автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.18, диссертация на тему:Повышение надежности работы подшипников скольжения

На правах рукописи

МАЙОРОВ Владимир Сергеевич 485547

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ

Специальность 05.02.18 - Теория механизмов и машин

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 6 ОКТ 2011

Санкт-Петербург - 2011

4855470

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения» на кафедре «Теория механизмов и робототехнические системы».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Войнов Кирилл Николаевич

доктор технических наук, профессор Тимофеев Борис Павлович

кандидат технических наук, профессор

Пономарев Андрей Николаевич ЗАО "Завод "Композит"

Защита диссертации состоится «18» октября 2011 г. в 17 ч. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.227.04 при Санкт-Петербургском государственном университете информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д. 49, ауд. 206.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики.

Автореферат разослан «/3 » сентября 2011 г.

Ваши отзывы и замечания по автореферату (в двух экземплярах), заверенные печатью, просим направлять по адресу университета: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д. 49, секретарю диссертационного совета Д 212.227.04.

Ученый секретарь диссертационного совета

Д 212.227.04, к.т.н., доцент Киселев с-с-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Железнодорожный транспорт является основным видом путей сообщения. По данным Всемирного банка, эксплуатируемый локомотивный парк железных дорог всего мира насчитывает примерно 86 тыс. тепловозов и 27 тыс. электровозов, общий парк ОАО "Российские железные дороги" (РЖД) - порядка 20 тыс. единиц тягового подвижного состава, из них около 10 тыс. -магистральные грузовые локомотивы.

В России тепловозы используются на всей сети железных дорог и выполняют 40 % пассажирских и грузовых перевозок, а также около 98 % маневровых работ, поэтому важно поддерживать хорошее техническое состояние тепловозного парка и модернизировать его. Поскольку ремонт тепловозов требует значительных денежных и временных затрат, повышение отказоустойчивости этих машин позволит получить большой экономический эффект.

Надежность работы тепловоза обеспечивается безотказностью работы всех его узлов. Одним из наиболее важных узлов тепловоза является дизельная установка. На основании анализа отчетов по отказам подвижного состава РЖД установлено, что в течение 20092010 гг. было зарегистрировано 2237 случаев отказов тепловозов, из которых 754 вызваны отказом дизеля.

Работа дизеля зависит от множества разных факторов, в том числе от надежности опор скольжения коленчатого вала и поршневой группы. Можно сделать вывод, что износ подшипников скольжения приводит к длительному простою тепловозов ввиду труднодоступности данных узлов и трудоемкости их ремонта.

Следовательно, актуальна задача разработки новой конструкции подшипников скольжения, обладающей повышенной износоустойчивостью.

Цель работы заключается в исследовании опор скольжения новой конструкции для тягового подвижного состава, в частности подшипников коленчатого вала и поршневой группы локомотивного дизельного двигателя, и их совершенствовании.

Для достижения указанной цели в диссертации были поставлены и решены следующие задачи:

1. Изучение принципа действия и основных причин неплановых ремонтов дизельных двигателей тепловозов, а также методов расчетов подшипников скольжения;

2. Разработка конструкции гидродинамического подшипника скольжения повышенной износоустойчивости;

3. Разработка методики оценки влияния макрорельефа опорной поверхности на работу гидродинамического подшипника скольжения;

4. Разработка методики расчета гидродинамических подшипников скольжения новой конструкции;

5. Разработка методики испытаний гидродинамического подшипника скольжения и создание лабораторного испытательного стенда;

6. Оценка экономической эффективности предлагаемого гидродинамического подшипника скольжения.

Объектом_исследования являются опорные

гидродинамические подшипники скольжения коленчатого вала и поршневой группы локомотивного дизельного двигателя.

Предметом исследования является возможность повышения надежности работы гидродинамических подшипников скольжения за счет выполнения на их опорной поверхности специального макрорельефа, изменяющего характер распределения гидродинамического давления в смазочном слое.

Основные методы научных исследований. При выполнении работы исследованы особенности функционирования гидродинамических подшипников скольжения коленчатого вала и поршневой группы локомотивного дизельного двигателя, исследовано влияние макрорельефа опорной поверхности подшипника на характеристики его работы на основании гидродинамической теории смазки, оценена надежность подшипников скольжения новой конструкции. Эксперименты выполнены на четырех образцах подшипников с разной конфигурацией опорной поверхности с использованием специально разработанного лабораторного стенда. Математическое моделирование, расчеты и обработка результатов экспериментов выполнены с помощью ПЭВМ и пакетов программ SolidWorks® Flow Simulation (COSMOSFloWorks), Microsoft Visual Studio, MathCad, Microsoft Excel и MATLAB.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложен и реализован способ повышения надежности гидродинамического подшипника скольжения.

2. Разработаны алгоритмы расчета и оценки влияния макрорельефа опорной поверхности гидродинамического подшипника скольжения на характеристики его работы;

3. Предложен и реализован способ проведения испытаний гидродинамических подшипников скольжения на специально разработанном стенде;

4. Получены уравнения и соответствующие графические зависимости основных характеристик и параметров гидродинамического подшипника скольжения новой конструкции.

5. Макрорельеф опорной поверхности нового подшипника обеспечивает практически вертикальное всплывание цапфы над масляным клином, что уменьшает вероятность возникновения повышенного износа.

Практическая ценность работы:

1. Разработан и успешно испытан гидродинамический подшипник скольжения новой конструкции, обладающий повышенной износоустойчивостью благодаря непрерывному сохранению в зоне трения смазочного слоя за счет улучшенной центровки цапфы;

2. Разработан и успешно испытан стенд для испытаний гидродинамических подшипников скольжения, позволяющий оценивать смещение оси вала относительно оси опорной поверхности вкладыша при работе подшипника;

3. Полученные расчетные зависимости характеристик работы гидродинамического подшипника скольжения от макрорельефа опорной поверхности могут использоваться в дальнейших научных исследованиях работы гидродинамических подшипников скольжения;

4. Внедрение разработанного гидродинамического подшипника скольжения в конструкцию дизеля тепловоза ТЭП70 позволит получить годовой экономический эффект не менее 414,87 тыс. руб.

Реализация. Успешная опытная апробация улучшения центровки цапфы в подшипнике, проведенная с помощью разработанного измерительного стенда, подтверждает целесообразность и эффективность внедрения разработки. Получена справка о внедрении в учебный процесс Петербургского государственного университета путей сообщения технических разработок в дисциплинах Детали машин и основы конструирования», «Прикладная механика» и «Проектирование роботов».

Достоверность полученных результатов обеспечивается совпадением результатов теоретических расчетов с результатами испытаний при использовании высокоточного измерительного оборудования и дальнейшей обработкой результатов исследований с помощью ПЭВМ.

Апробация работы

Основные положения разработанных методик и результаты исследований докладывались и были одобрены на 9-й и 10-й Международных конференциях «Трибология и надежность»

(ПГУПС, Санкт-Петербург, 2009-2010 гг.), научно-технической конференции «Шаг в будущее» (ПГУПС, Санкт-Петербург, 2008 г.).

Публикации

Основные положения диссертации опубликованы в 7 печатных работах, из них 1 работа - в издании, входящем в перечень, рекомендованный ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации. Получено решение о выдаче патента РФ на изобретение.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения, изложена на 120 страницах машинописного текста, содержит 11 таблиц и 59 иллюстраций. Библиографический список насчитывает 100 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель и задачи работы, объект и предмет исследования, ее научная новизна и практическая значимость.

В первой главе представлены особенности работы гидродинамических подшипников скольжения, используемых в двигателях тепловозов, проанализированы основные причины неплановых ремонтов данных подшипников и смежных узлов, вызванные неисправностями подшипников, а также определены возможные пути решения существующих проблем.

Статистические данные, предоставленные Дирекцией тяги Октябрьской железной дороги, показывают, что большую часть неплановых ремонтов тепловозов вызывает выход из строя дизельной установки, долговечность работы которой во многом определяется износостойкостью подшипников коленчатого вала.

В рамках работы над диссертацией был произведен анализ отчета по отказам оборудования Октябрьской железной дороги за 2009 г. и первый квартал 2010 г. Установлено, что основная доля отказов тепловозов (37 %) связана с неисправностями дизеля (рис. 1).

.Дизель 37%

Электрические, машины \ 14%

Электрическое оборудование 16%

Рис.

Приборы безопасности 9%

Тормозное Механическое оборудование оборудование

8% / 5% Прочее

.оборудование 1%

. Распределение отказов по узлам тепловоза

Надежность и моторесурс дизеля в значительной степени определяются надежностью работы вкладышей подшипников коленчатого вала. Она зависит от конструкции вкладышей, условий циркуляции масла в подшипнике, зазоров и шероховатости трущихся поверхностей, жесткости коленчатого вала и постелей под вкладыши, нагрузки на подшипник и ряда других факторов.

Вопросы теоретических и экспериментальных исследований подшипников скольжения, в том числе в тепловозных двигателях, отражены в работах И.Е. Сипенкова, А.Ю. Филиппова, Г.Г. Агишева, М.В. Коровчинского, А.К. Дьячкова, H.A. Буше, С.М. Захарова, А.И. Володина, А.Э. Симеона, А.З. Хомича, A.A. Курица, С.А. Чернавского, В.А. Воскресенского, К.Н. Войнова, Э.Ф. Зоммера, А. Камерона и др.

Проблеме изнашивания и усталости деталей машин посвящены исследования И.В. Крагельского, А.И. Петрусевича, М.М. Хрущова, Дроздова Ю.Н., Михайлова Ю.К. и др.

Проведенный анализ литературы, посвященной исследуемой проблеме, и статистических данных позволил сформулировать основные задачи и определить направление дальнейшего исследования.

Во второй главе исследованы причины отказов гидродинамических подшипников скольжения, в том числе применяемых в дизелях тепловозов, и предложен способ повышения надежности данных подшипников. Одним из возможных эффективных решений задачи повышения надежности работы гидродинамических, подшипников скольжения является нахождение такой формы опорной поверхности, которая бы улучшала центровку цапфы и обеспечивала вертикальное всплывание вала. В ходе работы над диссертацией такая форма, опорной поверхности была найдена с помощью аналитического исследования и методов компьютерного моделирования.

Для оценки влияния геометрии вкладыша на характеристики смазочного слоя было произведено моделирование работы подшипника в условиях жидкостного трения с помощью модуля гидрогазодинамического анализа SolidWorks® Flow Simulation (COSMOSFloWorks).

Модель, приведенная на рис. 2, включает в себя неподвижный корпус I, в котором устанавливаются сменные вкладыши 2 с разной

Рис. 2. Общий вид модели: 1 - корпус; 2 - вкладыш; 3 - вал; 4 - заглушки

конфигурацией макрорельефа опорной поверхности, вал 3, вращающийся с заданной скоростью, и заглушки 4, служащие для задания давления на границах объема жидкости. Испытания проводились на ньютоновской модели жидкости; в качестве рабочей жидкости использовалось минеральное масло с динамической вязкостью 0,21 Па с. Влияние гравитации не учитывалось.

При моделировании оценивались такие характеристики смазочного слоя, как распределение скоростей, давлений и температур.

На рис. 3, а я в представлено распределение давления в смазочном слое. Наиболее равномерное распределение давления наблюдается в случае вкладыша с канавками, имеющими плавный выход на опорную поверхность (рис. 3, в). Кроме того, при такой конфигурации смазочных канавок не наблюдается падение давления, характерное для случаев с другими вариантами выполнения канавок. Таким образом, данная конфигурация опорной поверхности вкладыша обеспечивает наилучшую центровку цанфы в подшипнике.

Рис. 3. Результаты компьютерного моделирования

На рис. 3, б и г показано распределение температур в смазочном слое. Данные результаты показывают, что наилучший подвод смазочного материала обеспечивается в подшипнике предлагаемой конструкции (рис. 3, г), следовательно, такое исполнение смазочных канавок обеспечивает наиболее стабильное смазывание рабочих поверхностей, что приводит к уменьшению износа.

Таким образом, на основании данных моделирования можно сделать вывод о том, что конструкция вкладыша с наклонными поперечными канавками, имеющими плавный выход на опорную поверхность, является наиболее рациональной. Данная конструкция была принята за основу для дальнейших исследований.

Также во второй главе исследованы нагрузки, действующие на подшипники типовых локомотивных дизелей, и определены углы охвата смазочных канавок на опорной поверхности подшипников предлагаемой конструкции для дизельных двигателей. Также исследована работа подшипников в режиме полужидкостного трения и определена рациональная глубина смазочных канавок для подшипников предлагаемой конструкции, используемых в качестве опор тихоходных валов. На рис. 4 показаны эпюры суммарных нагрузок Я на коренные и шатунные подшипники в дизелях типа Д50.

К. МПа

3 " -- ■ 30°

2 .

К, МПа

О0"

10 ■ 5 ■ ■

! 90° 270° |

/

'"120°

210°

180°

Рис. 4. Эпюры нагрузок на подшипники коленчатого вала: а - коренные; б - шатунные

Далее во второй главе предлагается математическая модель, объясняющая положительный эффект, получаемый за счет указанных изменений конструкции подшипника, при помощи гидродинамической теории смазки.

Надежность работы гидродинамического подшипника скольжения характеризуется коэффициентом запаса надежности:

где ктт - минимальная толщина смазочного слоя, мм;

Кип кр - критическая толщина смазочного слоя, при которой происходит разрыв масляной пленки, мм.

Устойчивое положение цапфы в смазочной жидкости характеризуется равновесием внешней нагрузки, передаваемой цапфой на опору, и гидродинамическими силами слоя смазки. При изменении скорости вращения центр цапфы перемещается по траектории, близкой к полуокружности с диаметром, равным радиальному зазору 5 между цапфой и подшипником.. При положении центра цапфы на этой кривой, называемой кривой подвижного равновесия, внешняя нагрузка и возникающие в смазочном слое гидродинамические силы находятся в равновесии.

Таким образом, центровку цапфы можно улучшить, изменив положение дуги подвижного равновесия за счет изменения конфигурации опорной поверхности подшипника.

Положение центра цапфы 0\ относительно вкладыша подшипника определяется углом <р между линией действия нагрузки Р и линией центров 0\0г, проведенной через центр цапфы и центр кривизны опорной поверхности подшипника <92, и величиной эксцентриситета е.

Для подшипника с гладкой опорной поверхностью, где цапфа при увеличении скорости движется по полуокружности радиуса 5, эксцентриситет можно вычислить как

Для исследования свойств подшипника новой конструкции составим его математическую модель. Расчетная схема показана на рис. 5.

Построим решение на основе уравнения Зоммерфельда. С учетом всех допущений получим следующее уравнение для расчета гидродинамических давлений:

0)

е = 5 сов ф.

(2)

Ap(0) =

6 ixKR, а2

sin t

1 + -

а

S2 2а2 +1 «-cosG ^ a-cos где 0 - угловая координата;

a = 5/e - отношение радиального зазора к эксцентриситету; Ri - радиус цапфы, м; V- окружная скорость цапфы, м/с.

(3)

Рис. 5. Расчетная схема подшипника предлагаемой конструкции

Данная формула описывает распределение давления в гидродинамическом подшипнике с гладкой опорной поверхностью, однако для расчета подшипника предлагаемой конструкции в нее необходимо внести изменения.

В предлагаемом варианте подшипника, благодаря наличию канавок с радиусом кривизны, отличным от радиуса кривизны опорной поверхности, конечная точка траектории движения цапфы при увеличении скорости вращения не будет совпадать с центром опорной поверхности. Положение этой точки относительно центра кривизны опорной поверхности найдем как расстояние от нее до центра кривизны опорной поверхности:

arceos

R¡ + 8

-R'

V

2Кпг

el

где

4 - суммарная ширина канавок, м; / - длина подшипника, м;

л/

Я2 - радиус подшипника, м;

/?з - радиус канавок, м;

£ - смещение центра кривизны канавок, равное расстоянию между центром кривизны опорной поверхности подшипника 02 и центром кривизны канавок 03, м.

Радиус дуги траектории движения центра цапфы при увеличении скорости вращения в подшипнике предлагаемой конструкции найдем по формуле:

62 =2.

(5)

Таким образом, эксцентриситет для данного подшипника может быть вычислен по формуле:

е =

1+ cos

2ip + 2cos

(82/2)4(S/2)4s2/2)2

8-5J2

>Л

>J)

Границы несущего слоя 012 определим по формулам: /

r2 собф

6, = % - arcsin

U = -arcsm

•¡Rl +е2 + 2R2esin<p R2 cosq)

7Й

(6)

(7)

(8)

i2 + e~ -2R2esm<p

Введем в расчет дополнительный параметр 0^,, определяющий угловую координату точки выхода канавки на опорную поверхность. Если ф = у - я/2, то 01ф = 0; если ф < у - я/2, то

9„ = я-arcsin

-R2 cos(9~y)

тЩ + е2 -2R2esin(<p~Y) ^

если ф > у - nil, то вкр определяется как:

GK? = arcsin

R2 С05(ф - у)

-я.

(9)

(10)

избыточное

гидродинамическое давление Д/>(0) определяется по формуле (3), а при 9 = вкр...01 - следующим образом:

Таким образом, при 0 = 02---0кр

Ар(0) =

бцКЙ, а'2 ып(е + 31) /

§'2 2а'2+1 а'-совСО + Х) где 5'= Л3 - Л, ,

1+-«- , (11)

а'-со5(0 + ^))

% = агсэт -

ЕС05ф

д/е2 +Е2 + 2еЕэтф

В результате получим зависимость поля распределения гидродинамического давления Ар, несущей способности смазочного слоя Р и положения цапфы вала в подшипнике от геометрии опорной поверхности подшипника и скорости вращения вала. Наибольший практический интерес представляет функция е = ДР), позволяющая наглядно оценить улучшение центровки цапфы при сравнении подшипника предлагаемой конструкции с типовым.

Исследования проводились на образцах с радиусом опорной поверхности К2 = 30 мм. Угол охвата канавок подшипника предлагаемой конструкции у = 90°, максимальная глубина канавок 0,4 мм. График е = ]{Р) для этих образцов при частоте вращения вала п = 2750 об/мин приведен на рис. 6.

1,3

0,5---1--±-'-1-1-1-'------1----1--'

5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,6 10 10,5 11

Подъемная сила Р, Н

Рис. 6. График зависимости эксцентриситета от подъемной силы для исследуемых подшипников: 1 - для типового подшипника; 2-для подшипника предлагаемой конструкции

Из графика видно, что подшипник предлагаемой конструкции при одинаковых значениях подъемной силы обеспечивает лучшую центровку цапфы по сравнению с подшипником с гладкой опорной поверхностью, и, следовательно, большее значение минимальной толщины смазочного слоя й,ш„ и коэффициента запаса надежности х.

При помощи данной математической модели можно также спрогнозировать повышение надежности подшипников, используемых в тепловозных двигателях. Значения расчетного коэффициента надежности для некоторых двигателей приведены в табл. 1.

Таблица 1

Запас надежности подшипников

Параметр Тип дизеля

Д50 10Д100 Д70 Д49

Номинальный коэффициент запаса надежности х„ 2,64 2 1,75 2,6

Угол охвата канавок у. град 90 66.4 90 90

Радиус канавок Я3, мм 120,09 102.13 115.13 110,12

Смещение центра кривизны канавок е, мм 0,04 0,05 0,04 0,05

Расчетный коэффициент запаса надежности подшипника предлагаемой конструкции х0 2,72 2,08 1,98 2,67

В—третьей—щаве описан разработанный лабораторный испытательный стенд (рис. 7) и комплекс программ для записи, обработки и анализа результатов измерений, а также приведена методика испытаний гидродинамических подшипников скольжения.

Рис. 7. Общий вид стенда

Для проверки адекватности математической модели были проведены испытания четырех образцов подшипников в одиннадцати скоростных режимах.

На рис. 8 приведена схема стенда. Общий вид исследуемых образцов показан на рис. 9. Технические характеристики стенда приведены в табл. 2.

подшипников скольжения: 1 - двигатель; 2 - рама; 3 - муфта; 4 - устройство натяжное; 5 - рукоятка; б - подвес; 7 - весы; 8 - крестовина; 9 - обойма: 10 - крышка

обоймы боковая; 11 - крышка обоймы нижняя; 12 - корпус опорного подшипника; 13 - вал; 14 - резервуар для смазочного материала; 15 - полка; 76-колесо; 77-вкладыш; 78-магнит; /9-датчшс; 20-подшипникопорный

Принцип работы стенда заключается в следующем. Двигатель 1 вращает вал 13 с заданной оператором скоростью, управление скоростью вращения двигателя производится автоматически с помощью инвертора. Закрепленное на валу 13 колесо 16 вводится в сопряжение с испытываемым вкладышем 17, закрепленным в обойме 9 с помощью крышек 10, 11. Оператор может регулировать нагрузку, изменяя степень натяжения подвеса б с помощью рукоятки 5 натяжного устройства 4, при этом весы 7 регистрируют

воспринимаемую подвесом нагрузку. Также подвес 6 препятствует опрокидыванию обоймы 9. Крестовина 8 обеспечивает равновесное положение обоймы 9, необходимое для того, чтобы подвес б не искажал результатов измерения. На обойме 9 закреплены четыре магнита 18. Каждому магниту 18 соответствует закрепленный на раме 2 датчик Холла 19, регистрирующий относительное перемещение магнита, таким образом измеряется смещение оси вкладыша относительно оси вала. Сигналы с датчиков 19 поступают на преобразовательную плату и автоматически заносятся в компьютер.

Таблица 2

Технические характеристики стенда__

Диапазон измерений по одному каналу, мм -1...2,2

Дискрета измерения, мм 0,003

Максимальная частота вращения вала, об/мин 3300

Шаг регулировки частоты вращения вала, об/мин 5,5

Диапазон регулировки нагрузки, кг 0 ... 1

Шаг регулировки нагрузки, кг 0,005

Рис. 9. Общий вид испытываемых образцов

В данной главе экспериментально определены и обработаны значения отклонения центров вала и подшипника при различных вариантах исполнения опорной поверхности подшипников. Сравнение результатов измерений с расчетными данными показано на рис. 10. Расхождение результатов расчетов и экспериментальных данных не

превышает 10%, что позволяет утверждать о весьма высокой сходимости результатов математического и физического моделирования.

г

£

4' 1,2

а

о

6)

I 1

а 0>

о.з.

2200 2310 2420 №30 2640 2750 2860 2970 3080 3190 330(1 Частота вращения г>, об/мин

2200 2310 2420 2530 2640 2750 286!! 2970 3080 3190 ЗЮ Частота вращений я, об/мин

1,4.

0,8.

2200 2310 2420 2530 28« 2750 2860 2970 3080 3190 од Частота вращения п. об/мин

2200 2310 2420 2530 2640 2750 28ЙО 2970 ЗОЮ 3190 3300 Частота вращения л, об/мин

Расчетный эксцентриситет

— Измеренный гксцентриситет

Предельное расхождение 10 Ч

Рис. 10. Сопоставление результатов измерений с расчегными данными: а ~ для образца №1; б - для образца №2; в - для образца №3; г - для образца №4

Полученные в ходе эксперимента данные подтверждают адекватность предложенной математической модели влияния макрорельефа опорной поверхности подшипника на его эксплуатационные характеристики.

В четвертой главе представлены результаты технико-экономических расчетов. Для подтверждения целесообразности внедрения подшипников предлагаемой конструкции на тяговом подвижном составе был спрогнозирован уровень повышения износостойкости подшипников при помощи компьютерного эксперимента. В ходе эксперимента была использоваиа описанная в главе 2 и проверенная в главе 3 математическая модель. Исследовались опорные подшипники коленчатого вала дизеля 5Д49, используемого на тепловозах ТЭП70. Контролируемый параметр - расстояние от поверхности вала до границы критической зоны. Вероятность возникновения износа подшипника определяется вероятностью нахождения поверхности цапфы в критической зоне, что соответствует нарушению режима смазки. Данный эксперимент показал прогнозируемое повышение надежности не менее чем на 6 %.

Также в четвертой главе была проведена оценка экономической эффективности применения подшипников предлагаемой конструкции в качестве опор коленчатого вала дизельного двигателя тепловоза ТЭП70. Годовой экономический эффект составит 414,87 тыс. руб. на парк тепловозов ремонтного локомотивного депо Санкт-Петербург-Сортировочный-Витебский в количестве 53 единиц. Полученные результаты подтвердили целесообразность применения подшипников предлагаемой конструкции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований сводятся к следующему.

1. Выявлены основные причины неплановых ремонтов двигателей тепловозов, вызванные отказами подшипников скольжения.

2. Разработан метод повышения надежности подшипников скольжения за счет улучшения центровки цапфы благодаря специальному макрорельефу опорной поверхности подшипника. Новая конструкция подшипника обеспечивает практически вертикальное всплытие цапфы при увеличении скорости вращения. Получено решение о выдаче патента РФ на изобретение.

3. Разработана математическая модель, описывающая работу подшипников новой конструкции с точки зрения гидродинамической теории смазки, и методика определения основных параметров указанных подшипников.

4. Определены рациональные параметры конструкции подшипников скольжения нового типа.

5. Разработана методика проведения испытаний подшипников скольжения. Разработан и создан новый лабораторный испытательный стенд и комплекс программ для регистрации и обработки результатов.

6. Произведена экспериментальная проверка адекватности предложенной математической модели. Расхождение результатов расчетов и экспериментальных данных не превышает 10%, из чего следует, что предложенная математическая модель достаточно точно описывает работу гидродинамических подшипников скольжения нового типа.

7. При помощи компьютерного эксперимента оценено повышение износостойкости подшипников и экономическая эффективность применения подшипников предлагаемой конструкции в качестве опор коленчатого вала дизельного двигателя тепловоза ТЭП70. Анализ показал, что годовой экономический эффект от внедрения подшипников новой конструкции велик, а срок окупаемости мал, что подтверждает целесообразность применения подшипников предлагаемой конструкции на железнодорожном транспорте и в иных областях техники.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах. •

Работы, опубликованные в изданиях, входящих в перечень, рекомендованный ВАК Министерства образования и науки Российской

Федерации

1. Майоров B.C. Повышение надежности подшипников скольжения, используемых на тяговом подвижном составе. // Известия ПГУПС. 2011. №1. с. 66-73

2. Воинов КН., Майоров B.C. Патент РФ на изобретение по заявке №2010127654/11 от 05.07.2010 Гидродинамический подшипник скольжения. МПК F16C 17/02

Работы, опубликованные в изданиях, не входящих в перечень, рекомендованный ВАК Минобразования России

1. Майоров B.C. Моделирование гидродинамического подшипника скольжения. // Трибология и надежность № 10: Сборник научных трудов X Международной конференции. СПб: ПГУПС, 2010. с. 135-140

2. Майоров B.C. Обзор современных тенденций в области конструирования подшипников скольжения. // Трибология и надежность № 9: Сборник научных трудов IX Международной конференции. СПб: ПГУПС, 2009. с. 140-146

3. Воинов КН., Майоров B.C. Влияние макрорельефа поверхности скольжения подшипника на его характеристики. // Оборудование и инструмент для профессионалов. Серия металлообработка. 2010. №4. с. 18-20

4. Воинов К.Н., Майоров B.C. Специализированный стенд для испытания на износ подшипников скольжения // Трибология. Т.2. Международная энциклопедия. СПб: Анима. 2011. с.226-227

5. Воинов КН., Майоров B.C. Стенд ддя испытания работы подшипников скольжения // Трибология. Т.2. Международная энциклопедия. СПб: Анима. 2011. с.5

Тиражирование и брошюровка выполнены в учреждении «Университетские телекоммуникации» 197101, Санкт-Петербург, Саблинская ул., 14 Тел. (812) 233 4669 Объем 1,0 у.п.л.

Корректор Позднякова Л.Г. Тираж 100 экз.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ТИПОВ И ОСОБЕННОСТЕЙ РАБОТЫ ОПОР СКОЛЬЖЕНИЯ НА ТЯГОВОМ ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ.

1.1 Типы подшипников скольжения, используемых на тяговом подвижном составе.

1.2 Технология изготовления подшипников скольжения.

1.3 Неисправности и отказы подшипников скольжения.

Постановка задачи.

Глава 2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МАКРОРЕЛЬЕФА РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ НА ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИОНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

2.1 Постановка задач аналитического исследования.

2.2. Предварительное компьютерное моделирование и анализ работы гидродинамического подшипника.

2.3. Анализ нагрузок, действующих на подшипники, и выбор рациональной конструкции.■.

2.4. Работа подшипников в пусковом режиме.

2.5. Гидродинамический расчёт несущего смазочного слоя подшипника предлагаемой конструкции.

2.6. Определение коэффициента запаса надёжности для подшипников предлагаемой конструкции.

Выводы к главе 2.

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МАКРОРЕЛЬЕФА РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ НА ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

3.1 Разработка экспериментального стенда для исследования радиальных подшипников жидкостного трения.

3.2 Методика проведения эксперимента.

3.3 Обработка данных и сравнение результатов.

Выводы к главе 3.

Глава 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ.

4.1 Оценка надёжности подшипников.

4.2 Оценка экономической эффективности.

Выводы к главе 4.

Железнодорожный транспорт является основным видом путей сообщения. По данным Всемирного банка (по состоянию на 2007 год), эксплуатируемый локомотивный парк железных дорог всего мира насчитывает примерно 86 тыс. тепловозов и 27 тыс. электровозов. Общий парк ОАО "Российские железные дороги" (РЖД) - порядка 20 тыс. единиц тягового подвижного состава, из них около 10 тыс. - магистральные грузовые локомотивы.

В России тепловозы распространены по всей сети железных дорог и выполняют около 98 % маневровой работы и около 40 % пассажирских и грузовых перевозок, поэтому валено поддерживать хорошее техническое состояние тепловозного парка, а так же модернизировать его. Поскольку ремонт тепловозов требует значительных денежных и временных затрат, повышение надёжности этих машин позволит получить большой экономический эффект.

Надёжность работы тепловоза обеспечивается безотказностью работы всех его узлов. Одним из наиболее важных узлов тепловоза является его первичный двигатель - дизель. Дизельный двигатель тепловоза преобразует энергию сгорания жидкого топлива в механическую работу вращения коленчатого вала, от которого вращение через тяговую передачу получают движущие колёса. На основании анализа данных отчётов по отказам подвижного состава РЖД за 2009-2010 г. установлено, что в данный период было зарегистрировано 2237 случаев- отказов тепловозов, из которых 754 произошли по причине отказа дизеля.

Работа дизеля зависит от множества разных факторов, в том числе от надёжной работы опор скольжения коленчатого вала и поршневой группы. Можно сделать вывод, что износ подшипников скольжения приводит к длительному простою тепловозов ввиду труднодоступности данных узлов и сложности технологии их ремонта.

Следовательно, в настоящее время актуальной является задача разработки новой конструкции подшипников скольжения, обладающей повышенной износоустойчивостью.

Цель работы заключается в исследовании опор скольжения новой конструкции для тягового подвижного состава,, в частности подшипников коленчатого вала и поршневой группы локомотивного дизельного двигателя, и их совершенствовании.

Для достижения указанной цели в диссертации' были поставлены и решены следующие задачи:

1. Изучение принципа действия и основных причин неплановых ремонтов дизельных двигателей тепловозов, а также методов расчетов подшипников скольжения;

2. Разработка конструкции гидродинамического подшипника скольжения повышенной износоустойчивости;

3. Разработка методики оценки влияния макрорельефа опорной поверхности на работу гидродинамического подшипника скольжения;

4. Разработка методики расчета гидродинамических подшипников скольжения новой конструкции;

5. Разработка методики испытаний гидродинамического подшипника скольжения и создание лабораторного испытательного стенда;

6. Оценка экономической эффективности предлагаемого гидродинамического подшипника скольжения.

Объектом исследования являются опорные гидродинамические подшипники скольжения коленчатого вала и поршневой группы локомотивного дизельного двигателя.

Предметом исследования является возможность повышения надежности работы гидродинамических подшипников скольжения за счет выполнения на их опорной поверхности специального макрорельефа, изменяющего характер распределения гидродинамического давления в смазочном слое.

Основные методы научных исследований. При выполнении работы исследованы особенности функционирования гидродинамических подшипников скольжения коленчатого вала и поршневой группы локомотивного дизельного двигателя, исследовано влияние макрорельефа опорной поверхности подшипника на характеристики его работы на основании гидродинамической теории смазки, оценена надежность подшипников скольжения новой конструкции. Эксперименты выполнены на четырех образцах подшипников с разной конфигурацией опорной поверхности с использованием специально разработанного лабораторного стенда. Математическое моделирование, расчеты и обработка результатов экспериментов выполнены с помощью ПЭВМ и пакетов1 программ SolidWorks Flow Simulation (COSMOSFloWorks), Microsoft Visual Studio, MathCad, Microsoft Excel и MATLAB.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложен и реализован способ повышения надежности гидродинамического подшипника скольжения.

2. Разработаны алгоритмы расчета и оценки влияния макрорельефа опорной поверхности гидродинамического подшипника скольжения на характеристики его работы;

3. Предложен и реализован способ проведения испытаний гидродинамических подшипников скольжения на специально разработанном стенде;

4. Получены уравнения и соответствующие графические зависимости основных характеристик и параметров гидродинамического подшипника скольжения новой конструкции.

5. Макрорельеф опорной поверхности нового подшипника обеспечивает практически вертикальное всплывание цапфы над масляным клином, что уменьшает вероятность возникновения повышенного износа.

Практическая ценность работы:

1. Разработан и успешно испытан гидродинамический подшипник скольжения новой конструкции, обладающий повышенной износоустойчивостью благодаря непрерывному сохранению в зоне трения смазочного слоя за счет улучшенной центровки цапфы;

2. Разработан и успешно испытан стенд для испытаний гидродинамических подшипников скольжения, позволяющий оценивать смещение оси вала относительно оси опорной поверхности вкладыша при работе подшипника;

3. Полученные расчетные зависимости характеристик работы гидродинамического подшипника скольжения от макрорельефа опорной поверхности могут использоваться в дальнейших научных исследованиях работы гидродинамических подшипников скольжения;

4. Внедрение разработанного гидродинамического подшипника скольжения в конструкцию дизеля тепловоза ТЭП70 позволит получить годовой экономический эффект не менее 414,87 тыс. руб.

Общие выводы и заключение

Диссертационная работа посвящена актуальной проблеме повышения надёжности работы гидродинамических подшипников скольжения; является законченным исследованием, содержащим новое решение научно-технической задачи.

Выявлены основные причины неплановых ремонтов двигателей тепловозов, вызванные отказами подшипников скольжения.

2. Разработан метод повышения надежности подшипников скольжения за счет улучшения центровки цапфы благодаря специальному макрорельефу опорной поверхности подшипника. Новая конструкция подшипника обеспечивает практически вертикальное всплытие цапфы при увеличении скорости вращения. Получено решение о выдаче патента РФ на изобретение.

3. Разработана математическая модель, описывающая работу подшипников новой конструкции с точки зрения гидродинамической теории смазки, и методика определения основных параметров указанных подшипников.

4. Определены рациональные параметры конструкции подшипников скольжения нового типа.

5. Разработана методика проведения испытаний подшипников скольжения. Разработан и создан новый лабораторный испытательный стенд и комплекс программ для регистрации и обработки результатов.

6. Произведена экспериментальная проверка адекватности предложенной математической модели. Расхождение результатов расчетов и экспериментальных данных не превышает 10%, из чего следует, что предложенная математическая модель достаточно точно описывает работу гидродинамических подшипников скольжения нового типа.

7. При помощи компьютерного эксперимента оценено повышение износостойкости подшипников и экономическая эффективность применения подшипников предлагаемой конструкции в качестве опор коленчатого вала дизельного двигателя тепловоза ТЭП70. Анализ показал, что годовой экономический эффект от внедрения подшипников новой конструкции велик, а срок окупаемости мал, что подтверждает целесообразность применения подшипников предлагаемой конструкции на железнодорожном транспорте и в иных областях техники.

Таким образом, полученные научные и экспериментальные результаты полностью подтвердили эффективность и целесообразность применения подшипников новой конструкции в двигателях тепловозов.

1. Алямовский A.A., Одинцов Е.В. и др. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. — 800 с.

2. Ануфриев И.Е., Смирнов А.Б., Смирнова E.H. Matlab 7. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. —1104 с.

3. Башта Т.М. Гидравлические следящие приводы. Москва - Киев: Машгиз, 1960 г. - 282 с.

4. Башта Т.М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика: Учебник для специальности «Гидропневмоавтоматика и гидропривод» вузов. М.: Машиностроение, 1972 г. - 320 с.

5. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. Справочное пособие. Изд-е 2-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1971 г. - 671 с.

6. Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем: Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1974. - 606с.

7. Башта Т.М., Руднев С. С., Некрасов Б.Б. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов. -М.: Машиностроение, 1982. 423 с.

8. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей. М.: Наука, 1973. -368 с.

9. Вербовский Г.Г. Детали машин. — Харьков: Изд-во харьковского университета, 1967. — 334 с.

10. Войнов К.Н. Надежность вагонов. -М., Транспорт, 1989. 110 с. ISBN 5-277-00464-5.

11. Войнов К.Н. Прогнозирование надежности механических систем. JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978. - 208 с.

12. Войнов К.Н. Современные методы лезвийной и иной перспективной обработки заготовок и деталей СПб.: ПГУПС, 2008. - 37 с.

13. Войнов К.Н., Майоров B.C. Специализированный стенд для испытания на износ подшипников скольжения // Трибология. Т.2. Международная энциклопедия. СПб: Анима. 2011. с.226-227

14. Войнов К.Н., Майоров B.C. Стенд для испытания работы подшипников скольжения // Трибология. Т.2. Международная энциклопедия. СПб: Анима. 2011. с.5

15. Володин А. И. Локомотивные энергетические установки. / Учебник для вузов железнодорожного транспорта. . М.: ИПК Желдориздат , 2002. - 718 с.

16. Володин, А. И. Локомотивные двигатели внутреннего сгорания, 2-е издание. М: Транспорт, 1990, 256 стр.

17. Ганулич И.К., Ряховский O.A. Детали машин. Издательство МГТУ им. Баумана, 2002, 544 с.

18. Гидромашины и гидропривод на железнодорожном транспорте: Учеб. пособие / В:В. Харитонов, В.А. Абрамович, В.М. Овчинников. БелИИЖТ -Гомель, 1985. - 87 с.

19. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия, термины и определения Текст. Введ. 1990-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 38 с.

20. ГОСТ 27.301-95. Надежность в технике. Расчет надежности Текст. -Введ. 1997-01-01. Минск: ИПК Изд-во стандартов, 1996. - 16 с.

21. ГОСТ 27.410-87. Надежность в технике. Методы контроля показателей надежности и планы контрольных испытаний на надежность Текст. Введ. 1989-01-01. -М.: Изд-во стандартов, 1988. - 110 с.

22. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. — М.: Машиностроение, 2004. — 560 с.

23. Емцев Б.Т. Техническая гидромеханика. М.: «Машиностроение», 1978.464 стр.

24. Жарков В.А. Visual С# . NET в науке и технике. М.: Жарков Пресс, 2002. - 638 с. ISBN 5-94212-001-3.

25. Захаров С.М. Гидродинамические режимы смазки подшипников дизеля 2Д100. // Вестник ЦДИИ железнодорожного транспорта», 1965, №2

26. Захаров СМ., Никитин А.П., Загорянский Ю.А. Подшипники коленчатых валов тепловозных дизелей. М.: «Транспорт», 1981,- 181 стр.

27. Карташов А.И. Незаменимая машина // Путь и путевое хозяйство: Научно-популярный, производственно-технический журнал/МПС России, РИТОЖ. Трансжелдориздат. - 2004. - № 9 - с. 25 - 26. ISSN 0033-4715.

28. Киселев И.Г., Буянов А.Б. Нагнетатели и тепловые двигатели железнодорожного транспорта: Учебник для студентов вузов ж.-д. транспорта. -М.: Маршрут, 2006 331 с.

29. Киселев С.И. и др. Решение численных задач автоматики на ПЭВМ. — СПб.: Изд-во СП6ГТУ, 1993. — 118 с.

30. Красковский Е.Я., Дружинин Ю.А., Филатова Е.М. Расчёт и конструирование механизмов приборов и вычислительных систем. — М.: Высшая школа, 1991. — 480 с.

31. Кручек В.А. Энергетические установки подвижного состава: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / В.А. Кручек, В.В. Грачев, В.В. Крицкий. М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 352 с. ISBN 57695-2295-Х.

32. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. — Издание 4-е, стереотипное. — М.: Наука, 1988. — Т. VI. Гидродинамика. — 736 с.

33. Майоров B.C. Моделирование гидродинамического подшипника скольжения. // Трибология и надёжность № 10: Сборник научных трудов X Международной конференции. СПб.: изд-во ПГУПС, 2010, 339 с.

34. Майоров B.C. Обзор современных тенденций в области конструирования подшипников скольжения. // Трибология и надёжность № 9: Сборник научных трудов IX Международной конференции. ПГУПС, 2009, 374 с.

35. Майоров B.C. Повышение надёжности подшипников скольжения, используемых на тяговом подвижном составе. // Известия ПГУПС №1/2011, стр. 66-73

36. Майоров B.C. Разработка учебно-лабораторного стенда-имитатора РТК холодной штамповки. / Шаг в будущее. Неделя науки 2008. Материалы межвузовской научно-технической конференции. - СПб.: изд-во ПГУПС, 2008, 320 с.

37. Майоров B.C., Войнов К.Н. Влияние макрорельефа поверхности скольжения подшипника на его характеристики. / Оборудование и инструмент для профессионалов. Серия металлообработка. №4/2010

38. Машиностроение: энциклопедический справочник под ред. Чудакова Е.А. М: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1948, 907 стр.

39. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиций на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1997. 52 с.

40. Митчелл Э., Уэйт Р. Метод конечных элементов для уравнений с частными производными / Под ред. H.H. Яненко М.: Мир, 1981. - 214 с.

41. Михальченко Г.С. и др. Теория и конструкция локомотивов: Учебник для вузов ж.-д. транспорта / Г.С. Михальченко, В.Н. Кашников, B.C. Коссов, В.А. Симонов; под. ред. Г.С. Михальченко. Маршрут, 2006. - 584 с. ISBN 589035-372-1.

42. Надежность технических систем: Справочник / Ю.К. Беляев, В.А. Богатырев, В.В. Болотин Hi др.; Под. ред. И. А. Ушакова. М.: Радио и связь, 1985-608 с.

43. Никифоров А.Д. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учеб. пособие для вузов / А.Д. Никифоров. М.: Высшая школа, 2000.-51 с.

44. Организация, нормирование и оплата труда на железнодорожном транспорте / Под ред. Ю.Д. Петрова, М:В. Белкина. М.: Транспорт, 2008. -264 с.

45. Основы трибологии и триботехники: учеб. пособие для вузов / Пенкин Н. С., Пенкин А. Н., Сербии В. М. М. : Машиностроение, 2008. - 207 с.

46. Пассажирский тепловоз ТЭП70 / В.Г. Быков и др. М.: Транспорт, 1976.-232 с.

47. Пат. 2108497 Российская Федерация, МПК F16C17/02. Гидродинамический подшипник скольжения / Туктамышев В.Х.; заявитель ипатентообладатель Акционерное общество "Авиадвигатель" № 94040407/28; заявл. 01.11.1994; опубл. 10.04.1998.

48. Пат. 2166136 Российская Федерация, МПК F16C17/00, F16C33/02, F16C33/10. Гидродинамический подшипник / Альпин А.Я.; заявитель и патентообладатель Альпин А.Я. № 96105808/28; заявл. 26.03.1996; опубл. 27.04.2001.

49. Пойда А. А., Хуторянский Н. М., Кононов В. Е. Тепловозы: Механическое оборудование: Устройство и ремонт. М: Транспорт, 1988, 320 стр.

50. Половко.А.М. Основы теории надежности / A.M. Половко. СПб.:БХВ-Петербург, 2006 - 704 с.

51. Попов Д. Н., Панаиотги С. С., Рябинин М. В. Гидромеханика. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана. 2002. 384 с.

52. Потёмкин А.Е. Трёхмерное твердотельное моделирование в системе KOMTIAC-3D. — СПб.: БХВ-Петербург, 2004. — 320 с.

53. Прецизионные газовые подшипники / Сипенков И.Е., Филиппов А.Ю., Болдырев Ю.Я. и др.; под ред Филиппова А.Ю., Сипенкова И.Е. СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ "Электроприбор", 2007. - 504 с.

54. Приводы машин: Справочник / В.В. Длоугий, Т.И. Муха, А.П. Цупиков, Б.В. Януш; Под общ. ред. В.В. Длоугого. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982. - 383 с.

55. Проников A.C. Основы надежности и долговечности машин. М.: изд-во комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР, 1969. 160 с.

56. Пузанков А.Д., Четвергов В.А. Надежность локомотивов / А.Д. Пузанков, В.А. Четвергов. Москва, 2003. - 402 с.

57. Свешников В.К., Усов A.A. Станочные гидроприводы: Справочник. -М.: Машиностроение, 1982. 464 с. - (Б - ка конструктора)

58. Семёнов Ю.А. Динамика машин. 4.1: учеб. пособие / Ю.А. Семёнов. -СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2010. 318 с.

59. Симеон А.Э. и др. Двигатели внутреннего сгорания. Тепловозные дизели и газотурбинные установки. М. Транспорт. 1980г. 385 с.

60. Симеон А.Э., Хомич А.З., Жалкин С.Г. и др. Тепловозные двигатели внутреннего сгорания. -М.: Транспорт, 1987. 535с.

61. Собенин JI. А., Бахолдин В. И., Зинченко О. В., Воробьев А. А. Устройство и ремонт тепловозов, 2-е издание. М: Академия, 2006, 416 стр.

62. Спицын H.A. и др. Опоры осей и валов машин и приборов. Машиностроение, 1970, 520 стр.

63. Справочник по электроподвижному составу, тепловозам и дизель-поездам; под общ. ред. А.И. Тищенко, т.2. М.: Транспорт, 1976. - 376 с.

64. Стеценко Е. Г., Конарев Ю. Н. Коленчатые валы тепловозных дизелей. -М: Транспорт, 1985, 110 стр.

65. Стрекопытов В.В., Исаев A.B. Надежность локомотивов / В.В. Стрекопытов, A.B. Исаев // Учебное пособие. СПб: ПГУПС, 1999.-54 с.

66. Теория механизмов и машин. Курс лекций : учеб. пособие для вузов / Тимофеев Г. А.; МГТУ им. Н. Э. Баумана. М.: Высшее образование, 2009. -351 е.: ил.

67. Теория механизмов и машин: учеб. пособие / А.Н. Евграфов, М.З. Коловский, Г.Н. Петров. 2-е изд., испр. и доп. - СПб.: Изд-во Политехи, университета, 2009. - 248 с.

68. Теория механизмов и механика машин: учебник для вузов / Фролов К. В., Попов С. А., Мусатов А. К., Тимофеев Г. А. ; под ред. Тимофеева Г. А. -6-е изд., испр. и доп. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. - 686 с. : ил.

69. Тепловоз 2М62: экипажная часть, электрическое и вспомогательное оборудование / С.П Филонов и др. -М.: Транспорт, 1987. 184 с.

70. Тепловоз 2ТЭ116 / С.П. Филонов и др. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1985. - 328 с.

71. Тепловоз ТЭМ7 / A.B. Балашов и др.: Под. ред. Г.С. Меликджанова. -М.: Транспорт, 1989. 295 с. ISBN 5-277-00544-7.

72. Тепловозы ТЭМ1 и ТЭМ2. Долгов В.А. и др. М.: Транспорт, 1972. -256 с.

73. Тепловозы ЧМЭЗ, ЧМЭЗТ: Пособие машинисту. М.: Транспорт, 1990. - 381 с. ISBN 5-277-00837-3.

74. Тепловозы. Под ред. Н.И. Панова. М.: Машиностроение, 1976 г-544 с.

75. Тепловозы: Основы теории и конструкция: Учеб. для техникумов/ В.Д. Кузьмич, И.П. Бородулин, Э.А. Пахомов и др.; Под. ред. В.Д. Кузьмича. -2-е изд., перераб. и доп. -М.: Транспорт, 1991. 352 с.

76. Технология конструкционных материалов: учебник для вузов под редакцией A.M. Дальского — М.: Машиностроение 1997. 664 с.

77. Трение, смазка, износ. Физические основы и технические приложения трибологии / Мышкин Н.К., Петроковец М.И. М.: Физматлит, 2007. - 367 е.: ил.

78. Трибология и ее применение на железнодорожном транспорте. М.: Интекст, 2007. - 408 е.: ил.

79. Трибология: международная энциклопедия. Т.1. Историческая справка, термины и определения. / под ред. К. Н. Войнова. СПб.: АНИМА, 2010, 176 с.

80. Триботехнка. Краткий курс / Гаркунов Д. Н., Мельников Э. Л., Гавршпок В. С. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. - 308 с.

81. Устич П.А., Карпычев В.А., Овечников М.Н. Надежность рельсового нетягового подвижного состава / П.А. Устич, В.А. Карпычев, М.Н. Овечников. М.: УМЦ МПС России, 2004. - 416 с.

82. Федотиков А.П. Краткий справочник технолога-машиностроителя. М.: Оборонгиз, 1960. с. 403 с.

83. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: Учеб. для вузов. 10-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001 - ISBN 57038-1371-9. Т. 2. Сопротивление материалов. - 2001. - 592 с. ISBN 5-70381588-6.

84. Царев P.M., Шишков А. Д. Экономика промышленных предприятий транспорта / P.M. Царев, А. Д. Шишков. М.: Транспорт, 1997. - 254 с.

85. Чен К., Джиблин П., Ирвинг A. Matlab в математических исследованиях. — М.: Мир, 2001. — 346 с.

86. Чернавский С.А. Подшипники скольжения. М. Машгиз, 1963

87. Экономика железнодорожного транспорта / Под ред. В.А. Дмитриева. -М.: Транспорт, 1996. 328 с.

88. Якушев А.И. и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. Учебник для втузов/А. И. Якушев, JI. Н. Воронцов, Н. М.

89. Федотов. — 6-е изд., перераб. и дополн. — М.: Машиностроение, 1987. — 352 е.: ил.

90. Arghir М., Roucou N. et al. Theoretical analysis of the incompressible laminar ow in a macro-roughness cell. // Journal of Tribology, 125, 2003, pp. 309318

91. Bouyer, J., Fillon, M. An Experimental Analysis of Misalignment Effects on Hydrodynamic Plain Journal Bearing Performances // ASME Journal of Tribology, Vol. 124, 2002, pp. 313-319

92. Christensen H. Stochastic Models for Hydrodynamic Lubrication of Rough Surfaces // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers 184/1/55,1970, pp.1013-1022

93. Chu P.S., Kay E. Optimum Clearance Fits for Journal Bearings in Relation to lubrication theory // Wear 27/3, 1974, pp. 329-343s

94. Ferron J., Frene J., Boncompain R. A Study of the Thermohydrodynamic Performance of a Plain- Journal Bearing. Comparison Between Theory and Experiments // ASME Journal of Lubrication Technology, 105, pp. 422-428.

95. Gutes M., Gamez Montero P.J., Castilla R., Codina E. Journal bearing performance in gear pumps // Proc. of 1st FPNI-PhD Symp. Hamburg, 2000, pp. 259-269

96. Journal Bearings Optimization and Analysis: Design Tool for Engineers / Zengeya, M. Exeter, UK: VDM Verlag, 2010, 216 pp.

97. Mathia T.G., Voynov K.N., Carras S. 3D-topography measuremens and characterizations of deformable surfaces in context of system's reliability. // Tribology and reliability. Procs. of the VIII Int. conf. pp. 351-363

98. Sharma В., Gandhi O.P. Digraph-based reliability assessment of a tribo-pair. // Industrial Lubrication and Tribology, 3, 2008, pp. 153-163

99. Sharma S.C., Hargreaves D., Scott W. Influence of Errors in Measuring the Radial Clearance of Journal Bearing Performance // Proceedings of the 1st International Conference on Advanced Tribology, Singapore, 2004, pp. 1-3

100. Листинг программы для определения несущей способности и построения эпюр давлений для подшипника предлагаемой конструкции (MATLAB).cleareleformat short;исходные данныеlstr='5 3537473535'; поверхности 1 str-deblank(l str) ;1. Pnagr = 5;

101. P(j) = mean(mean(delp))*pi*Rl*0.001*1/2.5; % подъёмная силаfid(j) = fi*180/pi; % угол fi в градусахed(j) = e*1000; Ъ эксцентриситет в мendj 0;figure ( 1); hold on

102. SUBPLOT(2,1,1), plot(fid,P)hold on; SUBPLOT(2,1,2), plot(fid,ed)figure(3) ; hold on; plot(P,ed)g2*180/piугол охвата в град

103. SUBPLOT(2,1,1), plot(fid,P,'red') hold on;

104. SUBPLOT(2,1,2), plot(fid,ed,'red') hold on;

105. SUBPLOT(3,1,3), plot(ed,P,'red')end

106. P(j) = mean(delp)*pi*Rl*l/2.5; fid(j) = fi*180/pi; ed(j) = e*1000 ;подъёмная сила, H % угол fi в градусах % эксцентриситет в ммendfigure (3); hold on;plot(P,ed,'red')

107. Листинг программы для регистрации результатов измерений отклонения центров цапфы и подшипника.1. VERSION 5.00

108. Object = "{831FDD16-0C5C-11D2-A9FC-0000F8754DA1}#2.0#0";1. MSCOMCTL.OCX"

109. Object = " {648A5 603-2C6E-101B-82B6-000000000014}#1.1#0";1. MSCOMM32.OCX"

110. Object = "{F9043C88-F6F2-101A-A3C9-08002B2F4 9FB}#1.2#0";comdlg32.ocx"

111. Begin VB.Form frmMain BorderStyle =1. Caption =

112. ClientHeight = ClientLeft ClientTop ClientWidth • Icon =1.nkTopic =1. MaxButton =1. ScaleHeight =

113. ScaleWidth StartUpPosition =1 'Fixed Single

114. Система регистрации USB-ADC6"93754543583101. USB-ADC6.frx":00001. Forml"0 'False937583103 'Windows Default

115. Begin MSComDlg.CommonDialog DLG1.ft Top

116. ExtentX ExtentY Version End

117. Begin VB.Frame Caption HeightfrmRecord1. Запись 18151.ft = 1201. Tablndex = 281. Top = 49201. Width = 80551. Begin VB.Timer RecTimer1. Enabled = 0 'False1.terval = 1001.ft 75601. Top = 1201. End

118. Begin VB.CommandButton cmdStopRec1. Caption = "Стоп"1. Enabled = 0 'False1. Height = 3751.ft = 13201. Tablndex = 141. Top = 13201. Width = 12151. End

119. Begin VB.CommandButton cmdStartRec1. Caption = "Запись"1. Height = 3751.ft = 1201. Tablndex = 131. Top = 13201. Width = 12151. End1. Begin VB.Label lblCounts

120. BorderStyle = 1 'Fixed Single1. Caption = "0"1. Height = 2551.ft = 43201.bellO1.bel91.bel81. Tablndex Top Width1. End

121. Begin VB.Label AutoSize Caption Height Left1. Tablndex Top Width1. End

122. Begin VB.Label AutoSize Caption Height Left1. Tablndex Top Width1. End

123. Begin VB.Label AutoSize Caption Height Left1. Tablndex Top Width1. End

124. Begin VB.Label AutoSize Caption Height Left1. Tablndex Top Width1. End1. End

125. О программе" 375 6600 31 240 13351. End

126. Begin VB.CommandButton cmdDisconnect Caption =1. Enabled =1. Height =1.ft1. Tablndex Top Width1. End

127. Begin VB.CommandButton Caption =1. Height =1.ft1. Tablndex =1. Top Width1. End

128. Begin VB.ComboBox PortCombo1. Отключить"0 'False37525203240 1335cmdConnect "Подключить' 375 1200 2240 13351. Height = 3151.ft = 1201. Tablndex = 11. Top = 2401. Width = 9751. End

129. Begin MSCommLib .MSCoitim COM1.ft = 73201. Top = 7201. ExtentX = 10051. ExtentY = 10051. Version = 3932161. DTREnable = -1 'True1. BaudRate = 560001. End1. End

130. Begin VB.Frame frmChannels1. Caption = " Каналы1. Height = 31351.ft = 1201. Tablndex = 01. Top = 1680

131. Width = 8055 Begin VB.TextBox txtADC1. Alignment = 1

132. Appearance = 0 BeginProperty Font1. Name = "MS1. Size = 121. Charset = 2041. Right Justify Flat1. Sans Serif"1. Justify1. Sans Serif"1. False 'False 'False1. Weight = 7001. Underline = 0 'False1.alic = 0 'False

133. Strikethrough = 0 EndProperty1. Height = 3751.dex = 21.ft = 14401.cked = -1 'True1. Tablndex = 61. Text = "0"1. Top = 12001. Width = 7351. Justify1. Sans Serif"1. False 'False 'False1. Sans Serif"1. False 'False 'False1. End1. Begin VB.TextBox txtADC

134. Alignment = 1 'Right Justify1. Appearance = 0 'Flat1. BeginProperty Font1. Name = "MS1. Size = 121. Charset = 2041. Weight = 7001. Underline = 01.alic = 0

135. Strikethrough = 0 EndProperty1. Height = 3751.dex = 31.ft = 14401.cked = -1 'True1. Tablndex = 71. Text = "0"1. Top = 16801. Width = 7351. End1. Begin VB.TextBox txtADC

136. Alignment = 1 'Right Justify1. Appearance = 0 'Flat1. BeginProperty Font1. Name = "MS1. Size = 121. Charset = 2041. Weight = 7001. Underline = 01.alic = 0

137. Strikethrough = 0 EndProperty1. Height = 3751.dex = 41.ft = 14401.cked = -1 'True1. Tablndex = 81. Text = "0"1. Top = 21601. Width = 7351. End1. Begin VB.TextBox txtADC

138. Alignment = 1 'Right Justify1. Appearance = 0 'Flat1. BeginProperty Font1. Name = "MS1. Size = 121. Charset = 2041. Weight = 7001. Underline = 01.alic = 0

139. Strikethrough = 0 EndProperty1. Sans Serif"1. False 'False 'False1. Sans Serif"1. False 'False 1 False1. Height1.dex1.ft1.cked1. Tablndex1. Text1. Top1. Width1. End

140. Begin MSComctlLib Height Index Left1. Tablndex1. Top1. Width1. ExtentX1. ExtentY1. Version1. BorderStyle1. Appearance1. Scrolling1. End

141. Begin MSComctlLib Height Index Left1. Tablndex1. Top1. Width1. ExtentX1. ExtentY1. Version1. BorderStyle1. Appearance1. Scrolling1. End

142. Begin MSComctlLib Height Index Left1. Tablndex1. Top1. Width1. ExtentX1. JExtentY1. Version1. BorderStyle1. Appearance1. Scrolling1. End

143. Begin MSComctlLib.ProgressBar ADCbar1. Height Index Left1. Tablndex1. Top1. Width1. ExtentX1. ExtentY1. Version1. BorderStyle1. Appearance1. Scrolling375 42280 19 2160 5535 9763 661393216 1 0 11. End

144. Begin MSComctlLib.ProgressBar ADCbar1. Height Index =1.ft1. Tablndex =1. Top1. Width1. ExtentX1. ExtentY1. Version =1. BorderStyle =1. Appearance =1. Scrolling =1. End

145. Begin VB.Shape shpLink BackColor =1. BackStyle Height =1.ft1. Shape =1. Top1. Visible =1. Width1. End

146. Begin VB.Label Labell AutoSize =1. Caption =

147. BeginProperty Font Name Size Charset375 52280 202640 5535 9763 661393216 1 0 11. HOOOOFFOO& 1 'Opaque 150960 3 0 01501. Circle1. False-1 'True "KaHaji 1"1. MS Sans13.52041. Serif"1. Weight1. Underline1.alic

148. Strikethrough EndProperty Height =1.ft1. Tablndex1. Top1. Width1. End

149. Begin VB.Label Label2 AutoSize =1. Caption =

150. BeginProperty Font Name Size Charset Weight Underline Italic

151. Strikethrough EndProperty Height =1.ft1. Tablndex =1. Top1. Width1. End

152. Begin VB.Label Label3 AutoSize =1. Caption =

153. BeginProperty Font Name Size Charset Weight Underline Italic

154. Strikethrough EndProperty Height =1.ft1. Tablndex =1. Top1. Width1. End

155. Begin VB.Label Label4 AutoSize =1. Caption =

156. Strikethrough EndProperty Height =1.ft1. Tablndex1. Top1. Width1. End

157. Attribute VBName = "frmMain" Attribute VBGlobalNameSpace = False Attribute VBCreatable = False Attribute VBPredeclaredId = True Attribute VBExposed = False Option Explicit

158. Dim ConnectFlag As Boolean Dim TimeoutFlag As Boolean Dim Waiting As Integer Dim Counts As Integer Dim FileFlag As Boolean Dim Value(0 To 5) As Integer

159. Private Sub cmdAboutClick()frmAbout.Show 1, Me End Sub

160. Private Sub cmdConnectClick() On Error GoTo ConnectError cmdConnect.Enabled = False PortCombo.Enabled = FalsetxtLog = Time & " " & PortCombo & ": Попытка соединения." & vbCrLf & txtLog

161. COM.CommPort = Val(Right(PortCombo, 1))1. COM.PortOpen = True1. TimeoutFlag = False1. ConnectFlag = False

162. ConnectTimer.Enabled = True1. Waiting = 11. COM.RThreshold = 1

163. While (ConnectFlag = False) And (TimeoutFlag = False) COM.Output = Chr$(0) DoEvents Wend

164. ConnectTimer.Enabled = False

165. TimeoutFlag = True Then txtLog = Time & " " & PortCombo & ": Устройство не найдено!" & vbCrLf & txtLog

166. TimeoutFlag = True Then GoTo ConnectError2 cmdDisconnect.Enabled = TruetxtLog = Time & " " & PortCombo & ": Подключен." & vbCrLf & txtLog

167. RecTimer.Enabled = True Exit Sub ConnectError:txtLog = Time & " " & "Ошибка: " & Err.Description & vbCrLf & txtLog1. ConnectError2:

168. PortCombo.Enabled = True cmdConnect.Enabled = True cmdDisconnect.Enabled = False

169. COM.PortOpen = True Then COM.PortOpen = False End Sub

170. Private Sub cmdFileClick() On Error GoTo cancelerror

171. DLG.CancelError = True DLG.DefaultExt = "jpg"

172. DLG.Filter = "Text files (*.txt) I *.txtI All Files (*.*)!*.*" DLG.ShowSave Exit Subcancelerror:

173. Err.Number <> cdlCancel Then

174. MsgBox Err.Description End If1. End Sub

175. Private Sub cmdStopRecClick{) txtTime.Enabled = True txtFile.Enabled = True cmdFile.Enabled = True cmdStartRec.Enabled = True cmdStopRec.Enabled = False Close 1

176. FileFlag = False COM.RThreshold = 1 Waiting = 0txtLog = Time & " " & "Запись завершена. Записано " & Counts & " отсчетов." & vbCrLf & txtLog End Sub

177. Private Sub COMOnComm() On Error Resume Next Dim RX As String Dim i As Integer1. With COM

178. Select Case .CommEvent Case comEvReceive RX = .Input Select Case Waiting Case 1:

179. ConnectFlag = True Case 2:shpLink.Visible = Not shpLink.Visible Value(0) = Asc(Mid$ (RX, 1, 1))

180. Value(0) = Value(0) + Asc(Mid$(RX, 2, 1)) * 25 6 Valued) = Asc (Mid$ (RX, 3, 1))

181. Valued) = Value (1) + Asc(Mid$(RX, 4, 1)) * 25 6 Value (2) = Asc (Mid$ (RX, 5, 1))

182. Value(2) = Value(2) + Asc(Mid$(RX, б, 1)) * 256 Value(3) = Asc(Mid$(RX, 7, 1))

183. Value(3) = Value(3) + Asc(Mid$(RX, 8, 1)) * 256 Value(4) = Asc(Mid$(RX, 9, 1))

184. Value(4) = Value(4) + Asc(Mid$(RX, 10, 1)) * 256 Value (5) = Asc (Mid$ (RX, 11, 1))

185. Value(5) =Value(5) + Asc(Mid$(RX, 12, 1)) * 2561. For i = 0 To 5

186. Valued) > 1023 Then Value (i) = 1023 ADCbar(i) = Value(i) txtADC(i) = Value(i) Next i1. FileFlag = True Then1. For i = 0 To 5

187. Write #1, Valued) Counts = Counts + 1 lblCounts = Counts Next i End If End Select

188. Private Sub ConnectTimerTimer()

189. TimeoutFlag = True End Sub

190. Private Sub FormLoad() Dim i As Integer For i = 0 To 5

191. ADCbar(i).Min = 0 ADCbar(i).Max = 1024

192. ADCbar(i).BorderStyle = ccFixedSingle ADCbar(i).Appearance = ccFlat txtADC(i).Locked = True Next i1. For i = 1 To 10

193. PortCombo.Addltem "COM" & i Next i1. PortCombo.Text = "COM1"

194. COM.PortOpen = True Then COM.PortOpen = False txtFile = App.Path & "\filel.txt" End Sub

195. Private Sub FormUnload(Cancel As Integer)

196. COM.PortOpen = True Then COM.PortOpen = False End Sub

197. Private Sub RecTimerTimer ()

198. COM.RThreshold = 12 Waiting = 2 COM.Output = Chr$(2) End Sub

199. Private Sub txtTimeKeyPress(KeyAscii As Integer) If KeyAscii = 13 Then

200. RecTimer.Interval = Val(txtTime) txtTime = Val(txtTime) End If End Sub

201. Private Sub txtTimeLostFocus()txtTime = RecTimer.Interval End Sub