим разработка мероприятий по повышению долговечности подшипниковых узлов является актуальной и имеет научную и практическую значимость.

Целью работы является повышение долговечности узлов с радиальными шариковыми подшипниками.

Объект исследования - подшипниковый узел с радиальными шариковыми подшипниками, на примере промежуточной опоры ВОМ трактора Т-150К.

Предмет исследования - закономерности, устанавливающие взаимосвязи, характеризующие механизм работы подшипникового узла от величины радиального зазора (износа) в подшипниках и способ повышения его долговечности.

Методы исследования включали основные положения теоретической механики, физики, математической статистики.

Научная новизна работы заключается в следующем:

-теоретически установлен и экспериментально подтвержден механизм работы подшипников узла, радиальный зазор которых превышает допустимое значение;

-разработан способ повышения долговечности узлов с подшипниками, в которых радиальный зазор превысил допустимое значение путем установки дополнительного упругого элемента;

-установлены параметры зоны разгрузки тел качения подшипников узла и параметры упругого элемента, позволяющего повысить долговечность узла;

Практическая значимость заключается в разработке способа, обеспечивающего увеличение межремонтного ресурса отремонтированного подшипникового узла в 1,6 раза, и в повышении долговечности:

- по критерию величины радиального зазора на 16%;

- по механизму накопления упругой внутренней энергии на 17-23%.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка

эффективности разработанного способа, обеспечивающего повышение долговечности подшипниковых узлов, и его внедрение проведены на базе КФХ «Русь» и КФХ «ИП Коробов Е.А.» Орловского района Ростовской области.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы

доложены и обсуждены на международной научно-практической

\ \

\

конференции ФГОУ ВПО СГАУ (г. Ставрополь, 2006 г.) и на научных конференциях ФГОУ ВПО АЧГАА (г. Зерноград, 2004-2008 гг.).

Публикация результатов исследований. Результаты проведенных исследований отражены в 7 печатных работах, в том числе патент РФ (№2276000) и одна работа в издании из перечня ВАК.

На защиту выносятся следующие основные положения:

-взаимосвязи влияния увеличенного радиального зазора подшипников на механизм работы узла;

-способ повышения долговечности подшипниковых узлов, на примере промежуточной опоры ВОМ трактора Т-150К, с обоснованием основных параметров;

-результаты работы подшипникового узла, с применением предложенного способа.

Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит введение, пять глав, общие выводы, библиографический список из 116 наименований, и приложение. Основное содержание работы изложено на 148 страницах машинописного текста, содержит 60 рисунков, 10 таблиц. Приложение содержит 14 таблиц, акты производственных испытаний и патент РФ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы, сформулированы: цель, объект и предмет исследований, научная новизна. Представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Современное состояние вопроса по эксплуатационным параметрам подшипниковых узлов машин сельскохозяйственного назначения, цель и задачи исследований» рассмотрены основные виды и причины преждевременных отказов узлов с радиальными шариковыми подшипниками. Проведен анализ современных исследований по долговечности узлов с радиальными шариковыми подшипниками.

Вопросами повышения долговечности подшипниковых узлов занимались С.Г. Докшанин, Е.П. Жильников, Р.И. Ли, А.Е. Митяев, A.B. Орлов,

A.И. Спришевский, H.A. Спицын, Б.П. Свешников, A.A. Серегин, В.В. Усов,

B.И. Ширяев и другие.

В результате анализа литературных источников, а также собранных статистических данных по износам подшипников, установлено, что:

• Из всего многообразия преждевременных отказов узлов с радиальными шариковыми подшипниками наибольшее количество вызваны эксплуатационными причинами. Основной вид преждевременных отказов составляет 65-75% и связан с увеличением радиального зазора в подшипниках сверх допустимого значения;

• Дефектация бывших в эксплуатации и выбракованных при ремонте подшипников показала, что определенный интерес представляет выяснение влияния увеличенного, сверх допустимого значения, радиального зазора на долговечность подшипника и узла в целом.

Достаточных теоретических исследований влияния этого параметра на работу радиальных шарикоподшипников нет;

• Существующие методы ремонта подшипниковых узлов не в полной мере способствуют снижению затрат на ремонт и, кроме того, требуют дополнительных технологических операций. Практический интерес представляет разработка более дешевых и менее энергоемких способов восстановления подшипниковых узлов, позволяющих увеличивать их долговечность.

• разработка способа производится на примере промежуточной опоры ВОМ трактора Т-150К, на основе анализа и последующего контроля работы, устанавливаемого в ней подшипника №308, как наиболее изнашиваемого в данном узле.

Анализ предшествующих исследований позволил сформулировать научную гипотезу: повышения долговечности подшипникового узла можно достичь устранением увеличенного радиального зазора в подшипниках, путем установки в узле упругого элемента с обеспечением предварительного натяга.

Для проверки научной гипотезы определены задачи исследования:

1. Рассмотреть основные виды и причины преждевременных отказов узлов с радиальными шариковыми подшипниками.

2. Проанализировать механизм работы радиального шарикового подшипника и характер распределения нагрузки на его тела качения в зависимости от величины радиального зазора.

3. Проанализировать работу подшипникового узла, с изношенными подшипниками, на примере промежуточной опоры ВОМ трактора Т-150К, и разработать способ, обеспечивающий повышение его долговечности с обоснованием основных параметров.

4. Исследовать экспериментально качественные показатели работы отремонтированного подшипникового узла и дать оценку состояния поверхностей качения подшипников, а также определить экономическую эффективность использования разработанного способа.

Во второй главе «Обоснование способа, обеспечивающего повышение долговечности подшипниковых узлов с радиальными шариковыми подшипниками» изложены результаты анализа механизма работы радиального шарикового подшипника и характер распределения нагрузки на его тела качения в зависимости от величины радиального зазора, а также механизм работы промежуточной опоры ВОМ трактора Т-150К, с изношенными подшипниками. На основе анализа разработан способ, обеспечивающий повышение долговечности подшипниковых узлов, с обоснованием основных параметров.

Механизм работы радиального шарикового подшипника рассматривается с учетом ряда допущений:

- влияние центробежных сил и моментов во вращательных парах подшипника на его динамику не учитываем;

- предполагается абсолютная жесткость материала деталей подшипника;

- изгибом колец и погрешностями формы тел и дорожек качения пренебрегаем;

- разноразмерность тел качения на распределение нагрузки между ними существенного влияния не оказывает;

- массой тела качения можно пренебречь по сравнению с другими действующими на него силами.

В работе подшипника наблюдаются весьма значительные различия в

Р. ТТ

зависимости от соотношения величин осевой и радиальнои сил —. При

комбинированном нагружении подшипника, когда осевая сила преобладает, тела качения оказываются защемленными между кольцами, если выполняется известное условие:

F.

->tg

arccos(l -

Sr

-)

где

2-(/,+/я-1)-£>г

gr - действительный радиальный зазор в подшипнике, мм; Вт - диаметр тела качения, мм;

Пг

(1)

/в > /я ~ коэффициенты, которые равны fB

г

f — и /й Д.

где гв и гн - радиусы дорожек качения (желобов), соответственно, внутреннего и наружного колец в плоскости, перпендикулярной направлению вращения.

Защемление тел качения происходит под действием силы N3 (рисунок 1, Ы3 =ЫИ = Ыв). При этом они не сохраняют первоначальное взаимное положение, а, наоборот очень интенсивно его изменяют, проходя различный путь по дорожке качения каждое, из-за диаметральной разности в пределах допуска и ряда других причин. В результате чего возникает сила трения Тс между телами качения и сепаратором. Указанные силы определяются на основе известных выражений.

Рисунок 1 - Схема частичного заклинивания отдельного тела качения подшипника

М3 = ~Рг '18а

(2)

z-Sina

где N3 - сила нормального давления в пятнах контакта тел качения с кольцами в наименее нагруженной зоне подшипника, Н; z - число тел качения; а - свободный угол контакта в подшипнике, град.

т - 2 с 57>//? + /-Со.5/?

где Гс - сила трения между сепаратором и телом качения, в момент его проскальзывания по кольцу, в наименее нагруженной зоне, Н; / - коэффициент трения между деталями подшипника; Р - угол, определяющий направление силы нормального давления Ыс тела качения на сепаратор, град.

С увеличением осевой нагрузки на подшипник сила трения между телами качения и сепаратором прямопропорционально возрастает и находится в не линейной зависимости от коэффициента трения между деталями подшипника. При этом возрастает момент трения, подшипник интенсивно изнашивается истиранием рабочих поверхностей, увеличивается его нагрев, происходит аварийный выход узла из строя.

Возможность увеличения осевой нагрузки определяется величиной радиального зазора gr в подшипнике. Если он превышает допустимое значение, возможность увеличения осевой силы резко возрастает (внешняя нагрузка распределяется в преобладающую осевую), что подтверждается графической зависимостью (рисунок 2), происходит интенсификация процессов изнашивания.

Рисунок 2 - График изменения соотношения радиальных и осевых сил для радиальных шариковых подшипников по мере их износа

О 0,06 0.12 0,18 0,21* 0,30 0.36 0,42 дг, мм

Если подшипник нагружен только радиальной силой Гг, или при комбинированном нагружении радиальная сила преобладает, то в зоне, противоположной направлению действия радиальной силы, менаду телом качения и кольцами имеет место зазор, то есть, тело качения находится в незащемленном свободном состоянии. Подшипник в целом разделен на две зоны: зону «загрузки» тел качения и зону «разгрузки». Но в данном случае наличие радиального зазора в подшипнике негативно сказывается на распределении внешней нагрузки между его телами качения, что подтверждается графическими зависимостями (рисунок 3), полученными на основе известных выражений 4-6.

1 13/2

---{\-Cosy) (4)

2е

где - нагрузка на тело качения, расположенное в нагруженной зоне под

¥

углом ц/ к линии действия внешней нагрузки, Н; е - безразмерная характеристика величины зоны нагружения, зависящая от радиального зазора и нагрузки, определяющей степень контактных деформаций 8о в подшипнике.

1

£• = -

2+—

(5)

Т = - 2е)

(6)

Рисунок 3 - Графики распределения радиальной нагрузки между телами качения и изменения зоны нагружения от величины радиального зазора в подшипнике №308

О 0.1 0.2 0,3 ОА 0.50.6 0.70.8 0.9 £

5.6 и.2 2,8 1А О -1А -2.8-¿>,2-5,6 дг-Ю~2, мм Так как величина зоны нагружения одновременно зависит от нагрузки и радиального зазора, то выявить общую зависимость между числовыми значениями gr и £ достаточно сложно. Такая зависимость установлена с некоторым приближением для конкретной группы подшипников, близких по размерам и нормальному радиальному зазору, и представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Зависимость между и е при радиальном нагружении и точечном контакте в подшипнике

Яг, ММ е Яг,мм £

0,056 0,1 0 0,5

0,042 0,2 -0,014 0,6

0,028 0,3 -0,028 0,7

0,014 0,4 -0,042 0,8

0 0,5 -0,056 0,9

Анализ графических зависимостей рисунка 3 показывает, что увеличение радиального зазора в шарикоподшипнике №308 приводит к значительному ухудшению распределения рабочей нагрузки между телами качения. Когда зазор составляет gr = 0...0,042 мм нагрузку воспринимают три тела качения, угол нагруженной зоны составляет ц/ = ±(9 0°...53°), разница

воспринимаемой нагрузки наиболее нагруженным и соседними телами качения составляет от 2 до 7,5 раз. При увеличении зазора gr > 0,042 мм, нагрузку начинает воспринимать одно тело качения, угол нагруженной зоны уменьшается у/ = ±(53 ...0°), что приводит к снижению ресурса подшипника. Для оптимальной загрузки тел качения подшипника и повышения долговечности узла, необходимо периодически, по мере нарастания радиального зазора, приводить его к нормальному значению или создавать условия предварительного натяга. При этом в условиях предварительного натяга возможно увеличение угла нагруженной зоны подшипника у/ = ±(90°...180°), с распределением внешней нагрузки практически между всеми телами качения, а наиболее нагруженное будет воспринимать нагрузку превышающую, воспринимаемую соседними телами качения, не более чем на 27%.

Анализ работы промежуточной опоры ВОМ трактора Т-150К показал, что нагрузки, действующие на опору, носят динамический характер. Их со-

F F

отношение составляет от — = 0 до —=1,5, что определяется изменением

F F

f i г

угла между валами карданной передачи, расположенной перед промежуточной опорой, у'=0+30°. При эксплуатации трактора радиальный зазор в подшипнике опоры №308 увеличивается, что вызывает постоянное перемещение вала телескопического устройства второй карданной передачи, соотношение

F

нагрузок на подшипник составляет — = 1,5.

К

Установленными фактами объясняется интенсивное изнашивание подшипника №308, снижение ресурса работы промежуточной опоры ВОМ.

На основе анализа механизма работы радиального шарикового подшипника, характера распределения внешней нагрузки на его тела качения, а также механизма работы промежуточной опоры ВОМ трактора Т-150К, с изношенными подшипниками, разработан способ, обеспечивающий повышение долговечности подшипниковых узлов (рисунок 4).

Способ заключается в том, что повысить долговечность узла можно посредством установки дополнительного упругого элемента между крышкой узла и торцом наружного кольца одного из подшипников, с увеличенным зазором. Путем затяжки болтов крышки устраняется увеличенный зазор в подшипниках, его негативное действие на работу узла, с восстановлением ресурса деталей узла. Затягивать болты необходимо вплоть до создания натяга в подшипниках узла, используя известное выражение:

¿С. = 0,5 • Fa ■ dcp ■ [фср / 2) • / + tg{<p + <рр )j (7)

где Мма - момент завинчивания болтов, Н-м; Fa - осевая нагрузка, действующая на узел, при завинчивании болтов, Н, F = Аотт; dcp - средний диаметр резьбы, м; Dcp - средний диаметр опорного торца болта, м; / - коэффициент трения на торце болта; ср - угол подъема резьбы; (р - угол трения в резьбе.

где

на основании известной зависимости:

Л.* = 1,58±0,5.77.

Аопйп - минимальный предварительный натяг, Н.

,1 ,з

Рисунок 4 - Подшипниковый узел в условиях предварительного натяга с упругим элементом 1 - вал; 2 - корпус; 3 - подшипник; 4 - крышка; 5 - упругий элемент; 6 - болт.

Толщина дополнительного упругого элемента для подшипникового узла должна быть такой, чтобы обеспечивалось условие:

т>о,т-к^отгёп+от2.ёг2 (9)

где Т - толщина упругого элемента, мм; к - коэффициент, учитывающий упругость и уменьшение толщины элемента, при приложении нагрузки; индексы 1 и 2 - номера подшипников.

Дополнительный элемент должен быть упругим, поскольку: позволяет демпфировать осевые нагрузки; отпадает необходимость в постоянном контроле зазора подшипников опоры; не нужно предусматривать тепловой зазор между крышкой, закрывающей опору, и подшипником.

При рассмотрении механизма работы подшипника отмечено, что преобладающая осевая нагрузка вызывает защемление тел качения, а поскольку условия предварительного натяга вызовут именно такую ситуацию, необходимо предусмотреть зону разгрузки тел качения. Геометрические параметры гарантированной зоны разгрузки тел качения подшипника: глубина С и длина I. Длина разгрузочной зоны должна быть равна или меньше расстояния между телами качения, чтобы сохранялась статическая и динамическая грузоподъемность подшипника. Глубина разгрузочной зоны на дорожке качения по линии контакта определяется величиной контактных деформаций тела качения с внутренним и наружным кольцом 2 8.

180

(10)

2

где Я - радиус окружности качения наружного кольца, по дну желоба, мм.

Е8 = 8„+8„

(И)

где 8В,8Н - контактные деформации тела качения по внутреннему и наружному кольцу, мм.

Контактные деформации по внутреннему и наружному кольцу радиального шарикового подшипника 8в ~ 5н, и определяются известным выражением:

<5 = 1,28-КГ3 ■^-^■(О2 -Х/?)з (12)

л ■ /и

2 • К

где - - числовое значение, зависящее от разности кривизн контакти-

п ■ /л

рующих тел; О - усилие, сжимающее тело качения, Н; Ър - сумма кривизн тела качения по малой и большой осям эллипса, мм"1.

При этом выдвигается гипотеза о самостоятельном образовании, в процессе эксплуатации, зоны разгрузки тел качения на наружном (неподвижном) кольце подшипника, при достижении величины допустимого зазора.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» приведены цель и задачи, в соответствии с которыми была разработана программа проведения исследований.

Экспериментальные исследования проводились как в лабораторных, так и в производственных условиях.

С целью установления гарантированной зоны разгрузки тел качения в подшипниках №308, с допустимой величиной зазора, производилась их разборка и измерение толщины борта наружных колец, по длине дорожки качения.

Сравнительные лабораторные испытания проводились на установке ДМ-28М, для определения момента трения в подшипниках качения №308 (рисунок 5). При испытаниях параллельно измерялись температура нагрева и величина момента трения подшипников узла.

Рисунок 5 - Общий вид лабораторной установки ДМ-28М с компьютерным комплексом: 1 - корпус; 2 - маятник; 3 - динамометрическая пружина № 553; 4 - индикаторная головка; 5 - испытательная головка с механизмами нагружения; 6 - измеритель температуры; 7 - компьютер

На рисунке 6 показана испытательная головка с подшипниковым узлом, параметры которого контролировали при испытаниях.

Поскольку проводились сравнительные испытания, то сначала контролировали параметры узла с новыми подшипниками №308, а затем узла с изношенными подшипниками №308 (gr = 0,2 мм) в сочетании с упругим элементом.

Рисунок 6 - Испытательная головка с механизмами радиального и осевого нагружения: 1 - корпус; 2 - механизм радиального нагружения; 3 - механизм осевого нагружения;

4 - подшипниковый узел; 5 - упругий элемент; 6 - крышка

При производственных испытаниях определялась величина радиального зазора подшипников №308 промежуточной опоры ВОМ трактора Т-150К в зависимости от наработки, для установления ресурса работы опоры. Чтобы установить увеличение межремонтного ресурса промежуточной опоры ВОМ испытания проводились на базе двух хозяйств. В одном хозяйстве 11 тракторов Т-150К работали с новыми подшипниками опор в течение всего периода испытаний. В другом - промежуточные опоры ВОМ 10 тракторов Т-150К были отремонтированы разработанным способом, при достижении величины допустимого зазора в подшипниках №308 опоры.

С целью выяснения механизма изнашивания, а также оценки состояния поверхностей качения подшипников промежуточных опор ВОМ, после производственных испытаний, проводился металлографический анализ. Анализ выполняли в соответствии с ГОСТ 5639-82 на металлографическом микроскопе МЙМ-8. Микротвердость измеряли согласно ГОСТ 2999-75 на приборе ПМТ-3. Значение измеренной микротвердости позволяло определять величину накопленной упругой внутренней энергии (УВЭ) по известной зависимости, с целью подтверждения увеличения долговечности узла.

U„ =85-10"5 -ЯЛ (13)

где Ue- накопленная упругая внутренняя энергия дефектов в материале подшипника, Дж/мм3; Нп- текущее значение твердости, определенное на твердомере ПМТ-3, МПа.

Полученные экспериментальные данные обрабатывали в программе EXCEL, в соответствии с методами математической статистики.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований и их анализ» в результате измерений толщины борта, по длине дорожки качения, наружных колец подшипников №308, с допустимым зазором (gr «0,2 мм), установлено образование углубления. На участке длиной I = 36 мм толщина борта меньше, чем в среднем по всей длине дорожки качения. Геометрические параметры углубления / = 36 мм, С = 0,31 мм (рисунок 7) позволяют утверждать, что в процессе эксплуатации на наружном кольце подшипника, при достижении допустимой величины зазора, образуется гарантированная зона разгрузки тел качения.

Толщина бурта (Т), мм 7.S

7,8 7,7 7,6 7,5 7,4 7,3 7,2

/ = 36 мм

С=( ,31 мм

* •

г=-о,о( Oä-L" +1 ,013-L3 0,0788- L! + 0,0( 56-L +: ,8575

I ' = 0,91 >7

15

20

Рисунок 7 - Результаты измерения толщины бурта, в месте образованного углубления, колец эксплуатировавшихся подшипников №308 (с допустимым зазором)

25 30 35 40 45 Длина дорожки качения (Ь), мм

В результате сравнительных лабораторных испытаний узла с новыми подшипниками и изношенными (gr= 0,2 мм) с упругим элементом, на режимах приближенным к условиям эксплуатации, как разработанного способа ремонта, был установлен характер их нагрева, а также величина момента трения, в зависимости от времени работы на установке. т,°с

1-Т = -0,01' 8 t4+ 0 ,5335 t '-7,15 1712 + 15,123 t -17,7 76, RJ = 0,99Ё8

Г, — —- . - — ; 80 об МИН ; - — -i

■ г. 3

' и Г: - 98C o6/mi - — [H i

" 2 3 ! = (J, Т = 0 M24-tJ 1502 t3 - 1,64. -1,508 5-tJ + 20,734-1 2-tJ+16,451-1 + 0,39 + 6,35 ¡6, k* R1 = 0,99' = 0,99 1 9 i

4 т = о, 3399 t3 - U4jl-t2 + |3,443 i + 7,28)32, R3 = 0,99- 8 j -i

Рисунок 8 -Зависимость температуры нагрева подшипников от времени работы узла при нагрузках: ^ = 2500 Н, F =3500Н

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

t, МИН.

Доказана эффективность применения упругого элемента для изношенных подшипников узла (gr= 0,2 мм), с зоной разгрузки, как разработанного способа ремонта узла, при определении температурного режима работы (рисунок 8) на лабораторной установке, что подтверждается следующим:

- при режиме испытаний: п =980об/мин, Fr=2500H, Fa=3500H, температура нагрева новых подшипников узла выше, чем изношенных (gr = 0,2 мм), с упругим элементом, в среднем на 16 °С, с увеличением частоты вращения п = 1880 об/мин разница в нагреве составляет 23 °С.

- характер кривых нарастания температуры свидетельствует о постоянном возрастании температуры новых подшипников узла и стабилизации ее в изношенных (gr= 0,2 мм), с упругим элементом, за принятый период испытаний.

На рисунках 9-10, по обработанным результатам испытаний, с определением среднего значения параметра, коэффициента вариации, относительной ошибки, представлены кривые, характеризующие изменение момента трения в новых подшипниках узла и изношенных (gr = 0,2 мм), в сочетании с

упругим элементом. Принятый уровень надежности при испытаниях 95%, количество повторностей т=15, относительная ошибка не превышает 20%.

Рисунок 9- Зависимость момента трения в подшипниках от времени работы узла при ^ =2500Н, ^ =3500Н и частоте вращения

и = 980 об/мин Рисунок 10 Зависимое; ь

момента трения в подшипниках от времени работы узла при

= 2500 Н, ^=3500Н и частоте вращения

л = 1880об/мин

При частоте вращения вала лабораторной установки п = 980 об/мин и ^ = 2500 Н, = 3500 Н, разница в величине момента трения новых подшипников узла и изношенных 0,2 мм), с упругим элементом, составляет: пускового 0,6 Н-м, установившегося момента трения 0,2 Н-м. Стабилизация момента трения происходит:

- для новых подшипников узла на 70 минуте при Т = 66 °С;

- для изношенных подшипников узла = 0,2 мм), с упругим элементом, на 50 минуте при Т = 52 °С.

При увеличении частоты вращения вала установки п=1880 об/мин происходит увеличение момента трения: пускового на 43% для новых подшипников узла, на 38% для изношенных (gr= 0,2 мм), с упругим элементом. Установившийся момент трения увеличивается на 60% у новых подшипников узла, на 33% - изношенных (gr = 0,2 мм), с упругим элементом. Стабилизация момента трения происходит:

- для новых подшипников узла на 50 минуте-при 7 = 91 °С;

М„, Н-м

/К > зел с ИОВЫ 1И по 1ШИП шкап И

1 1 4 1 А У ¡ел с ] [Зной енны НИ ПС ЦШИП ника-

ч__

' £ Мщск ~ — - ---- ---- 1— - ■ ---

0 0,01 1 1,5 2,5 5 10 30 50 70 95 120

I. мин

М„, Н-м

узе I с но выми ПОДШ ипни сами

//1 \ \ 1! ! \ У- ел с [ЗНОП енны НИ ПО ЦШИП ника-

//' 1 N

/' - ~ —

( £ 1 *

0 0,01 1 1,5 2,5 5 10 30 50 70 95 120

1, мин

- для изношенных подшипников узла (gr= ОД мм), с упругим элементом, на 30 минуте при Т = 61 С.

Разница в полученных данных говорит о значительном расхождении характера трения, протекающего на рабочих поверхностях элементов новых подшипников узла и изношенных (gr- 0,2 мм), с упругим элементом. Объяснение такого расхождения характера трения вытекает из теоретического описания работы подшипника при отсутствии зазора и обусловлено проскальзыванием тел качения, при котором силы трения в контакте шариков с дорожками качения колец и сепаратором достигают максимального значения. Как было рассмотрено ранее, в серийном шариковом подшипнике при осевом нагружении происходит защемление тел качения, вызванное силами трения в контакте с дорожками качения и сепаратором. В изношенном же подшипнике (с допустимым зазором), с гарантированной зоной разгрузки, шарики при каждом обороте вокруг оси подшипника освобождаются в ней от действующих на них внутренних сил, кроме того, упругий элемент позволяет избежать возникновения условий трения скольжения.

Для определения эффективности разработанного способа, в условиях реальной эксплуатации, были проведены производственные испытания промежуточных опор ВОМ тракторов Т-150К. На рисунке 11 представлены графические зависимости, наглядно характеризующие степень и скорость изнашивания подшипников опор в зависимости от наработки тракторов, а также увеличение межремонтного ресурса опор, отремонтированных разработанным способом при допустимой величине зазора в подшипниках №308.

Проведенные производственные испытания показали эффективность разработанного способа ремонта промежуточной опоры ВОМ трактора Т-150К со следующих позиций:

1. Применение разработанного способа ремонта подшипникового узла, когда величина радиального зазора в подшипниках равна допустимому (0,2 мм), позволяет при последующей наработке уменьшить скорость нарастания зазора в 1,7 раза; по сравнению с узлом, который не ремонтировался, в 5 раз.

2. С использованием разработанного способа межремонтная наработка составляет 2400 часов, что в 1,6 раза больше, чем при традиционном способе ремонта узла (1500 часов), который заключается в замене изношенных подшипников.

3. Расчетный ресурс (долговечность) подшипников №308 равен 3000 часов. С использованием разработанного способа ремонта, ресурс подшипников будет на 16% больше расчетного.

Для выяснения влияния разработанного способа на долговечность подшипникового узла были проведены более глубокие исследования - металлографический анализ состояния поверхностей колец и тел качения подшипников промежуточной опоры ВОМ после ремонта по окончании производственных испытаний.

Зазор (gr), мм 0,7

0 500 1100 1550 2000 2350 2700 3000 3250 3500

Наработка (Р), час 1 - опора с новыми подшипниками; 2 - опора, отремонтированная разработанным способом при допустимом зазоре в подшипниках №308 Рисунок 11 - Изменение величины радиального зазора подшипников №308 промежуточной опоры ВОМ в зависимости от наработки

По результатам металлографических исследований:

Дефекты изношенных подшипников (предельный зазор) опор без ремонта:

- у колец представлены семейством развитых трещин, различной ориентации ~ 30°, ~ 90°, расположенных на глубине 0,38-0,57 мм в области повышенной энергонасыщенности 9,30 - 10,46 ДЖ/мм3.

- у тел качения - областями натиров, задиров, поверхность не приработана.

Дефекты подшипников (предельный зазор) отремонтированных опор:

- у колец - семейство трещин, область залегания которых такая же, однако находятся они в зачаточном состоянии.

- тела качения имеют гладкую, хорошо приработанную поверхность.

У подшипников отремонтированных опор скорость накопления упругой внутренней энергии (УВЭ) меньше, что подтверждает увеличение долговечности промежуточной опоры ВОМ, по механизму накопления УВЭ подшипниками, на 17-23%.

В пятой главе «Экономическая эффективность способа, обеспечивающего повышение долговечности узлов с радиальными шариковыми подшипниками» приведены расчеты экономической эффективности использования разработанного способа.

При расчете экономической эффективности в качестве базы сравнения принят способ ремонта подшипниковых узлов на ремонтных предприятиях, в основу которого положена замена изношенных подшипников узла новыми.

Предложенное техническое решение позволяет снизить трудоемкость ремонта промежуточной опоры ВОМ трактора Т-150К на 28%, энергоемкость ремонта на 60%, при этом экономический эффект от внедрения

разработанного способа, с учетом увеличения межремонтного ресурса опоры в 1,6 раза, составит 77,57 рублей в расчете на одну опору.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Подтвержден фактор, определяющий долговечность узла с радиальными шариковыми подшипниками - увеличенный сверх допустимого значения радиальный зазор в подшипниках.

2. Установлено два режима работы радиального шарикового подшипника

F

в зависимости от соотношения действующих осевой и радиальной сил —, кок

торое определяется величиной радиального зазора. Это позволило выявить, что при увеличении радиального зазора, сверх допустимого значения, возникает дополнительная сила трения Тс в подшипнике, приводящая к возрастанию момента трения, увеличению нагрева, интенсивному изнашиванию подшипника.

3. Увеличение радиального зазора gr подшипника №308 в пределах от 0 до 0,042 мм приводит к уменьшению угла нагруженной зоны у/ от ±90° до ±53°, при этом разница воспринимаемой внешней нагрузки наиболее нагруженным и соседними телами качения составляет от 2 до 7,5 раз. Дальнейшее увеличение зазора gr > 0,042 мм приводит к тому, что всю нагрузку начинает воспринимать одно тело качения, угол нагруженной зоны уменьшается I// = ±(53°...0°), долговечность подшипника при этом снижается. Это позволило определить, что при создании условий предварительного натяга в подшипнике произойдет увеличение угла нагруженной зоны ц/ = ±(90°... 180°), при этом наиболее нагруженное тело качения будет воспринимать нагрузку превышающую, воспринимаемую соседними, не более чем на 27%, а долговечность подшипника увеличится.

4. Установлено, что предельное значение соотношения действующих на промежуточную опору ВОМ трактора Т-150К осевой и радиальной сил F

— = 1,5 приводит к снижению ресурса ее работы.

Fr

5. Дополнительный упругий элемент с созданием предварительного натяга в подшипниках промежуточной опоры ВОМ позволяет устранить увеличенный радиальный зазор подшипников, демпфировать осевую нагрузку и повысить долговечность опоры.

6. Установлено, что в процессе эксплуатации на дорожке качения наружного кольца подшипника №308 образуется зона, которая позволяет разгружать тела качения подшипника при предварительном натяге. Геометрические параметры зоны: длина I - 36 мм, глубина С = 0,31 мм.

7. В результате лабораторных испытаний подшипникового узла, на режимах близких к условиям эксплуатации при и = 1880 об/мин, F =2500Н, F =3500Н, установлено, что применение разработанного способа позволяет

снизить нагрев подшипников узла в среднем на 24 °С, стабилизировать их температуру на уровне 86 °С и стабилизировать момент трения в подшипниках на 20 минут раньше, уменьшить его величину: на этапе пуска - на 27%; до и после стабилизации - в 2 раза.

8. В результате производственных испытаний установлено, что с использованием разработанного способа ремонта межремонтная наработка промежуточной опоры ВОМ составляет 2400 часов, что в 1,6 раза больше, чем при способе ремонта, который заключается в замене изношенных подшипников (1500 часов). Расчетный ресурс подшипников №308 равен 3000 часов 111. С использованием разработанного способа ремонта, ресурс подшипников узла будет на 16% больше.

9. Проведение металлографического анализа поверхностей качения подшипников после испытаний подтверждает увеличение ресурса промежуточной опоры ВОМ, по механизму накопления упругой внутренней энергии, на 17-23%.

10. Экономический эффект от внедрения разработанного способа, на примере промежуточной опоры ВОМ, в расчете на обслуживание тракторов Т-150К Ростовской области составит 147530 рублей.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Псюкало, С.П. Восстановление ресурса радиального шарикоподшипника [Текст] / С.П. Псюкало, A.A. Серегин // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК: сб. материалы междунар. науч-пракгич. конф. Ч. 2. - Ставрополь: СГАУ, 2006. - С. 59 - 62.

2. Псюкало, С.П. Причины выбраковки радиальных шарикоподшипников [Текст] / С.П. Псюкало, A.A. Серегин // Технология и механизация животноводства: межвуз. сб. науч. тр. Вып. 2. - Зерноград: АЧГАА, 2004. - С. 50-52.

3. Псюкало, С.П. Влияние радиального зазора на распределение нагрузки между телами качения и угол зоны нагружения шариковых подшипников [Текст] / С.П. Псюкало, A.A. Серегин // Технологии и средства повышения надежности машин в АПК: сб. науч. тр. Вып. 1. - Зерноград, 2005. -С. 61-66.

4. Псюкало, С.П. Определение параметров зоны разгрузки тел качения шарикового подшипника [Текст] / С.П. Псюкало, A.A. Серегин // Технологии и средства повышения надежности машин в АПК: сб. науч. тр. ФГОУ ВПО АЧГАА. - Зерноград, 2007. - Вып. 1. - С. 142 - 147.

5. Псюкало, С.П. Повышение долговечности опор качения сельскохозяйственных машин с увеличенными радиальными зазорами [Текст] / С.П. Псюкало, A.A. Серегин, В.В. Усов // Технология и механизация животноводства: межвуз. сб. науч. тр. - Зерноград: АЧГАА, 2004. - Вып. 2. - С.52 - 56.

6. Псюкало, С.П. Механизм изнашивания и разрушения подшипников с энергетических позиций [Текст] / С.П. Псюкало, A.A. Серегин, В.А. Скляр // ж. Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2009 - №3 - с.44-46.

7. Пат. 2276000 Российская Федерация, МПК7 В23Р 6/00. Способ ремонта подшипникового узла [Текст] / Псюкало С.П., Серегин A.A., Калинин A.A.; заявитель и патентообладатель Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия. - № 2004133990/02; заявл. 22.11.04; опубл. 10.05.06, Бюл. №13. - 3 е.: ил.

JIP 65 - 13 от 15.02.99. Подписано в печать 22.05.2009. Формат 60x84/16. Уч.-изд. л. 1,1. Тираж 100 экз. Заказ № 222.

РИО ФГОУ ВПО АЧГАА 347740, г. Зерноград Ростовской области, ул. Советская, 15.

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМ ПАРАМЕТРАМ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ МАШИН СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Виды и причины преждевременных отказов радиальных шариковых подшипников.

1.2 Анализ исследований по долговечности узлов с радиальными шариковыми подшипниками.

1.3 Выводы и задачи исследований.

2 ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ УЗЛОВ С РАДИАЛЬНЫМИ ШАРИКОВЫМИ ПОДШИПНИКАМИ.

2.1 Анализ механизма работы подшипников качения при различных видах нагружения.

2.2 Анализ распределения нагрузки на тела качения подшипника в зависимости от величины радиального зазора.

2.3 Анализ работы промежуточной опоры ВОМ трактора Т-150К.

2.4 Способ, обеспечивающий повышение долговечности узлов с радиальными шариковыми подшипниками.

2.5 Выводы по главе.

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Цель, задачи и программа экспериментальных исследований.

3.2 Оборудование и методика определения гарантированной зоны разгрузки у эксплуатировавшихся подшипников.

3.3 Оборудование и методика подготовки упругого элемента.

3.4 Оборудование и методика лабораторных исследований.

3.4.1 Оборудование и методика измерения температуры нагрева и момента трения радиальных шариковых подшипников.

3.4.2 Методика тарировки лабораторного оборудования.

3.5 Оборудование и методика производственных испытаний.

3.6 Оборудование и методика металлографических исследований.

3.7 Методика обработки экспериментальных данных.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ.

4.1 Результаты определения гарантированной зоны разгрузки у эксплуатировавшихся подшипников.

4.2 Результаты лабораторных испытаний узла с подшипниками №308.

4.2.1 Результаты измерения температуры нагрева подшипников узла.

4.2.2 Результаты измерения момента трения в подшипниках узла.

4.2.3 Выводы по результатам лабораторных испытаний.

4.3 Результаты производственной проверки способа, обеспечивающего повышение долговечности подшипниковых узлов, на примере промежуточной опоры ВОМ трактора Т-150К.

4.3.1 Результаты производственных испытаний.

4.3.2 Выводы по результатам производственных испытаний.

4.4 Результаты металлографических исследований.

4.4.1 Результаты металлографических исследований.

4.4.2 Выводы по результатам металлографических исследований.

4.5 Выводы по главе.

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СПОСОБА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ УЗЛОВ С РАДИАЛЬНЫМИ ШАРИКОВЫМИ ПОДПТИПНИКАМИ.

За последние годы в агропромышленном комплексе страны резко сократился парк машин, значительно вырос их физический и моральный износ, что при острейшем дефиците сельскохозяйственной техники привело к сокращению объемов производства сельскохозяйственной продукции и повышению ее себестоимости.

Так, за последние 8.9 лет, машинотракторный парк России уменьшился на 40%, а износ основных фондов превысил их восстановление более чем в 10 раз /88/. Растут простои машин вследствие технических неисправностей. Одним из наиболее распространенных видов неисправностей сельскохозяйственной техники является выход из строя опор с подшипниками качения /33, 37, 52, 80, 90, 91, 97, 112/. В настоящее время выход из строя этих узлов (на примере трактора Т-150К) в производственных условиях составляет 30% от общего числа неисправностей /88/.

Трудно назвать какой-либо современный механизм, машину или агрегат, в котором не эксплуатировались бы подшипники качения. За последнее время значительно выросло их количество в конструкциях новых моделей тракторов и с/х машин. Так, в тракторах ВТ-100Д, ВТ-100Н их около 400. Наибольшее распространение в сельскохозяйственном машиностроении получили радиальные шарикоподшипники /7, 52, 90, 91/. Они менее требовательны к качеству и условиям смазки, имеют наименьшие потери на трение и являются наиболее дешевыми по сравнению с другими типами подшипников соответствующих габаритов, что и обуславливает их широкое использование.

Большой вклад в изучение причин повреждаемости подшипников качения опор внесли Пальмгрен А., Перель Л.Я., Бейзельман Р.Д, Цыпкин Б.В., Спицын Н.А., Спришевский А.И., Костецкий Б.И. В своих работах /7, 71, 78, 90, 91, 92, 95, 96/ авторы утверждают, что связаны они с увеличением в подшипниках радиального зазора и осевой игры, а также с износом посадочных мест в соединениях «наружное кольцо подшипника - корпус» и «внутреннее кольцо - вал». Они в свою очередь ведут к нарушению соосности опор и валов, вызывают перекосы последних по отношению друг к другу и приводят к прогрессирующему износу не только деталей самих подшипников, но и деталей узла. Известные способы ремонта подшипниковых узлов /21, 50, 51, 65, 67, 101/, заключающиеся в замене изношенного подшипника и восстановлении размерных характеристик посадочных мест с помощью полимерных материалов, наплавкой или постановкой втулок не в полной мере способствуют снижению затрат на ремонт и кроме того требуют дополнительных технологических операций.

Замена изношенных узлов или их деталей на новые требует от производителя сельскохозяйственной продукции существенных материальных ресурсов, специального технологического оборудования и квалифицированных специалистов. Ремонтно-обслуживающая база же предприятий АПК в настоящее время теряет свой технологический уровень из-за изменения профиля и использования мощностей в других отраслях.

Вопросами повышения долговечности подшипниковых узлов занимались Докшанин С.Г., Жильников Е.П., Ли Р.И., Митяев А.Е., Орлов A.B., Спришевский А.И., Спицын H.A., Свешников Б.П., Серегин A.A. Усов В.В., Ширяев В.И. и другие.

Тем не менее, существует настоятельная необходимость в продолжении исследований и разработки таких способов ремонта опор качения, которые бы обеспечивали качественно и в кратчайшие сроки их выполнение с одновременным повышением срока службы узлов сельскохозяйственных машин.

Исходя из этого, целью исследований является повышение долговечности узлов с радиальными шариковыми подшипниками.

Объект исследований: подшипниковый узел с радиальными шариковыми подшипниками, на примере промежуточной опоры ВОМ трактора Т-150К.

Предмет исследований: закономерности, устанавливающие взаимосвязи, характеризующие механизм работы подшипникового узла от величины радиального зазора (износа) в подшипниках и способ повышения его долговечности.

Научная гипотеза: повышения долговечности подшипникового узла можно достичь устранением увеличенного радиального зазора в подшипниках, путем установки в узле упругого элемента с обеспечением предварительного натяга.

Научная новизна исследований:

-теоретически установлен и экспериментально подтвержден механизм работы подшипников узла, радиальный зазор которых превышает допустимое значение;

-разработан способ повышения долговечности узлов с подшипниками, в которых радиальный зазор превысил допустимое значение путем установки дополнительного упругого элемента;

-установлены параметры зоны разгрузки тел качения подшипников узла и параметры упругого элемента, позволяющего повысить долговечность узла;

-техническая новизна подтверждена патентом РФ на изобретение №2276000.

Практическая значимость исследований заключается в разработке способа, обеспечивающего увеличение межремонтного ресурса отремонтированного подшипникового узла в 1,6 раза, и в повышении долговечности:

- по критерию величины радиального зазора на 16%;

- по механизму накопления упругой внутренней энергии на 17-23%.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка эффективности разработанного способа, обеспечивающего повышение долговечности подшипниковых узлов, и его внедрение проведены на базе КФХ «Русь» и КФХ «ИП Коробов Е.А.» Орловского района Ростовской области.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на международной научно-практической конференции ФГОУ ВПО СГАУ (г. Ставрополь, 2006 г.) и на научных конференциях ФГОУ ВПО АЧГАА (г. Зерноград, 2004-2008 гг.).

Публикация результатов исследований. Результаты проведенных исследований отражены в 7 печатных работах.

Работа выполнена на кафедрах надежности и ремонта машин, сопротивления материалов и деталей машин ФГОУ ВПО АЧГАА (г. Зерноград, Ростовской области) в соответствии с планом НИР.

На защиту выносятся:

-взаимосвязи влияния увеличенного радиального зазора подшипников на механизм работы узла;

-способ повышения долговечности подшипниковых узлов, на примере промежуточной опоры ВОМ трактора Т-150К, с обоснованием основных параметров;

-результаты работы подшипникового узла, с применением предложенного способа.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Подтвержден фактор, определяющий долговечность узла с радиальными шариковыми подшипниками - увеличенный сверх допустимого значения радиальный зазор в подшипниках.

2. Установлено два режима работы радиального шарикового подшипника F в зависимости от соотношения действующих осевой и радиальной сил —ко

Fr торое определяется величиной радиального зазора. Это позволило выявить, что при увеличении радиального зазора, сверх допустимого значения, возникает дополнительная сила трения Тс в подшипнике, приводящая к возрастанию момента трения, увеличению нагрева, интенсивному изнашиванию подшипника.

3. Увеличение радиального зазора gr подшипника №308 в пределах от 0 до 0,042 мм приводит к уменьшению угла нагруженной зоны ц/ от ±90° до ±53°, при этом разница воспринимаемой внешней нагрузки наиболее нагруженным и соседними телами качения составляет от 2 до 7,5 раз. Дальнейшее увеличение зазора gr > 0,042 мм приводит к тому, что всю нагрузку начинает воспринимать одно тело качения, угол нагруженной зоны уменьшается ц/ - ±(53°.0°), долговечность подшипника при этом снижается. Это позволило определить, что при создании условий предварительного натяга в подшипнике произойдет увеличение угла нагруженной зоны ^ = ±(90°. 180°), при этом наиболее нагруженное тело качения будет воспринимать нагрузку превышающую, воспринимаемую соседними, не более чем на 27%, а долговечность подшипника увеличится.

4. Установлено, что предельное значение соотношения действующих на промежуточную опору ВОМ трактора Т-150К осевой и радиальной сил F = 1,5 приводит к снижению ресурса ее работы.

5. Дополнительный упругий элемент с созданием предварительного натяга в подшипниках промежуточной опоры ВОМ позволяет устранить увеличенный радиальный зазор подшипников, демпфировать осевую нагрузку и повысить долговечность опоры.

6. Установлено, что в процессе эксплуатации на дорожке качения наружного кольца подшипника №308 образуется зона, которая позволяет разгружать тела качения подшипника при предварительном натяге. Геометрические параметры зоны: длина 1-36 мм, глубина С = 0,31 мм.

7. В результате лабораторных испытаний подшипникового узла, на режимах близких к условиям эксплуатации при я = 1880 об/мин, Fr=2500H, Fa =3500Н, установлено, что применение разработанного способа позволяет снизить нагрев подшипников узла в среднем на 24 °С, стабилизировать их температуру на уровне 86 °С и стабилизировать момент трения в подшипниках на 20 минут раньше, уменьшить его величину: на этапе пуска - на 27%; до и после стабилизации - в 2 раза.

8. В результате производственных испытаний установлено, что с использованием разработанного способа ремонта межремонтная наработка промежуточной опоры ВОМ составляет 2400 часов, что в 1,6 раза больше, чем при способе ремонта, который заключается в замене изношенных подшипников (1500 часов). Расчетный ресурс подшипников №308 равен 3000 часов 111. С использованием разработанного способа ремонта, ресурс подшипников узла будет на 16% больше.

9. Проведение металлографического анализа поверхностей качения подшипников после испытаний подтверждает увеличение ресурса промежуточной опоры ВОМ, по механизму накопления упругой внутренней энергии, на 17-23%.

10. Экономический эффект от внедрения разработанного способа, на примере промежуточной опоры ВОМ, в расчете на обслуживание тракторов Т-150К Ростовской области составит 147530 рублей.

1. Андриевский, В.Г. Влияние зазоров в гнездах сепаратора на работу деталей подшипника Текст. / В.Г. Андриевский, A.B. Гайдамака, С.М. Шнырь // Подшипниковая промышленность. - 1983. - №12. - С. 3 - 9.

2. A.c. 1099130 СССР, МКИ4 16С 19/00, 33/58. Подшипник качения Текст. / В.И. Седов, Б.А. Яхин, Л.М. Заитов. №2904084/25 27; заявл. 02.04.80; опубл. 20.06.84. Бюл. №23. - 1 с.

3. Блюм, Е.О. Исследование влияния сепараторов на шум и вибрацию шарикоподшипников Текст. / Е.О. Блюм // Сельскохозяйственную технику на уровень современных требований. Минск: Урожай, 1967.- С. 92 96.

4. Беркович, М.С. Зависимость работоспособности радиальных шарикоподшипников от их перекоса Текст. / М.С. Беркович // Вестник машиностроения. 1980. - №6. - С. 3 - 6.

5. Бронштейн, И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗОВ Текст. / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. М.: Наука, 1986.- 544 с.

6. Беркович, М.С. Долговечность подшипников качения в условиях несоосности их колец перекоса Текст. /М.С. Беркович // Вестник машиностроения. 1983. - №10. - С. 9 - 12.

7. Бейзельман, Р.Д. Подшипники качения Текст. / Р.Д. Бейзельман, Б.В. Цыпкин, Л.Я. Перель. Изд. 6-е. - М.: Машиностроение, 1975. - 572 с.

8. Бентли, Д. В поисках более совершенных подшипников Текст. / Д. Бентли // Компрессорная техника и пневматика. 2001. - №1.

9. Безъязычный, В.Ф. Анализ условий возникновения фретгинг-износа в подшипниках качения Текст. /В.Ф. Безъязычный // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1999. - №7 - С. 27 - 29.

10. Ю.Волков, П.Д. Исследование работы сепараторов подшипников качения, работающих под осевыми нагрузками Текст.: дис. . на соискание учен. степ. канд. техн. наук / П.Д. Волков. М., 1955.

11. Воронков, И.М. Курс теоретической механики Текст. / И.М. Воронков. М.: Наука, 1965. - 596 с.

12. Веденяпин, Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных Текст. / Г.В. Веденяпин. М.: Колос, 1965.- 135 с.

13. Василенко, A.M. Элементы методики математической обработки результатов экспериментальных исследований Текст. / A.M. Василенко. -М.:ВИМ, 1958.-59 с.

14. Васильев, И.М. Методика экспериментального исследования подшипников с плавающей втулкой Текст. / И.М. Васильев // Вестник Челябинского агроинженер. ун-та, 1999. Т.28. - С. 101-104.

15. Галахов, М.А. Расчет подшипниковых узлов Текст. / М.А. Галахов, А.Н. Бурмистров. М.: Машиностроение, 1988. - 272 с.

16. Гороховский, Г.А. Износ и повреждение подшипников качения Текст. / Г.А. Гороховский // Вестник машиностроения, 2002. №1. - С. 8 - 9.

17. Гусева, И.А. Автоматизация и механизация сборки и контроля подшипниковых узлов Текст. / И.А. Гусева // Автоматизация и современные технологии, 2001. №4.

18. Гуляев, А.П. Металловедение Текст. / А.П. Гуляев М.: Металлургия, 1986-544 с.

19. Государственные стандарты СССР. Шариковые и роликовые подшипники М.: Изд-во стандартов, 1974. - 359 с.

20. Дарков, A.B. Сопротивление материалов Текст. / A.B. Дарков, Г.С. Шпиро. -М.: Высшая школа, 1975. 654 с.

21. Докшанин, С.Г. Анализ работы подшипников качения и возможности повышения их долговечности Текст. / С.Г. Докшанин // Вестник Краснояр. техн. ун-та, 2000. Машиностроение. - Вып.21. - С. 62 - 64.

22. Дядченко, Н.П. К вопросу о режимах работы подшипников Текст. / Н.П. Дядченко // Вестник машиностроения, 2003. №5.

23. Иванов, Б.А. Выбор оптимальных параметров конструкции подшипниковых узлов качения Текст. / Б.А. Иванов,, Б.П. Свешников // Механика и технология материалов и конструкций. Пермский техн. ун-т, 1999. - Вып.2 - С. 89-95.

24. Иванова, B.C. Природа усталости металлов Текст. / B.C. Иванова, В.Ф. Терентьев. -М.: Металлургия, 1975. 456 с.

25. Камышный, Н.И. Внутренние силы и момент трения шарикоподшипников в вакууме Текст. / Н.И. Камышный // Изв. вуз. Машиностроение. 1977. - №12. - С. 38 - 44.

26. Камышный, Н.И. Анализ отказов пар трения в вакууме и перспективы создания новых механизмов Текст. / Н.И. Камышный // Проблемы автоматизации и надежности оборудования в электронной технике-1978.-С. 46-62.

27. Какута, К. Влияние перекоса колец на силы, действующие на сепаратор шариковых подшипников Текст. / К. Какута // Труды американского общества инженеров механиков. Серия Д. - 1964. - №3.

28. Кашуба, Б.П. Трактор Т-150К (устройство и эксплуатация) Текст. / под общ. ред. Б.П. Кашубы, И.А. Коваля. М.: Колос, 1976. - 312 с.

29. Клецкин, М.И. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин Текст.: в 4 т. Т.4 / под ред. М.И. Клецкина. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1967. - 536 с.

30. Костецкий, Б.И. Анализ причин повреждаемости подшипников качения тракторов Текст. / Б.И. Костецкий, A.A. Моисеев, Л.Г. Гальперин // Труды ГОСНИТИ. 1970. - Т.23. - С.18 - 22.

31. Костецкий, Б.И. Сопротивление изнашиванию деталей машин Текст. / Б.И. Костецкий М.-Киев: Машгиз, 1959 - 478 с.

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

33. Крагельский, И.В. Основы расчета на трение и износ Текст. / И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов. М.: Машиностроение, 1977.-525 с.

34. Комплексная система технического обслуживания и ремонта машин в сельском хозяйстве Т.1 Текст. -М.: ГОСНИТИ, 1985. 142 с.

35. Коршунов, В.Я. Повышение эксплуатационных свойств машин прогнозированием и технологическим обеспечением физико-механических параметров материалов на основе принципов энергетики Текст. / В.Я. Коршунов // Вестник машиностроения, 2000. №6. - С. 48-53.

36. Коршунов, В.Я. Методика расчета термодинамических параметров и энергии активации процессов пластической деформации металлических материалов Текст. / В.Я. Коршунов. Зерноград: АЧГАА, 1998. - 22 е.- Деп. в ВИНИТИ 03.08.98, №2465-898.

37. Костецкий, Б.И. Сопротивление изнашиванию деталей машин Текст. / Б.И. Костецкий М.;Киев: Машгиз, 1959. - 478 с.

38. Курушин, М.И. Определение усилий и прочности сепаратора шарикоподшипника в условиях перекоса колец Текст. / М.И. Курушин, А.И. Дубровкина, А.Н. Калгин // Куйбышев, авиац. ин-т, 1969. Вып.40.

39. Курушин, М.И. Кинематика, напряжения и тепловыделения в радиаль-но-упорных подшипниках с учетом влияния смазки Текст. / М.И. Курушин, Д.С.Кодрин//Куйбышев, авиац. ин-т, 1969. Вып.40.

40. Коросташевский, Р.В. Работоспособность подшипников качения в различных условиях смазки Текст.: обзор / Р.В. Коросташевский. М.: ЦНИИТЭИавтопром, 1990 (1991). - 120 с.

41. Коросташевский, Р.В. Применение подшипников качения при высоких частотах вращения Текст.: обзор / Р.В. Коросташевский. М.: ЦНИИТЭИавтопром, 1989. - 118 с.

42. Кудиш, И.И. Расчет износа и усталостного выкрашивания в подшипниках качения Текст.: обзор / И.И. Кудиш. М.: ЦНИИТЭИавтопром, 1989. - 125 с.

43. Королев, A.A. Работоспособность подшипников с рациональным профилем дорожки качения Текст. / A.A. Королев // Автоматизация и современные технологии 2003. - №2.

44. Костыгов, В.Т. Расчетно-экспериментальная оценка интенсивности изнашивания Текст. / В.Т. Костыгов // Известия вузов Сев.- Кав. регион. Технические науки 2002. - №1. - С. 35 - 37.

45. Ли, Р.И. Восстановление подшипников качения полимерным материалом ВК-50 Текст. /Р.И. Ли // Аграрная наука-2001. -№6.

46. Ли, Р.И. Повышение долговечности неподвижных соединений подшипников качения Текст. / Р.И. Ли, Н.К. Даулетов // Механизация и электрификация сельского хозяйства,- 2001. №5. - С. 29 - 31.

47. Моисеев, A.A. Тракторные подшипники качения Текст. / A.A. Моисеев, Г.Л. Гальперин. М.: Колос, 1979. - 112 с.

48. Матвеевский, P.M. Исследование трения в приборных шарикоподшипниках Текст. / P.M. Матвеевский. М.: Машгиз, 1957. - 35 с.

49. Мамедов, A.M. Маршрутная технология восстановления тракторных деталей Текст. / А.М. Мамедов, В.В. Нигородов. М.: Колос, 1974. -192 с.

50. Мачнев, В.А. Влияние вибраций на изнашивание подшипников Текст. / В.А. Мачнев // Тракторы и сельскохозяйственные машины 2004. -№3. - С. 35-36.

51. Митяев, А.Е. Повышение долговечности подшипников качения за счет твердых присадок к трансмиссионным маслам Текст. / А.Е. Митяев, В.Ф. Терентьев // Вестник Краснояр. техн. ун-та. Машиностроение-2000. Вып.21. - С. 59-62.

52. Митрович, Р. Распределение нагрузки между телами качения шариковых подшипников Текст. / Р. Митрович, М. Ристивоевич, Т. Лазович // Вестник машиностроения. 2000. -№3. - С. 14 - 17.

53. Меновщиков, В.А. О природе разрушения подшипниковых узлов Текст. / В.А. Меновщиков // Вестник КрасГАУ, 2003. Вып.З.

54. Металловедение и термическая обработка стали: справочник Текст. В 3 т. Т.1 / Методы испытаний и исследования Изд. 3-е. - М.: Металлургия, 1983 -352 с.

55. Марочник сталей и сплавов Текст. / В.Г. Сорокин, A.B. Волосников, С.А. Вяткин и др. М.: Машиностроение, 1989 - 640 с.

56. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений Текст. -М.: Колос, 1980. 111 с.

57. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники Текст. М.: Агропромиздат, 1998. -220 с.63 .Нормативы времени на ремонтные работы (поэлементные нормативы) Текст. -М.: ГОСНИТИ, 1975.-241 с.

58. Носов, В.Б. Особенности монтажа и демонтажа подшипниковых узлов Текст. /В.Б. Носов // Сборка в машиностроении, приборостроении, 2000. №4.

59. Орлов, A.B. Повышение работоспособности радиальных шарикоподшипников за счет оптимизации формы желоба колец Текст. / A.B. Орлов // Труды ВНИИПП- М., 1974. С. 47 - 55.

60. Орлов, A.B. Предельный момент трения, вызывающий потерю сцепления в шарикоподшипнике Текст. / A.B. Орлов // Вестник машиностроения.-2003.-№ 9.

61. Орлов, A.B. Повышение трибологических характеристик шариковых подшипников и направляющих Текст. / A.B. Орлов // Вестник машиностроения-2002- №7.

62. Орлов, A.B. Повышение грузоподъемности шарикоподшипников Текст. / A.B. Орлов // Проблемы машиностроения и надежности машин.- 2000. -№5.

63. Овчаров, Б.З. О работоспособности подшипниковых узлов двухполюсных электродвигателей Текст. / Б.З. Овчаров, В.М. Степанов, В.Г. Воеводин //Вестник машиностроения 1980. - № 6. - С. 30 - 32.

64. Пинегин, C.B. Работоспособность деталей подшипников Текст. / C.B. Пинегин // Труды ВНИИПП 1949. - Вып. 2. - 134 с.

65. Пальмгрен, А. Шариковые и роликовые подшипники Текст. / А. Пальмгрен. -М.: Машгиз, 1949. 122 с.

66. Пат. Японии, 53А 221. Шарикоподшипник .- №46-6923; 1971; Заявка 41-54572.

67. Пат. Франции, 16С 19/06. Подшипник качения-№2502714; 1982.

68. Павлов, В.Г. Расчетная оценка ресурса работы опор качения по критерию износа Текст. / В.Г. Павлов // Вестник машиностроения 2002. -№7.

69. Перель, Л.Я. Монтаж и демонтаж подшипников Текст. / Л.Я. Перель // Сборка в машиностроении, приборостроении 2001. - №2.

70. Потураев, В.Н. Резиновые и резино-металлические детали машин Текст. / В.Н. Потураев. М.: Машиностроение, 1966. - 299 с.

71. Причины преждевременных отказов подшипников качения в узлах машин и механизмов и меры по их устранениюТекст. // Подшипники: справ, пособие. М.: Изд-во НИА «Подшипник -МНИАП», 2003. -Ч.9.- 78 с.

72. Псюкало, С.П. Восстановление ресурса радиального шарикоподшипника Текст. / С.П. Псюкало, A.A. Серегин // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК: сб. материалы междунар. науч-практич. конф. Ч. 2. Ставрополь: СГАУ, 2006. - С. 59 - 62.

73. Псюкало, С.П. Причины выбраковки радиальных шарикоподшипников Текст. / С.П. Псюкало, A.A. Серегин // Технология и механизация животноводства: межвуз. сб. науч. тр. Вып. 2. Зерноград: АЧГАА, 2004.- С. 50 52.

74. Псюкало, С.П. Определение параметров зоны разгрузки тел качения шарикового подшипника Текст. /С.П. Псюкало, A.A. Серегин // Технологии и средства повышения надежности машин в АПК: сб. науч. тр. ФГОУ ВПО АЧГАА. Зерноград, 2007. - Вып. 1. - С. 142 - 147.

75. Псюкало, С.П. Механизм изнашивания и разрушения подшипников с энергетических позиций Текст. / С.П. Псюкало, A.A. Серегин, В.А. Скляр // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2009. - №3 С.44-46.

76. Резервы ремонтного производства Текст. // Техника в сельском хозяйстве.- 1983. №4. - С.42.

77. Рекомендации науч.-практич. конф. «Научно-технический прогресс в инженерной сфере АПК России» (эффективность использования техники) Текст. Москва, 16. 17 октября 2001 года. -М., 2001.

78. Режимы испытаний подшипников Текст.: РДМ 37.006.006-84.

79. Спришевский, А.И. Подшипники качения Текст. / А.И. Спришевский. М.: Машиностроение, 1969. - 631 с.

80. Спицын, H.A. Подшипники качения Текст. / H.A. Спицын, А.И. Спришевский. М.: Изд-во машиностроительной литературы, 1961. -626 с.

81. Саверский, A.C. Влияние перекоса колец на работоспособность подшипников качения Текст.: реф. информ. / A.C. Саверский, Н.Б. Чистик, С.Я. Юсим; НИИАвтопром. М., 1976. - 55 с.

82. Сорочинская, A.A. Влияние радиального зазора на долговечность шарикоподшипников Текст. / A.A. Сорочинская // Труды ВНИИПП.-1978.-№1(95).-С. 85-92.

83. Спицын, H.A. О силах между телами качения и поперечными перемычками сепаратора в тяжело нагруженных скоростных подшипниках Текст. / H.A. Спицын, В.Г. Андриевский // реф. информ. НИИАвтопром. -М., 1979. №4 - С. 3 - 7.

84. Спицын, H.А. Пути создания особо быстроходных подшипников Текст. / Н.А. Спицын // Подшипник,- 1953. №4. - С. 12 - 15.

85. Серегин, А.А. Повышение надежности узлов конических подшипников сельскохозяйственных машин (на примере ремонта ведущих мостов трактора «Кировец») Текст.: дис. . на соискание учен. степ. канд. техн. наук. Зерноград, 1990.

86. Суркин, В.И. Теоретическое и экспериментальное исследование параметров подшипников с промежуточными элементами Текст. / В.И. Суркин // Вестник Челябинского агроинженер. ун-та 1999. - Т.29. - С. 56-61.

87. Спектор, А.А. Развитие методов расчета подшипников качения: обзор Текст. / А.А. Спектор, Л.С. Цилькер. -М.: ЦНИИТЭИавтопром, 1990.

88. Семенов Ежов, И.Е. Концентрация напряжений в резинометал-лических деталях Текст. / И.Е. Семенов - Ежов // Вестник машиностроения- 2002. - №3. - С. 44 - 46.

89. Свешников, Б.П. Повышение работоспособности подшипников качения путем оптимизации конструкции подшипникового узла Текст. / Б.П. Свешников // Наука производству - 2000. - №5.

90. Stribeck. Bail bearing for varions loads / Stribeck // Transactions ASME, 1963. v. 29. - p. 420 - 463.

91. Тикунова, Г.В. Контроль момента трения подшипников: обзор Текст. / Г.В. Тикунова, А.К. Петриков. М.: ЦНИИТЭИавтопром, 1990.-30 с.

92. Тимошенко, А.Н. Влияние радиального зазора в шарикоподшипниках на распределение нагрузки между телами качения Текст. / А.Н. Тимошенко, В.В. Усов, А.А. Серегин // Механизация и электрификация сельского хозяйства 2001. - №11 - С. 28 - 30.

93. Федосьев, В.И. Сопротивление материалов Текст. / В.И. Федось-ев. -М.: Наука, 1974.-479 с.

94. Федоров, В.В. Кинематика повреждаемости и разрушения твердого тела Текст. / В.В. Федоров Ташкент: ФАН Уз. ССР, 1985. - 168 с.

95. Федоров В.В. Термодинамические аспекты прочности и разрушения твердых тел / В.В. Федоров Ташкент: ФАН Уз. ССР, 1979 -168 с.

96. Худокормова, Р.Н. Материаловедение Текст.: лабор. практикум / Р.Н. Худокормова, Ф.И. Пантелеенко; под ред. JI.C. Ляховича. -Минск: Выс. шк., 1988 224 с.

97. Hinton W.R. A theoretical study of the effect of angular misalignment on ball bearing cage life / W.R. Hinton // Wear, 1970. №3.

98. Черменский, O.H. Влияние контактного трения на работоспособность подшипников качения Текст. / О.Н. Черменский // Вестник машиностроения- 2003. №4.

99. Ширяев, В.И. Повышение работоспособности подшипниковых узлов подвесных конвейеров нагревательных печей Текст. / В.И. Ширяев, А.Б. Локшин, В.А. Корчагин // Вестник машиностроения- 1981. -№2.-С. 18-19.

100. Шасси трактора Т-150К. Технические требования на капитальный ремонт. ТК 10-05.0001.025-87. Текст. М., 1988.

101. Юрков, Ю.В. Механизм заклинивания шарикоподшипника в вакууме Текст. / Ю.В. Юрков // Известия вузов. Машиностроение 1982. - №4.-С. 23-27.

102. Юдин, М.И. Планирование эксперимента и обработка его результатов Текст.: моногр. /М.И. Юдин-Краснодар: КГАУ, 2004. -239 с.