автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Повышение эксплуатационной эффективности опор скольжения лесных машин за счет учета термоупругости пар трения

На правах рукописи

ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОПОР СКОЛЬЖЕНИЯ ЛЕСНЫХ МАШИН ЗА СЧЕТ УЧЕТА ТЕРМОУПРУГОСТИ ПАР ТРЕНИЯ

Специальность 05.21.01 -Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2004

Работа выполнена в Воронежской государственной лесотехнической академии.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Белокуров Владимир Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бондарев Борис Александрович доктор технических наук, профессор Карамышев Виталий Романович

Ведущая организация: Воронежский государственный

аграрный университет (394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1)

Защита диссертации состоится 27 февраля 2004 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.034.02 в Воронежской государственной лесотехнической академии (394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, зал заседаний - ауд. 118).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежской государственной лесотехнической академии.

Автореферат разослан 26 января 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Курьянов В.К.

у

2004-4

27625

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время в такой важнейшей отрасли для России как лесная промышленность и лесное хозяйство используется около 80000 машин для трелевки леса, 9000 челюстных погрузчиков, 20000 лесовозных автомобилей, 1500 машин для валки леса, а также других почвообрабатывающих и технологических лесных машин имеющих опоры скольжения. Поддержка в рабочем состоянии этого огромного парка лесных машин является одной из основных задач. Однако статистические данные ведущих отраслевых организаций свидетельствуют о низкой работоспособности опор скольжения в лесных машин. Так, по данным ЦНИИМЭ в общем объеме всех трудозатрат, идущих на заготовку 1М3 древесины, затраты труда на техническое обслуживание и ремонт составляют 22...25%. Особое место в данном случае занимают опоры скольжения, которые наряду с механическими нагрузками подвержены и тепловому воздействию. Повысить работоспособность опор скольжения лесных машин представляется возможным за счет использования новых, более эффективных конструкционных материалов. Использование в опорах скольлсения прессованной древесины (ДП) является значительным резервом экономии цветных и черных металлов.

Широкое внедрение опор скольжения из ДП сдерживается недостаточной изученностью их работоспособности в различных условиях эксплуатации. Причиной этого является практическое отсутствие информации о термоупругости антифрикционного материала ДП, а также недостаточные сведения о теплофизических, триботехнических, реологических и других свойствах ДП.

Одним из основных факторов, влияющих на работоспособность опор скольжения лесных машин, является температурный режим в зоне трения и, следовательно, термоупругость материала ДП. С ростом температуры происходит изменение коэффициента трения, повышается износ, снижается твердость ДП и увеличиваются размеры изделия. Температурные напряжения в парах трения иногда достигают настолько больших величин, что в ряде случаев являются причиной аварий и простоев оборудования. Поэтому при проектировании опор скольжения лесных машин необходимо учитывать термоупругость ДП и в обязательном порядке проводить тепловые расчеты по определению как предельно допустимой температуры для ДП для конкретной конструкции и размеров узла ( то есть определить значения при этом максимально возможной нагрузки и скорости ), так и для расчета температурных компенсаций в зазорах и натягах узлов трения корпус -подшипник - вал, а также для учета возникающих температурных напряжений.

Таким образом, решение рассматриваемой проблемы является актуальной важной прикладной задачей, имеющей существенное значение

иИАИЬИЛЯ

БИБЛИОТЕКА СП<тервп>г л $ 09 тЦыО ^

\

для научного обоснования технических и технологических разработок на предприятиях лесного комплекса.

Работа выполнялась в соответствии с научно - технической программой "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" (подпрограмма "Инновация". Гос. регистр. №01.2.00108701, 2001...2003г.г.) и по Комплексному плану научно-исследовательских работ ВГЛТА по теме "Разработка и создание диагностических систем по физико-механическим свойствам материалов, применяемых на предприятиях лесного комплекса и других отраслей промышленности". Гос. регистр. № 01.2.00105347 (раздел "Реофизика модифицированной древесины"), 2001...2005 г.г.

Цель работы. Повышение работоспособности опор скольжения лесных машин за счёт применения прессованной древесины с необходимостью учёта её термоупругости.

Объекты и методы исследования. Объектом исследований явился антифрикционный материал из ДП. Теоретические исследования основывались на методах дифференциального и интегрального исчисления, общих законов физики и механики. При экспериментальных исследованиях применены методы моделирования, разработана и изготовлена установка по определению одновременно всех теплофизических свойств ДП в широком температурном интервале. Для анализа полученных результатов использовались методы математической статистики и ЭВМ.

Научная новизна работы:

- разработана методика и новая установка по исследованию теплофи-зических свойств прессованной древесины в широком температурном интервале отличающаяся тем, что из одного эксперимента на одном образце сразу же определяются коэффициенты теплопроводности, температуропроводности и теплоёмкости;

- разработана теория силового расчёта опор скольжения лесных машин, отличающаяся учётом анизотропии ДП;

- разработана теория термоупругости для опор скольжения лесных машин при плоском осесимметричном и плоском неосесимметрич-ном поле температуры, отличающейся учётом анизотропии ДП.

Значимость для теории практики. Теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать теорию теплового и силового расчёта подшипниковых узлов трения и методику расчёта оптимальных зазоров и натягов, которые учитывают компенсации, связанные с изменением температуры в узлах трения «корпус- подшипник- вал». Использование в опорах скольжения материала из ДП снижает расход цветных и черных металлов и обеспечивает некоторое увеличение долговечности узлов трения лесных машин.

Реализация работы. Результаты исследований использовались при проведении заводских стендовых испытаний в условиях ОАО «Майкопского машиностроительного завода», который выпускает гидравлические манипуляторы, используемые на предприятиях лесного комплекса. Во время

испытаний использовались нагрузочно-скоростные режимы в опорах скольжения, которые заложены в выпускаемых заводом гидроманипуляторах. Испытания проводились независимым испытательным центром лесозаготовительных машин и грузоподъёмного оборудования ООО «Испытатель», аккредитованного Госстандартом России на право проведения испытаний гидроманипуляторов, кранов-манипуляторов (Аттестат аккредитации № РОСС РИ 0001.21. МВ 11 от 05.07.99г.).

Результаты теоретических, лабораторных, стендовых исследований и заводских стендовых испытаний приняты к внедрению организациями ОАО «Майкопский машиностроительный завод», Норильское ООО

«Промкомсерсвис 4», научно--производственным центром «Восмоддрев» и внедрены в учебный процесс кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин (ВГЛТА).

Обоснованность и достоверность сформулированных в диссертации научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается корректностью принятых допущений при модельных исследованиях, хорошей сходимостью теоретических выводов с результатами экспериментальных исследований, подтверждённых заводскими стендовыми испытаниями, использованием современных методов планирования экспериментов и обработки их результатов.

Основные положения, выносимые на защиту:

- установка и методика определения теплофизических свойств прессованной древесины в широком температурном интервале;

- методика по силовому и тепловому расчёту опор скольжения из анизотропного материала ДП;

- теория термоупругости для анизотропного материала из ДП, используемого в опорах скольжения лесных машин;

- результаты теории термоупругости и экспериментальных исследований по практическим рекомендациям использования ДП в опорах скольжения лесных машин.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 3-ей Российской национальной конференции по теплообмену (М., МЭИ, 2002) и на научно-технических конференциях профессорского — преподавательского состава ВГЛТА (Воронеж).

Публикации. По результатам проведённых исследований опубликовано 10 научных работ (из них 3 единоличных публикации).

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основанных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложений. Она включает 171 страницу, из них 160 страниц основного текста, 37 иллюстраций, 6 таблиц, 114 наименований использованной литературы, в том числе 14 иностранных и 6 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, изложена цель исследований, определены научные положения, выносимые на защиту, раскрывается новизна работы и научные результаты. Содержится сведения о значимости результатов исследований для науки и практики, апробации работы, внедрении научных результатов, публикациях автора, приводится общая характеристика работы.

В первой главе рассмотрено состояние проблемы, приведен аналитический обзор публикации и отражен низкий эксплуатационный ресурс опор скольжения лесных машин. Поэтому перед научно-исследовательскими, конструкторскими организациями и учеными лесных вузов стоят задачи по осуществлению дальнейшего повышения качества выпускаемых машин с целью увеличения рабочего межремонтного ресурса, как резерва в использовании лесной техники. Вопросы повышения долговечности рассматривались в трудах В.Н. Андреева, В.В. Балихина, В.П.Белокурова, Н И Винника, А.Н. Мильциным, Ф.В. Пошарниковым, Н.С. Смогуновым, Д.И. Станчевым, П.Н. Хухрянским, В.А. Шамаевым и многими другими отечественными и зарубежными учеными.

Особенностью указанных трудов является то, что авторами предлагаются расчеты и новые конструкции узлов трения, совершенствуется система смазки в парах трения, предлагаются новые конструкционные материалы, в том числе в качестве подшипникового материала предлагается и прессованная древесина (ДП), которая является эффективным заменителем черных и цветных металлов. Однако, вопросу повышения работоспособности тяжелонагруженных опор скольжения лесных машин при высоких температурах уделено недостаточно внимания.

В связи с этим, использование ДП в качестве опор скольжения лесных машин с учетом термоупругости материала ДП должно быть научно-обосновано и подкреплено расчетами. Это вызвано тем, что с ростом температуры в парах трения растут температурные напряжения, что приводит к ослаблению материала, участвующего в трении и, следовательно, к повышению износа, а также к изменению формоустойчивости и размеров в парах трения, что в целом непременно отрицательно скажется на работоспособности опор скольжения.

Пренебрежение термоупругостью материала ДП в опорах скольжения лесных машин может привести к серьезным ошибкам и последствиям. Это свидетельствует о необходимости совершенствования расчетных моделей, которые должны базироваться на термомеханических и теплофизических свойствах ДП, что позволит выявить резервы повышения надежности и долговечности опор скольжения лесных машин. Таким образом, постановка задачи по учету влияния термоупругости материала ДП на работоспособность опор скольжения лесных машин является актуальной.

Исходя из общей проблемы повышения работоспособности опор скольжения лесных машин и цели работы, были выведены следующие основные задачи:

- провести прочностные расчеты подшипников скольжения из ДП при статических нагрузках по определению максимально допустимых статических нагрузок, контактных напряжений, зазоров и натягов в соединении корпус - вал - подшипник скольжения;

- исследовать теплофизические характеристики ДП в рабочем интервале температур опор скольжения;

- выполнить тепловые расчеты узлов трения лесных машин, в которых используется анизотропные подшипники скольжения из ДП;

- на основе теории термоупругости для опор скольжения лесных машин разработать математические модели, позволяющие теоретически определять фактические величины напряжений, несущую способность, допустимый температурный режим, а, следовательно, и нагрузно-скоростной режим, величину зазоров и натягов в соединениях корпус-вал-подшипник скольжения;

- произвести экспериментальные исследования использования ДП в качестве подшипникового материала при различных экстремальных температурных и нагрузочно-скоростных режимах с учетом термоупругости ДП;

- произвести производственные испытания использования ДП в качестве подшипникового материала в узлах трения машин;

- разработать рекомендации по применению ДП в качестве подшипникового материала в узлах трения машин и определить их технико-экономическую эффективность

Во второй главе обосновывается объект исследования материал ДП, оборудования и методика для проведения экспериментальных исследований. Целью экспериментальных исследований является определение работоспособности ДП как антифрикционного материала в опорах скольжения лесных машин с учетом термоупругости материала ДП. Основные задачи экспериментальных исследований включают в себя: изучение влияния на работу подшипников скольжения из ДП нагрузочно-скоростных режимов и, как следствие, температурного режима; исследование теплофизических характеристик материала ДП в широком температурном интервале; определение коэффициента трения в зависимости от температуры и величины линейного изнашивания; обоснование заключения о работоспособности подшипников скольжения из антифрикционного материала ДП в опорах скольжения лесных машин с учетом его термоупругости.

Для выполнения поставленных задач экспериментальных исследований при определении коэффициента теплопроводности и теплоемкости (С) ДП в широком температурном интервале использовались приборы ИТ- 400 и ИТ-С -400, замеры в которых

осуществлялись в квазистационарном тепловом режиме. Тарировка приборов осуществлялась на эталонных образцах из плавленного кварца марки КВ (ГОСТ 15130-79) и из оптического стекла марки ТФЦГОСТ 13659-78). Так как данные приборы требуют отдельных экспериментальных образцов, что снижает точность измерений, то была изготовлена установка и разработана методика измерения в нестационарном тепловом режиме, позволяющая одновременно определять все теплофизические характеристики ДП на одном и том же образце из одного опыта.

Исследования антифрикционных свойств в широком температурном интервале проводилось на двух установках, одна из которых реализовывала вращательный режим трения, а другая возвратно-вращательный в зависимости от пределов нагрузочной способности и максимально допустимых температурных режимов. Испытания на трение при вращательном режиме проводились на стандартной установке МИ-1М, а для возвратно-вращательного - на специально изготовленном стенде. Схема установок и методика проведения исследований представлены в основной работе.

В третьей главе рассмотрены теоретические основы, которые определены поставленными задачами и методами исследований в области термоупругости и работоспособности материала ДП в качестве опор скольжения лесных машин под действием механических и тепловых нагрузок.

Свойства анизотропной ДП значительно отличаются от свойств изотропных металлов и полимеров. Поэтому применять для ДП существующие методы расчета для металлических и полимерных изделий, например, подшипников скольжения, невозможно. Прессованная древесина при высокой износостойкости имеет сравнительно низкую прочность и малый модуль упругости. Это приводит к значительным перемещениям вала под нагрузкой и к напряжениям, приближающимся к пределу прочности ДП. Практическое использование подшипников скольжения из ДП в различных узлах машин показывает, что наиболее характерным видом их разрушения является снятие волокон при больших статистических нагрузках и высокой температуре. В связи с этим для подшипников скольжения из ДП одновременно следует проводить как прочностные, так и тепловые расчеты, которые будут характеризоваться термоупругостью анизотропного материала ДП.

Для расчета опор скольжения из ДП при статических нагрузках использовалась схема, представленная на рисунке 1 и были приняты следующие допущения:

- деформациями вала и корпуса под подшипник скольжения пренебрегаем, т.е. считаем их абсолютно жесткими ( недеформируемыми) т.к. модуль упругости ДП на два порядка меньше, чем у металла;

Рисунок 1- Расчетная схема после внедрения вала в подшипник из ДП Д - эксцентриситет подшипника; в - внедрение вала в подшипник; а = в + Д - полное смещение оси вала; 2а - угол контакта вала с поверхно — стью подшипника скольжения.

Л Ег • Д,

- силы трения, возникающие от вращения вала, не учитываем, т.к. они невелики и в основном определя — ют температурный режим и изно -состойкость подшипника скольжения из ДП, а не его грузоподъем -ность;

- перемещение материала подтип -ника скольжения в направлении продольной оси отсутствуют.

Последнее условие позволяет свести решение задачи к плоской задачи теории упругости, т.е. к случаю плоской деформации. В результате аналитического решения поставленной задачи получена математическая модель по определению максимальной статической нагрузки Р на подшипник скольжения из прессованной древесины.

-А,

(I-

М2г<р)

■(—--5та)

Соза

1+(

Игр

(1)

-}

И получена математическая модель по расчету предельно допустимого радиального напряжения в подшипнике скольжения из ДП.

(2)

Уравнения (1) и (2) являются неразрешимыми в решении, т.к. в левой части содержат искомые значения Р (или [сгг] ), а в правый угол полуохвата

который строго соответствует определе'нному значению Р (или Следовательно, уравнения (1) и (2) являются трансцендентными. При их решении использовался графо-аналитический способ, реализуемый с помощью номограммы (рисунок 2). Для этого вводилась функция А, которая с одной стороны равна

[<гг]-8

А = -

Л-Ег

(3)

Рисунок 2 - Номограмма по опреде -лению угла полуохвата а при расчете максимальной статической нагрузки Р.

Расчет максимально допустимой статической нагрузки [ Р] по данной номограмме следующий. По заданным [сгг], Б, Л и Ег по формуле (3) рассчитывается функция А. Далее по номограмме (рисунок 2) с учетом заданного коэффициента Пуассона д.,, определяется угол полуохвата а. При определении по заданным гееометрическим размерам под -шипника скольжения Д,, /, а также [о-г] по формуле (1) рассчитывается

максимально допустимая статическая нагрузка [Р].

Из-за специфических особенностей ДП таких как низкая теплопроводность, анизотропность, а также способность изменять механические свойства под действием тепла, подшипники скольжения из ДП перед их установкой в узлы трения необходимо обязательно предварительно рассчитывать как на максимальную грузоподъемность, так и проводить тепловые расчеты необходимые в теоретических исследованиях термоупругости ДП.

Расчет теплового режима опор скольжения из ДП в случае стационарного температурного поля проводился для плоского осе симметричного и неосесимметричного температурного поля.

Стационарное плоское осесимметричное поле имеет место так называемой «обратной паре» трения, то есть когда подшипник скольжения жестко закреплен на вале по своей внутренней поверхности, а внешне его поверхность участвует в работе трения по опорной поверхности корпуса. В этом случае температура по всей внешней поверхности подшипника будет одинакова. Получаем осесимметричное температурное поле относительно оси вращения Z. А так как вдоль подшипника температура практически не меняется, то имеет место плоская осесиммехричная задача. Температурное поле для данного случая может быть определено по зависимости (рисунок; 3).

1п р 1пр,

Стационарный тепловой тепловой режим в случае плоского неосесимметричного температурного поля (обычная постановка подшипников скольжения) определяется по зависимости (рису-

1УР( 1

+ Д, ¿и-|_1т+11П1г. * " 2а1 и> А г

(6)

Рисунок 3 - Схема температурного поля подшипника скольжения.

1

<7„=-Л

г

а величина удельного теплового потока, генерируемого при трении по зависимости

укр

2а/

(7)

где Д, - коэффициент распределения теплового потока

А =

л/Л.Ср' +Р.С.Р,

(8)

Лц,А<, - коэффициент теплопроводности ДП вдоль волокон древесины и металлического вала, Вт/м°С; С , С» - теплоемкость ДП и вала, кДж/кг°С; р,р- плотность ДП и вала, кг/м3; <2- угол полуохвата (рисунок 1); а' коэффициент теплоотдачи, Вт/м2 °С.

Тепловой расчет подшипников скольжения из материала ДП в случае нестационарного температурного режима может быть получен при использовании дифференциального уравнения Фурье -Кирхгофа. В случае рассмотрения одномерного температурного поля и пренебрежения кривизной подшипника скольжения из ДП, что без большой погрешности допускается, если отношения внутреннего радиуса к наружному близко к единице, исходное уравнение теплопроводности Фурье - Кирхгофа сводится к одномерному при нестационарном теплообмене и примет вид.

(9)

Решение задачи с использованием дифференциального уравнения (9) осуществлялось при следующих начальных и граничных условиях.

(10)

При решении использовалось преобразование Лапласса.

Полное аналитическое уравнение, определяющее температурное поле подшипников скольжения из ДП в нестационарном тепловом режиме в зависимости от толщины подшипника скольжения 5 и от времени г имеет следующий вид.

5г (3 + В!-ЗАх) + х2 (3 + ЗВг-Их)

2аИ-

(Н)

б аЬ

- Ё Л ~т т )}

- ад 5

где

А. =

2 (м; +ВГ-)

1, 2 . —7Г7- начальная тепловая амплитуда;

д, - корни характеристического уравнения <А&ц, =Д, /В, ; В, =Ь5=сс5/Л -критерий Био; критерий Фурье (или безразмерное время работы

узла трения); со - площадь трения, м2;/ - коэффициент трения; Р- нагрузка на подшипник, Па; V - скорость скольжения, м/с; Хщ, - коэффициент приведенной теплопроводности, Вт/м°С; тг - время трения, с; а коэффициент температуропроводности ДП, м2/с.

Приведенный тепловой расчет имеет определенный интерес для теории термоупругости, так как представляется возможность определения температурных напряжений, которые в совокупности с механическими напряжениями могут существенно повлиять на картину трения и износа в узлах трения, в которых используется ДП Так, термоупругость анизотропного материала ДП в подшипниках скольжения при наличии плоского осесимметричного температурного поля будет определяться следующими зависимостями для

- радиальных напряжений

(12)

тангенциальных напряжений

где к^Е^Е,- - коэффициент анизотропии ДП; Ег, Е9 - модуль упругости в радиальном и тангенциальном направлениях, Па; ц.^,- коэффициент Пуассона; От, ССр - коэффициент линейного расширения в радиальном и тангенциальном направлениях, 1/°С

В случае определения термоупругости анизотропного материала ДП в подшипниках скольжения при наличии плоского наосесимметричного температурного поля имеем следующие зависимости для - радиальных напряжений

- радиальных перемещений

(17)

Материал ДП обладает свойством холодной текучести. Это явление в подшипниках проявляется в том, что величины натягов, с которыми запрессовываются подшипники скольжения из ДП в корпус, со временем уменьшается*. В условиях повышенных или переменных температур величина натяга может исчезнуть совсем. Подшипник, в результате этого, со временем может провернуться в корпусе или совсем вывалиться из него. В связи с этим расчет величины натяга в неподвижном соединении подшипник скольжения из материала ДП — корпус рекомендуется проводить по зависимости

р-ав

С} О? ,

(18)

/ л-1-Ов

где цт - коэффициент трения покоя стали по материалу ДП; / -коэффициент трения скольжения; р — давление на внутренней поверхности подшипника скольжения из ДП, Па; с/„ - диаметр вала, м; / - длина подшипника, м; Ц, А - внутренний и внешний диаметр подшипника скольжения, м; Еп Е/ модули упругости ДП в радиальном направлении и металлического, корпуса, Па; а, - коэффициент линейного термического расширения ДП в радиальном направлении, 1/°С; В — внешний диаметр корпуса подшипника, м; Ц. рабочая температура ДП и окружающей среды, °С;

С, =- ,

-А

Г-Л;

£>2+£>*

+ Мг

- коэффициент Пуассона для стали и материала ДП.

Выше сказанное относительно натяга относится и к зазору между подшипником скольжения и валом. Увеличение зазора приводит к снижению нагрузочной способности подшипника, так как при этом уменьшается угол полуохвата а и, следовательно, растут контактные напряжения. Уменьшение зазора может привести к «схватыванию» вала подшипником скольжения из

ДП. Расчет зазора в соединении подшипник скольжения из ДП - вал рекомендуется проводить по формуле:

[ А(1 -со5а) | 0,00065/'-0.0575/ +1.5 К-3600^ ^

где - начальный зазор между подшипником скольжения из ДП и валом, мм; t - рабочая температура, °С; V - скорость скольжения, м/с; г -время трения в узле вал - подшипник скольжения из ДП, час.

Представление теоретические выкладки нуждаются в экспериментальном подтверждении и апробации в производственных условиях.

В четвертой главе проведен анализ полученных результатов экспериментальных исследовании, выполнена их графическая интерпритация, сделаны выводы, сформулированы рекомендации.

Рассмотрение задач термоупругости при использовании ДП в качестве подшипников скольжения представляется возможным только после предварительных экспериментальных исследовании по определению теплофизических характеристик ДП. Имеющиеся отдельные работы по теплофизическим характеристикам ДП и, самое важное, по влиянию температуры на теплофизические характеристики не представляют полной необходимой информации.

Результаты исследований зависимости коэффициентов

теплопроводности, температуропроводности и теплоемкости от температуры для прессованной древесины из материала березы с влажностью 8% и плотностью древесины после прессования р = 1200 кг/м3 представлены на рисунках 4 - 7 .

Из анализа графиков следует, что коэффициенты теплопроводности и температуропроводности прессованной древесины вдоль волокон в 1,5 - 2,0 раза больше, чем поперек волокон. Это объясняется тем, что древесное вещество (древесные волокна) имеет примерно в 20 раз выше коэффициент теплопроводности, чем воздух (Л,.иХ1 = 0,023 Вт/м°С). Поэтому, следует полагать, что при определении теплофизических свойств материала ДП вдоль волокон основная масса теплового потока в древесине распространяется по древесному волокну вдоль его капилляров. При исследовании же теплофизических констант в древесине поперек волокон, воздух находящийся в капиллярах ДП, оказывает значительно большее сопротивление распространению теплового потока. Это следует из результатов представленных на рисунке 4 и рисунке 5.

Таким образом, теплофизические свойства ДП (теплопроводность, температуропроводность и теплоемкость) существенно зависят от химической породы древесного вещества, аналитического строения древесины, от плотности, температуры, направления теплового потока относительно волокон древесины и некоторых других факторов.

Рисунок 4 - Зависимость коэффициента теплопроводности вдоль волокон Хц от температуры t для ДП березы: влажность Ж = 8%, плотность р = 1200кг/м3

Рисунок 5-Зависимость коэффициента теплопроводности поперек волокон от температуры t для ДП березы: влажность 1У=1%, плотность р = 1200кг/м3

Рисунок 6 - Зависимость коэффициента температуропроводности вдоль волокон от температуры t для ДП березы: влажность Ж=3%4 плотность р = 1200 кг/м3

Рисунок 7 - зависимость теплоемкости С от температуры t для ДП березы: влажность Ж=&%, плотность р=1200 кг/м1

Температурный режим, зависящий от нагрузочно-скоростных параметров трения существенно влияет на термоупругость ДП, следовательно, определяет в целом работоспособность опор скольжения. В связи с этим, для определения рациональных нагрузочно-скоростных режимов эксплуатации подшипников скольжения из ДП построены математические модели, которые базируются на методах теории планирования эксперимента, рисунок 8 и рисунок 9. Задача плановых экспе-

Рисунок 8 - Зависимость коэффициента трения /от эксплуатационных параметров р и Vв паре трения вал-подшипник скольжения из прессованной древесины

Рисунок 9 - Зависимость температуры t от эксплуатационных параметров р и V в паре трения вал-подшипник скольжения из прессованной древесины

риментов заключалось в построении математических моделей, имеющих вид полиномов, адекватно описывающих основные параметры процесса трения в подшипниках скольжения из ДП. Затем исследуется поверхность отклика с целью определения координат оптимума.

После преобразования уравнении регрессии в натуральный масштаб получены следующие зависимости

/= - 0,06 + 0,0115р + 0,0775 V - О.ОООбр2 - 0,0312 V'

Как следует из графических зависимостей (рисунок 8 и рисунок 9) максимальный коэффициент трения и температура в зоне трения имеют место при

Расчет температурного режима, а, следовательно, и температурного поля подшипников скольжения из ДП в зависимости от эксплуатационных режимов позволяет на стадии конструктивного исполнения опор скольжения в дальнейшем учитывать поведение подшипников в зависимости от температурных напряжении и температурных деформаций, то есть от термоупругости ДП. Последнее позволяет также правильно определить допуски на температурные компенсации в зазорах и натягах для соединений корпус- подшипник скольжения - вал.

Пятая глава посвящена практической апробации и анализу эффективности использования материала ДП в качестве опор скольжения лесных машин.

Данные теоретических, лабораторных и стендовых исследований использования ДП в опорах скольжения машин лесного комплекса проверялись в условиях заводских стендовых испытаний ОАО «Майкопского машиностроительного завода» на испытательном стенде СИ - 16. Испытания проводились независимым испытательным центром лесозаготовительных машин и грузоподъемного оборудования ООО «Испытатель», аккредитованного Госстандартом России на право проведения испытаний гидроманипуляторов, кранов - манипуляторов (Аттестат аккредитации №РОСС РИ 0001.21.MB 11 от 05.07.99г.). Для сравнения использовались подшипники скольжения из бронзы БРОФ 6,5 - 0,15 ГОСТ 5017 - 74.

Результаты испытаний показали, что суммарный максимальный износ ДП составил 0,07 - 0,09 мм, в тоже время, при прочих равных условиях, для бронзы БРОФ 6,5 - 0,15 он составил 0,09 - 0,1мм. Эти результаты подтверждают, что подшипники скольжения из ДП могут быть эффективными заменителями подшипников скольжения из цветных и черных металлов в узлах трения машин лесного комплекса, в частности в опорах скольжения гидравлических манипуляторов выпускаемых ОАО «Майкопским машиностроительным заводом».

Расчетный экономический эффект на одну тонну произведенных подшипников скольжения подтверждает данные экспериментальных и теоретических исследований об эффективности использования ДП в опорах скольжения лесных машин.

Основные выводы и рекомендации

1. Антифрикционный анизотропный материал из прессованной древесины является эффективным заменителем цветных и чёрных металлов в опорах скольжения лесных машин и отличается от других конструкционных материалов низкой стоимостью, более эффективной работой в абразивных и агрессивных средах, возможностью работы на самосмазке.

2. Для определения теплофизических свойств прессованной древесины разработана методика проведения экспериментальных исследований и

изготовлена установка, реализуемая измерения в квазистационарном тепловом режиме.

3. В результате теоретических и экспериментальных исследований установлено, что работоспособность опор скольжения из ДП зависит от нормальных давлений, температуры и величины угла контакта (2а), который в свою очередь зависит от усилий нагружения и геометрических размеров узла трения, а также от коэффициента Пуассона и модуля упругости прессованной древесины.

4. Разработан математический аппарат по силовому расчёту опор скольжения, а также по тепловому как для стационарного, так и для нестационарного теплового режима.

5. Получены математические модели по расчёту радиальных и тангенциальных температурных напряжений и перемещений в опорах скольжения из ДП при плоском осесимметричном и неосесимметричном температурном поле.

6. Для соединений корпус-подшипник-вал разработана методика расчёта по определению оптимального натяга и зазора с учётом температурных компенсаций в соединении.

7. Исследованы эксплуатационные режимы в подшипниках скольжения из ДП и определены их оптимальны значения при которых происходит снижение коэффициента трения и износа, а также появляются возможности повысить уровень предельно допустимого температурного режима в узлах трения лесных машин.

8. Использование теоретических и экспериментальных результатов исследований позволяет расширить область применения ДП в узлах трения, способствует экономии цветных и чёрных металлов и обеспечивает повышение эффективности и долговечности эксплуатации опор скольжения в 1,5 ... 2,0 раза, что, в конечном счёте, также приведет и к уменьшению простоя лесных машин.

9. Результаты исследований переданы в ЦОКБ «Лесхозмаш» ОАО «Майкопский машиностроительный завод», используются в учебном процессе ВГЛТА и внедрены в учебно - опытном лесхозе ВГЛТА и НПЦ «Восмоддрев» ВГЛТА.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Белокуров В.П. Теплопроводные антифрикционные подшипники скольжения из модифицированной древесины / В.П. Белокуров, В.И. Ключников, В.А. Анисимов, В.В. Ясенов// Третья Российская национальная конференция по теплообмену: Сб. науч.тр. /М: МЭИ, 2002.-С.48-50.

2. Белокуров В.П. Универсальный способ исследования теплофизических свойств твердых материалов с низкой теплопроводностью /В.П. Белокуров, В.В. Ясенов, В.А. Анисимов// Математическое

Белокуров, В.В. Ясенов, В.А. Анисимов// Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: Межвуз. сб.науч. тр./ Воронеж: ВГЛТА 2002. - С. 127-131

3. Смольяков И.А. Износостойкость антифрикционных материалов на основе модифицированной древесины /И.А Смольяков, В.В. Ясенов, А.И. Смольяков, В.П. Белокуров // Технологии и оборудование деревообработки в 21 веке: Межвуз.сб.науч.тр. /Ворорнеж: ВГЛТА,

2003.-С.158-160.

4. Ясенов В.В. Расчет величины зазора вал - подшипник скольжения из модифицированной древесины / В.В. Ясенов // Технологии и оборудование деревообработки в 21 веке: Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. ВА Шамаева. - Воронеж: ВГЛТА, 2003. - С. 173-175.

5. Ясенов В.В. Расчет величины расчета натяга в подвижном соединении подшипник скольжения - корпус / В.В. Ясенов // Технологии и оборудование деревообработки в 21 веке: Межвуз. сб. науч. тр. /Под ред. В А Шамаева. - Воронеж: ВГЛТА, 2003. - С.175-177.

6. Ясенов В.В. Тепловой режим подшипников скольжения из прессованной древесины / В.В. Ясенов, В.И. Ключников, ВА Анисимов // Природопользование: ресурсы, техническое обеспечение: Межвуз.сб. науч. тр. / Под ред. Ф.В. Пошарникова. - Воронеж ВГЛТА,

2004. - С. 66-69.

7. Ясенов В.В. Расчет температурных напряжений в подшипниках скольжения из модифицированной древесины / В.В. Ясенов // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. B.C. Петровского. -Воронеж: ВГЛТА, 2003. - С. 191-193.

8. Ясенов В.В. Термоупругость модифицированной древесины в плоском осесимметричном поле / В.В. Ясенов, В.П. Белокуров // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. B.C. Петровского. -Воронеж: ВГЛТА, 2003. - С. 194-197.

9. Ясенов В.В. Опоры скольжения из модифицированной древесины /В.В. Ясенов, ВА Анисимов, В.П. Белокуров // Физик, химия и механика трибосистем: Межвуз. сб. науч. тр. - Иваново: Ив ГУ, 2003. -С. 27-30.

10. Ясенов В.В. Температурное поле подшипников скольжения из модифицированной древесины / В.В. Ясенов, В.П. Белокуров, ВА Анисимов // Проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов на предприятиях и ТЭС: Межвуз. сб. науч. тр. - Спб: СПб ГТУ РП, 2003.-С. 90-93.

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписями, заверенными гербовой печатью, просим направлять по адресу: 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, Воронежская государственная лесотехническая академия.

Ученому секретарю диссертационного совета Телефон: 53-72-40, Факс: (8-0732) 53-72-40

ЯСЕНОВ Владимир Васильевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОПОР СКОЛЬЖЕНИЯ ЛЕСНЫХ МАШИН ЗА СЧЕТ УЧЕТА ТЕРМОУПРУГОСТИ ПАР ТРЕНИЯ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати_2004 г.

Объем - Усл.п.л. 1 Заказ № $"*> У Тираж 100 экз. Типография Воронежской государственной лесотехнической академии РИО ВГЛТА. УОП ВГЛТА. 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8

»-2323

РНБ Русский фонд

2004-4 27625

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ работоспособности опор скольжения лесных машин.

1.2 Реологические свойства древесины и их влияние на изделия из неё.

1.3 Влияние температуры и влажности на напряженно-деформационное состояние изделий из древесины.

1.4 Исследования в области термоупругости анизотропных материалов.

1.5 Выводы, цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Прессованная древесина - эффективный заменитель цветных и чёрных металлов в опорах скольжения.

2.2 Технология изготовления подшипников скольжения из прессованной древесины.

2.3 Методика исследования теплофизических свойств прессованной древесины.

2.3.1 Квазистационарные методы исследования теплофизических свойств прессованной древесины. а) Методика определения коэффициента теплопроводности прессованной древесины с помощью прибора ИТ-Л- 400. б) Методика определения теплоемкости прессованной древесины с помощью прибора ИТ - С

2.3.2 Нестационарный метод исследования теплофизических свойств прессованной древесины.

2.4 Методика подготовки к исследованию образцов из прессованной древесины.

2.4.1 Методика подготовки образцов из прессованной древесины для определения коэффициента теплопроводности и удельной теплоемкости.

2.4.2 Методика подготовки образцов из прессованной древесины для испытания на трение и износ.

2.5 Лабораторные стенды и методика исследования прессованной древесины на терние и износ.

2.6. Выводы.

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОУПРУГОСТИ И РЕОЛОГИИ ПРЕССОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ МЕХАНИЧЕСКИХ И ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК.

3.1 Прочностной расчет опор скольжения из прессованной древесины при статистических нагрузках.

3.2 Стационарный тепловой режим опор скольжения из прессованной древесины в случае плоского температурного поля. а) стационарный тепловой режим в случае плоского осесимметричного температурного поля. б) стационарный тепловой режим в случае плоского неосесимметричного температурного поля.

3.3 Анализ температурного поля подшипников скольжения из прессованной древесины в подшипниках скольжения в нестационарный период трения.

3.4 Термоупругость прессованной древесины в подшипниках скольжения при наличии плоского осесимметричного температурного поля.

3.5 Термоупругость прессованной древесины в подшипниках скольжения при наличии плоского неосесимметричного температурного поля.

3.6 Расчет величины натяга в неподвижном соединении подшипник скольжения - корпус.

3.7 Расчет величины зазора в соединении подшипник скольжения - вал.

3.8 Выводы.

ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И

ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРЕССОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ.

4.1 Экспериментальные исследования теплофизических свойств прессованной древесины

4.2 Исследование получения термостойкого теплопроводного материала прессованной древесины.

4.3 Влияние эксплуатационных режимов в подшипниках скольжения из прессованной древесины на их трибологические характеристики.

4.4 Выводы.

ГЛАВА 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕКРТОРЫХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ В ОПОРАХ СКОЛЬЖЕНИЯ ИЗ ПРЕССОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИХ ПРОИЗВОДСТВЕННО - СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ.

5.1 Качественный анализ проектирования опор скольжения из прессованной древесины.

5.2 Расчет зазоров в узлах трения лесных машин использующих подшипники скольжения из прессованной древесины.

5.3 Производственно - стендовые испытания подшипников скольжения из прессованной древесины в узлах трения гидроманипуляторов лесного комплекса.

5.4 Расчет экономической эффективности от внедрения прессованной древесины в узлах трения лесных машин и механизмов.

5.5 Выводы.

Актуальность темы. В настоящее время в такой важнейшей отрасли для России как лесная промышленность и лесное хозяйство используется около 80000 машин для трелевки леса, 9000 челюстных погрузчиков, 20000 лесовозных автомобилей, 1500 машин для валки леса, а также других почвообрабатывающих и технологических лесных машин имеющих опоры скольжения. Поддержка в рабочем состоянии этого огромного парка лесных машин является одной из основных задач. Однако статистические данные ведущих отраслевых организаций свидетельствуют о низкой работоспособности опор скольжения в лесных машин. Так, по данным ЦНИИМЭ в общем объеме всех трудозатрат, идущих на заготовку 1м3 древесины, затраты труда на тех-, ническое обслуживание и ремонт составляют 22.25%. Особое место в дан-, ном случае занимают опоры скольжения, которые наряду с механическими нагрузками подвержены и тепловому воздействию. Повысить работоспособность опор скольжения лесных машин представляется возможным за счет использования новых, более эффективных конструкционных материалов. Использование в опорах скольжения прессованной древесины (ДП) является значительным резервом экономии цветных и черных металлов.

Широкое внедрение опор скольжения из ДП сдерживается недостаточной изученностью их работоспособности в различных условиях эксплуата-. ции. Причиной этого является практическое отсутствие информации о термоупругости антифрикционного материала ДП, а также недостаточные сведения о теплофизических, триботехнических, реологических и других свойствах ДП.

Одним из основных факторов, влияющих на работоспособность опор скольжения лесных машин, является температурный режим в зоне трения и, следовательно, термоупругость материала ДП. С ростом температуры происходит изменение коэффициента трения, повышается износ, снижается твердость ДП и увеличиваются размеры изделия. Температурные напряжения в. парах трения иногда достигают настолько больших величин, что в ряде случаев являются причиной аварий и простоев оборудования. Поэтому при проектировании опор скольжения лесных машин необходимо учитывать термоупругость ДП и в обязательном порядке проводить тепловые расчеты по определению как предельно допустимой температуры для ДП для конкретной конструкции и размеров узла ( то есть определить значения при этом максимально возможной нагрузки и скорости ), так и для расчета температурных компенсаций в зазорах и натягах узлов трения корпус - подшипник - вал, а также для учета возникающих температурных напряжений.

Таким образом, решение рассматриваемой проблемы является актуальной важной прикладной задачей, имеющей существенное значение для научного обоснования технических и технологических разработок на предприятиях лесного комплекса.

Работа выполнялась в соответствии с научно - технической программой "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" (подпрограмма "Инновация". Гос. регистр. №01.2.00108701; 2001 .2003г.г.) и по Комплексному плану научно-исследовательских работ ВГЛТЛ по теме "Разработка и создание диагностических систем по физико-механическим свойствам материалов, применяемых на предприятиях лесного комплекса и других отраслей промышленности". Гос. регистр. № 01.2.00105347 (раздел "Реофизика модифицированной древесины"), 2001.2005 г.г.

Цель работы. Повышение работоспособности опор скольжения лесных машин за счёт применения прессованной древесины с необходимостью учёта её термоупругости.

Объекты и методы исследования. Объектом исследований явился антифрикционный материал из ДП. Теоретические исследования основывались на методах дифференциального и интегрального исчисления, общих законов физики и механики. При экспериментальных исследованиях применены методы моделирования, разработана и изготовлена установка по определению одновременно всех теплофизических свойств ДП в широком температурном интервале. Для анализа полученных результатов использовались методы математической статистики и ЭВМ.

Научная новизна работы:

- разработана методика и новая установка по исследованию теплофизических свойств прессованной древесины в широком температурном интервале отличающаяся тем, что из одного эксперимента на одном образце сразу же определяются коэффициенты теплопроводности, температуропроводности и теплоёмкости;

- разработана теория силового расчёта опор скольжения лесных машин, отличающаяся учётом анизотропии ДП;

- разработана теория термоупругости для опор скольжения лесных машин при плоском осесимметричном и плоском неосесимметрич-ном поле температуры, отличающейся учётом анизотропии ДП.

Значимость для теории практики. Теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать теорию теплового и силового расчёта подшипниковых узлов трения и методику расчёта оптимальных зазоров и натягов, которые учитывают компенсации, связанные с изменением температуры в узлах трения «корпус- подшипник- вал». Использование в опорах скольжения материала из ДП снижает расход цветных и черных металлов и обеспечивает некоторое увеличение долговечности узлов трения лесных машин.

Реализация работы. Результаты исследований использовались при проведении заводских стендовых испытаний в условиях ОАО «Майкопского машиностроительного завода», который выпускает гидравлические манипуляторы, используемые на предприятиях лесного комплекса. Во время испытаний использовались нагрузочно-скоростные режимы в опорах скольжения, которые заложены в выпускаемых заводом гидроманипуляторах. Испытания проводились независимым испытательным центром лесозаготовительных машин и грузоподъёмного оборудования ООО «Испытатель», аккредитованного Госстандартом России на право проведения испытаний гидроманипуляторов, кранов-манипуляторов (Аттестат аккредитации № РОСС РИ 0001.21. MB 11 от 05.07.99г.).

Результаты теоретических, лабораторных, стендовых исследований и заводских стендовых испытаний приняты к внедрению организациями ОАО «Майкопский машиностроительный завод», Норильское ООО «Промкомсер-свис 4», научно-производственным центром «Восмоддрев» и внедрены в учебный процеср кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин (ВГЛТА).

Обоснованность и достоверность сформулированных в диссертации научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается корректностью принятых допущений при модельных исследованиях, хорошей сходимостью теоретических выводов с результатами экспериментальных исследований, подтверждённых заводскими стендовыми испытаниями, использованием современных методов планирования экспериментов и обработки их результатов.

Основные положения, выносимые на защиту:

- установка и методика определения теплофизических свойств прессованной древесины в широком температурном интервале;

- методика по силовому и тепловому расчёту, опор скольжения из анизотропного материала ДП;

- теория термоупругости для анизотропного материала из ДП, используемого в опорах скольжения лесных машин;

- результаты теории термоупругости и экспериментальных исследований по практическим рекомендациям использования ДП в опорах скольжения лесных машин.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 3-ей Российской национальной конференции по теплообмену (М., МЭИ, 2002) и на научно-технических конференциях профессорского - преподавательского состава ВГЛТА (Воронеж).

Публикации. По результатам проведённых исследований опублико-ванно 10 научных работ (из них 3 единоличных публикации).

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основанных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложений. Она включает 171 страницу, из них 160 страниц основного текста, 37 иллюстраций, 6 таблиц, 114 наименований использованной литературы, в том числе 14 иностранной и 6 приложений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Антифрикционный анизотропный материал из прессованной древесины является эффективным заменителем цветных и чёрных металлов в опорах скольжения лесных машин и отличается от других конструкционных материалов низкой стоимостью, более эффективной работой в абразивных и агрессивных средах, возможностью работы на самосмазке.

2 Для определения теплофизических свойств прессованной древесины разработана методика проведения экспериментальных исследований и изготовлена установка, реализуемая измерения в квазистационарном тепловом режиме.

3 В результате теоретических и экспериментальных исследований установлено, что работоспособность опор скольжения из ДП зависит от нормальных давлений, температуры и величины угла контакта (2а), который в свою очередь зависит от усилий нагружения и геометрических размеров узла трения, а также от коэффициента Пуассона и модуля упругости ДП.

4 Разработан математический аппарат по силовому расчёту опор скольжения, а также по тепловому как для стационарного, так и для нестационарного теплового режима.

5 Получены математические модели по расчёту радиальных и тангенциальных температурных напряжений и перемещений в опорах скольжения из ДП при плоском осесимметричном и неосесимметричном температурном поле.

6 Для соединений корпус-подшипник-вал разработана методика расчёта по определению оптимального натяга и зазора с учётом температурных компенсаций в соединении.

7 Введение в древесину перед её прессованием кремнийорганического соединения совместно с нитридом бора в количестве 27% по массе позволяет повысить как термостойкость ДП, так и её теплопроводность в 1,5 . 2,0 раза, что является существенным для энергонагруженных узлов трения лесных машин.

8 Исследованы эксплуатационные режимы в подшипниках скольжения из ДП и определены их оптимальны значения (удельное даявление р ~ 0,8 МПа, скорость Г=1,2. 1,4 м/с) при которых происходит снижение коэффициента трения и износа, а также появляются возможности повысить уровень предельно допустимого температурного режима в узлах трения лесных машин.

9 Использование теоретических и экспериментальных результатов исследований позволяет расширить область применения ДП в узлах трения, способствует экономии цветных и чёрных металлов и обеспечивает повышение эффективности и долговечности эксплуатации опор скольжения в 1,5 . 2,0 раза, что, в конечном счёте, приведет к уменьшению простоя лесных машин.

10 Результаты исследований переданы в ЦОКБ «Лесхозмаш», ОАО «Майкопский машиностроительный завод», используются в учебном процессе ВГЛТА и внедрены в учебно-опытном лесхозе ВГЛТА и НПЦ «Восмоддрев» ВГЛТА

1.М. Расчет термоупругих контактных давлений в подшипнике с полимерным покрытием /В.М. Александров В.А.Бабенко// Контактные задачи и их инженерные положения: Сб.науч.тр./ М.:ИМаш, 1969.-С.214-226.

2. Ашкенази Е.К. Прочность анизотропных и синтетических материалов /Е.К. Ашкенази-М.: Лесная промышленность, 1966.-168с.

3. Ашкенази Е.К. Анизотропия древесины и древесных материалов /Е.К. Ашкенази-М.: Лесная промышленность, 1978.-224с.

4. Бабешко В.А. К расчету температур, возникающих при вращении вала в подшипнике/В.А. Бабешко, И.И. Ворович//ПМТФ.-1968.-№2.-С.135-137.

5. Бегиджанова А.П. Применение пластмасс в тракторном машиностроении /А.П. Бегиджанова П.М. Крейндлин.-М.: Машиностроение, 1970.-С.112-149.

6. Белокуров В.П. Температурный режим узлов трения лесных машин и их работоспособность /В.П. Белокуров- Воронеж: ВГУ, 1997.-184с.

7. Белокуров В.П. Методы расчета и повышение долговечности тормозных узлов и опор скольжения из модифицированной древесины в лесных машинах: Дис.докт.техн.наук/ Белокуров Владимир Петрович; Воронежская гос. лесотехн.академия.-Воронеж, 1998-.432с.

8. Белянкин Ф.П. Деформативность и сопротивляемость древесины /Ф.П. Белянкин, В.Ф. Яценко. Киев: АН УССР, 1957. -216 с.

9. Бывших М.Д. Исследование влияние температуры при влажности древесины на ее упруго-пластические характеристики /М.Д. Бывших. М.: ЦНИИМОД, Химки, 1956. -С.13-15.

10. Винник Н.И. Промышленное производство прессованной древесины / Н.И. Винник. М.: Лесная промышленность, 1964. - 84с.

11. Геращенко О.А. Тепловые и температурные измерения / О.А. Геращенко. Киев: Наукова думка, 1965. -304с.

12. Глухов В.И. Теплофизические свойства модифицированной полимерами древесины / В.И. Глухов, Г.В. Ширяева, Б.А. Бриксман //Изв. АН БССР, серия физ. энерг. наук. - 1976. - №4. - С. 44 - 49.

13. Глухов В.И. Диэлектрические и теплофизические свойства модифицированной полимерами древесины /В.И. Глухов //Проблемы модификации древесины, перспективы развития ее производства и применения на народном хозяйстве /Гродно, 1979. — С. 246-247.

14. Деч Г. Руководство к практическому применению преобразования Лапласа / Г. Деч. М.: Гос. изд. физ. - матем. лит., 1958. - 207 с.

15. Диткин В.А. Справочник по операционному исследованию / В.А. Дит-кин, П.И. Кузнецов. — М.: Гос. изд. техн. Теорет. лит., 1951. — 256 с.

16. Дмитрович А.Д. Определение теплофизических свойств строительных материалов / А.Д. Дмитрович. М.: Высшая школа, 1968. - 206 с.

17. Дущенко В.П. Теплофизические свойства наполнителей эпоксидной смолы ЭД 5 / В.П. Дущенко, В.М. Борановский, И.А. Усков // Полимеры в машиностроении / Львов, Львовский университет, 1968. — С. 43.

18. Емченко М.П. Определение тепловых свойств древесных материалов / М.П. Емченко // Машины и орудия для мелиорирования лесозаготовок /Л., 1974.-Вып. 2.-С. 149-153.

19. Иванов Ю.М. К исследованию высокоэластического состояния древесины / Ю.И. Иванов. Труды института леса и древесины АН СССР, 1962.-Т. 51-246 с.

20. Иванов Ю.М. Исследование физических свойств древесины / Ю.М. Иванов, В.А. Баженов. Изд. АН СССР, 1959. - 196 с.

21. Иванов A.M. Длительная прочность и деформативность древесины / A.M. Иванов. Воронеж: ВИСИ. - 1958. - №4. - С. 25-27.

22. Иванов Ю.М. Дефомация ранней и поздней древесины сосны при сжатии поперек волокон давлением до 3500 кГ/см2 / Ю.М. Иванов, К.В. Парфенов. Труды института леса АН СССР, 1949. - Т. 4. - 162 с.

23. Исаченко В.П. Теплопередача / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Су-комел. М.: Энергия, 1969. - 440 с.

24. Карслоу Г. Теплопроводность твердых тел / Г. Карслоу, Д. Егер. — М.: Наука, 1984.-487 с.

25. Каталог. Древесина модифицированная и изделия из нее / Под ред. Н.И. Винника. Воронеж: ВГЛТА, 1993. - 54 с.

26. Коваленко А.Д. Введение в термоупругость / А.Д. Коваленко. Киев: Наукова думка, 1965. - 204 с.

27. Коваленко А.Д. Термупругость / А.Д. Коваленко. Киев: Наукова думка, 1975.-216 с.

28. Кротов Л.Н. Влияние температуры на теплофизические свойства лиственницы / Л.Н. Кротов, В.П. Ловецкий // Технология деревообработки / Красноярск, 1973.-С. 114-120.

29. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена / С.С. Кутателадзе. — М.: Машгиз, 1962. 456 с.

30. Лавничак М.Я. Релаксация напряжения в древесины и древесных материалах / М.Я. Лавничак // Журн. РИ ЦНИИТЭИ. М. - 1968. - №13. -С. 312.

31. Леннов В.Г. Деформации после действия древесины сосны / В.Г. Лен-нов // Труды ГИСИ. Горький, 1960. Вып. 35. - С. 45-48.

32. Леонтьев Н.Л. Упругие деформации древесины / Н.Л. Леонтьев. — М.: Гослесбумиздат, 1952.- 144с.

33. Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела / С.Г. Лехниц-кий.-М.: Наука, 1977.-416 с.

34. Лыков А.В. Теория теплопроводности / А.В. Лыков. М.: Высшая школа, 1967.-598 с.

35. Митинский А.Н. Напряжение толстостенной анизотропной трубе под действием наружного и внутреннего давления / А.Н. Митинский // Сб. Ленинградского ИИЖДТ. М., 1948. Вып. 136. - С. 55-61.

36. Нартов П.С. Повышение надежности и долговечности лесохозяйст-венных машин / П.С. Нартов. М.: ЦБНТИ лесхоза, 1974. - 36 с.

37. Николайчук М.В. Исследование реологических показателей и режимов сушки древесины при низких температурах: Дис. канд. техн. наук / Николайчук Михаил Васильевич; М.:'МЛТИ, 1973. — 174 с.

38. Новицкий В. Вопросы термоупругости / В. Новицкий. М.: Изд АН СССР, 1962.-414 с.

39. Огарков Б.И. Температурно-влажностные напряжения в анизотропном кольце с учетом зависимости модуля упругости материала от температуры и влажности / Б.И. Огарков // Изв. вузов: Машиностроение. — 1966.-№5.-С. 26-30.

40. Огарков Б.И. Теоретические и экспериментальные исследования релаксационных свойств прессованной древесины /Б.И. Огарков, Г.К. Гаврилов // Модифицированная древесина и древесные пластики / Л.: ЛТА, 1974.- С. 6-8.

41. Огаркова Т.В. Температурные и влажностные деформации прессованной древесины: Дис.канд.техн.наук /Огаркова Томара Васильевна; Воронеж, 1958.- 192с.

42. Осипова В.А. Экспериментальные исследования процессов теплообмена / В.А. Осипова. М.: Энергия, 1979. - 320с.

43. Островский Ю.С. Методика расчета деревянных подшипников скольжения на самосмазке /Ю.С. Островский //Изд.Вузов: Лесной журнал. — 1971. №4. - С.43 - 47.

44. Парфенов К.В. Упругость и прочность ранней и поздней древесины сосны при сжатии поперек волокон /К.В. Парфенов //Труды института леса АН СССР, 1949. Т.4. - 162с.

45. Платунов Е.С. Теплофизические измерения в монотонном режиме /Е.С. Платунов. Л.: Энергия, 1973. - 144с.

46. Платунов Е.С. Теплофизические измерения и приборы /Е.С. Платунов. Л.: Машиностроение, 1986. - 256с.

47. Показатели физико-механических свойств древесины. Руководящие технические материалы. Комитет стандартов, мер и измерительных приборов. -М.: Изд-во стандартов, 1962. 18с.

48. Попов В.М. Влияние конструкций и условий теплорассеивания тормозов на их работоспособность и долговечность /В.М. Попов, В.П. Белокуров //Повышение надежности и долговечности машин и сооружений /Киев: Наукова думка, 1982.-С. 103 104.

49. Прессованная древесина в народном хозяйстве. Сборник материалов /М.: ГосИНТИ, 1964. 248с.

50. Прессованная древесина и древесные пластики в машиностроении. Справочник /Под ред. А.Г. Ракина. М.: Машиностроение, 1965. -148с.

51. Курепин В.В. Промышленные теплофизические приборы первого поколения /В.В. Курепин, Г.С. Петров, В.Г. Карпов и др. //Промышленная теплотехника. -1981.- Т.З. №1. - С.29 - 34.

52. Прусов И.А. Некоторые задачи термоупругости /И.А. Прусов. — Минск: Изд-во БГУ им. В.И. Ленина, 1972. 250с.

53. Ржаницын А.Р. Некоторые вопросы механики систем, деформирующихся во времени /А.Р. Ржаницын. М.: Гостехиздат, 1949. - 216с.

54. Ремизов Д.Д. Допуски и посадки полимерных опор //Д.Д. Ремизов. -М.: Машиностроение, 1985. 208с.

55. Рукосуева Л.С. Удельная теплоемкость древесины тропических пород /Л.С. Рукосуева, Ю.В. Лаптев, A.M. Пожиток //Межвуз.сб.науч.тр. /Л.: ЛЛТА, 1985. -С.23 25.

56. Середа Н.С. Прессованная древесина и пресскрошка как заменитель цветных и черных металлов в узлах трения машин /Н.С. Середа //Прессованная древесина и ее применение в машиностроении при ремонте машин /Киев.: УкрНИИНТИ, 1967. С.54 - 57.

57. Сидоренко А.К. Применение прессованной древесины в узлах трения машин /А.К. Сидоренко. -М.: Машиностроение, 1965. 144с.

58. Сидоренко А.К. Расчет натяга неподвижных соединений втулок из пьезотермообработанных анизотропных материалов /А.К. Сидоренко //Лесной жувнал. -1971.- №4.- С. 18 21.

59. Смогунов Н.С. Машины и механизмы лесоразработок /Н.С. Смогунов, Н.Д. Гребенников. Воронеж: ВГЛТА, 1979. - 118с.

60. Справочное руководство по древесине /Лаборатория лесных продуктов США . М.: Лесная промышленность, 1979. - С.496 - 516.

61. Справочное руководство по древесине /Лаборатория лесных продуктов США . -М.: Лесная промышленность, 1979. С. 106 — 109.

62. Станчев Д.И. Конструкционные материалы для лесных машин /Д.И. Станчев. Воронеж.: ВГУ, 1982. - 172с

63. Таубер Б.А. Подъемно транспортные машины в лесной промышленности /Б.А. Таубер. - М.: Гослесбумиздат, 1952. - 532с.

64. Тюкавин В.П. Повышение надежности лесозаготовительной техники /В.П. Тюкавин, Ф.П.Попов. — М.: Лесная промышленность, 1978. -168с.

65. Уголев Б.Н. Исследование реологических свойств древесины и опыт расчета напряжений в тонкой закрепленной пластинке при ее сушке /Б.Н. Уголев //Древесные пластики: Сб.науч.тр. /М.: ЦБТИбумдрев-прома, 1961.-С.39-42.

66. Уголев Б.Н. Исследование влияние температуры и влажности на показатели реологических свойств древесины березы /Б.Н. Уголев //Деревообрабатывающая промышленность. 1963. - №6. - С.36 - 37.

67. Уголев Б.Н. Определение реологических показателей древесины /Б.Н. Уголев //Деревообрабатывающая промышленность. 1963. - №2. -С.15-16.

68. Уголев Б.Н. Испытания древесины и древесных материалов /Б.Н. Уголев. -М.: Лесная промышленность, 1965. — 162с.

69. Уголев Б.Н. Закономерности деформирования и реологические коэффициенты древесины бука /Б.Н. Уголев //Деревообрабатывающая промышленность. 1966. - №5. - С.24 - 27.

70. Уголев Б.Н. Деформативность древесины и напряжения при сушке /Б.Н. Угалев. М.: Лесная промышленность, 1986. - 366с.

71. Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения /Б.Н. Уголев. М.: Лесная промышленность, 1986. - 366с.

72. Уздалов И.А. Некоторые задачи термоуругости анизотропного тела / И.А. Уздалов. Саратов: СГУ, 1967. - 168 с.

73. Буравой С.Е. Унифицированный ряд приборов для теплофизических измерений / С.Е. Буравой, В.В. Курепин, Г.С. Петров // Инженерно-физический журнал. 1980. - Т.38. - №3. - С.420-428.

74. Хазанов Г.М. Народохозяйственное значение внедрения прессованной древесины в качестве материала для деталей машин / Г.М. Хазанов // Прессованная древесина в народном хозяйстве. М.: Лесная промышленность, 1964.-С. 5-39.

75. Хухрянский П.Н. Релаксация и последствия естественной и прессованной древесины при сжатии / П.Н. Хухрянский // Труды Института леса АН СССР, 1953.-Т.9.-С. 63-66.

76. Хухрянский П.Н. Прочность древесины / П.Н. Хухрянский. М.: Гос-лесбумиздат, 1955.-318 с.

77. Хухрянский П.Н. Опыт применения прессованной древесины для изготовления деталей машин / П.Н. Хухрянский // М.: ГосИНТИ, 1962. — 72 с.

78. Хухрянский П.Н. Пребссование древесины / П.Н. Хухрянский. М.: Лесная промышленность, 1964. - 352 с.

79. Хухрянский П.Н. Прессованная древесина заменитель дефицитных материалов / П.Н. Хухрянский // Прессованная древесина в народном хозяйстве. - М.: Лесная промышленность, 1964. — С.3-4.

80. Чаадаев А.Е. Модифицирование прессованной древесины церезином: дис. канд. техн. наук. / Чаадаев Анатолий Евгеньевич; Воронеж, гос. лесот. академия. Воронеж, 1992. - 186 с.

81. Черский И.Н. Анализ температурного поля полимерного подшипника скольжения в нестационарный период трения / И.Н. Черский // Трение и износ. 1980. - Т.2. - №2. - С.231-238.

82. Чичинадзе А.В. Расчет и исследование внешнего трения при торможении / А.В. Чичинадзе. М.: Наука, 1967.-230 с.

83. Чудинов Б.С. Усреднение эффективных тепловых коэффициентов древесины / Б.С. Чудиков // Древесиноведение и защита древесины / Труды института леса и древесины СО АН СССР. Новороссийск, 1963.-С.48-65.

84. Чудинов Б.С. Теория обработки древесины / Б.С. Чудинов. -М.: Физ-матгиз, 1968.-256с.

85. Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов / А.Ф. Чудновский. -М.: Физматгиз, 1962.-324 с.

86. Шамаев В.А. Пропитка древесины суспензиями / В.А. Шамаев, В.П. Белокуров // Современные проблемы древесиноведения. -Красноярск, 1987.-С.145-146.

87. Шейдин И.А. Технология производства древесины и пластиков и их применение / И.А. Шейдин, П.Э. Пюдик. М.: Лесная промышленность, 1971.- 186 с.

88. Ясенов В.В. Расчет величины зазора вал подшипник скольжения из модифицированной древесины / В.В. Ясенов // Технологии и оборудование деревообработки в 21 веке: Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. В.А. Шамаева. Воронеж: ВГЛТА, 2003. - С. 173-175.

89. Ясенов В.В. Расчет величины расчета натяга в подвижном соединении подшипник скольжения корпус / В.В. Ясенов // Технологии и оборудование деревообработки в 21 веке: Межвуз. сб. науч. тр. /Под ред.

90. B.А. Шамаева. Воронеж: ВГЛТА, 2003.-С. 175-177.

91. Ясенов В.В. Опоры скольжения из модифицированной древесины /В.В. Ясенов, В.А. Анисимов, В.П. Белокуров // Физик, химия и механика трибосистем: Межвуз. сб. науч. тр. Иваново: Ив ГУ, 2003. -С. 27-30.

92. Яценко В.Ф. Прочность и ползучесть сложных пластиков / В.Ф. Яцен-ко. Киев: Наукова думка, 1966. 162 с.

93. Bors C.J. Tensions thermiques axialement symetriques dans les corps transversalement isotropes. An stiint. Univ. Jasi/ Sec 1,8, №1, 1962

94. Bors C.J. Sur le probleme en trois dimensions de la thermoelasticite des corps transversalement istropes Bull. Acad, polon., sci., Ser.sei. techn., 11, №5, 1963.

95. Eason Lj. Thermal Stress in Anisotropic Cylinders. Proc. Edinburgh Mat. Soc, 13, №2,1962

96. Ellwood E.L. Properties of American beech in tension and compession perpendicular to the grain and their relation to drying. Vale Univ., School of Forestry. Bull., 1954, № 61.

97. Grossman P. Requirements for a model that exhibits mechanosorptive behavior. Wood and Techn., 1976. 10 (3).

98. Lawniczak M. and Raczkowski J. Effect of temperature on the strain recovery in wood. Nature, vol. 192, Nov. 11, 1961.

99. Lawniczak M. Einflub der Erwarmung vor Rotbuche in Wasser auf das rheologische Verhalten bei zyklischer Belastund quer zur Faser. Holz als Roh und Werkstoff, Bd. 25, H. 1, 1967.

100. Nowinski J. Thermoelastic states in a Thicknvalled Orthotropic Cylinder Surrounded by an Elastic Medium. Bull. Acad, polon. sci., CI 4, 5, №1, 1957.

101. Nowacki W. Ustalone naprezenia w walcu ortotropowym oras w tarczy or-totropowej. Rozpr. Inz., 8, №3, 1960.

102. Ranta-Maunus A. The vicoelasticity of wood at varying moisture content. Wood. Sci and Tehn., 1975,9.

103. Schniewind A.P. Recent progress in the study of the rheology of wood. Wood Scie. and Technol., 1968, №3.

104. Senior D.A. Timber as on engineering material // Mach. Lloyd and Ele-skur. End. Overseas Ed. 1967. - 39. - №20.

105. Singh A. Axisymmetrical Thermal Stresses in Transversely Jsotropic Bodies. Arch. Mech. Stos., 12, №3, 1960

106. Youngs R.L. Mechanical properties of red oak related to drying. Forest Prod. J., vol. 7, 1957, №10.