автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.04, диссертация на тему:Повышение трибологических характеристик подшипников скольжения сухого трения с тонкостенными двухслойными втулками

На правах рукописи

ФЛЕК БОРИС МИХАЙЛОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ СУХОГО ТРЕНИЯ С ТОНКОСТЕННЫМИ ДВУХСЛОЙНЫМИ ВТУЛКАМИ

05.02.04 — Трение и износ в машинах

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону — 2006

Работа выполнена на кафедре «Теоретическая механика» в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения».

Научный руководитель — академик РАН, доктор технических наук,

профессор Колесников Владимир Иванович. Научный консультант — кандидат физико-математических наук, доцент

Иваночкии Павел Григорьевич. Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Логинов

Владимир Тихонович;

кандидат технических наук, доцент Шевченко Анатолий Иванович.

Ведущее предприятие — Донской государственный технический университет (ДГТУ) г. Ростов-на-Дону. ■

Защита диссертации состоится 29 декабря 2006 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 218.010.02 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» по адресу: 344038 г. Ростов-на-Дону, пл. им. полка Народного Ополчения, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «27» ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 218.010.02, д-т.н., проф.

И.М. Елманов

Общая характеристика работы Актуальность темы. Эффективность работы железнодорожного транспорта в первую очередь зависит от надежности эксплуатируемых машин, механизмов и оборудования всей системы. Основное число отказов (до 80%) приходятся на долю узлов трения, которые работают, как правило, в экстремальных условиях, в том числе в условиях сухого трения и вибрации. Попытки решить эту проблему только путем выбора материалов пар трения и конструктивных изменений, не дали результата, особенно, в сложных эксплуатационных условиях.

Наиболее целесообразным представляется использование двухслойных комбинированных материалов, сочетающих в себе способность одновременного снижения коэффициента трения, динамических нагрузок и высокую коррозионную стойкость.

Однако при разработке подобных конструкций не решены вопросы выбора оптимальных геометрических и физико-механических характеристик втулок подшипников скольжения (ПС).

Учитывая, что преждевременный выход из строя ПС таких узлов трения как балансир электровоза ВЛ-60, блок компенсатора натяжения контактного провода и т.д. сопровождается снижением безопасности и нарушением движения железнодорожного транспорта, вопрос повышения долговечности пар скольжения, работающих в условиях сухого трения, является актуальным.

Работа выполнялась в рамках «Программы создания перспективных технических средств и технологий» ОАО РЖД и по гранту РФФИ 06-08-01257.

Цель и задачи исследования. Цель работы - установление аналитических и экспериментальных закономерностей влияния нагрузочно-скоростных и температурных параметров трибосопряжения на интенсивность изнашивания двухслойных втулок и разработка на этой основе рекомендаций по повышению долговечности тяжелонагруженных узлов трения, работающих в различных эксплуатационных условиях.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) Разработать математические модели для расчета двухслойных втулок подшипников скольжения на прочность и долговечность с учетом термоупругих и трибологических характеристик.

2) Определить значения параметров физического модифицирования антифрикционного слоя втулки, в пределах которых процесс трения характеризуется минимальной величиной его интенсивности изнашивания.

3) Установить основные закономерности трения и изнашивания антифрикционного слоя втулок и определить влияние нагрузочно скоростных и температурных параметров узла трения на интенсивность изнашивания.

4) Осуществить выбор антикоррозионного покрытия тяжелонагруженных валов ПС в условиях повышенной влажности, обеспечивающего высокие антифрикционные характеристики с используемым АСК.

5) Разработать методику оптимального проектирования ПС на основе двухслойных втулок.

Научная новизна

Предложена математическая модель расчета па прочность двухслойных втулок, позволяющая определять величину эквивалентных напряжений в условиях предельного равновесия.

Разработана математическая модель термоупругого состояния тонкостенных двухслойных втулок в условиях квазиравновесия, учитывающая тепловыделение в зоне контакта в условиях сухого трения.

Получена теоретико-экспериментальная модель расчета долговечности тонкостенных двухслойных втулок в условиях сухого трения.

Предложено для повышения долговечности антифрикционного слоя втулки модифицирование поверхности ее компоненты путем обработки в плазме тлеющего разряда.

Экспериментально определена степень влияния нагрузочно-скоростных и температурных характеристик ПС, на интенсивность изнашивания антифрикционного слоя.

Предложено антикоррозионное покрытие тяжелонагруженных валов ПС, повышающие трибологическис характеристики сопряжений с используемым АСК.

Разработана методика оптимального проектирования тонкостенных двухслойных втулок, обеспечивающая требуемую долговечность подшипников скольжения сухого трения при выполнении условий прочности и теплостойкости.

Практическая ценность работы.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования по повышению долговечности двухслойных втулок подшипников скольжения позволили предложить инженерную методику расчета их оптимальных геометрических характеристик. Методика апробирована при расчете втулок балансира электровоза ВЛ-60 и блока компенсатора натяжения контактной сети.

Создано программное обеспечение для сбора, обработки и хранения результатов трибологических исследований, полученных на машине трения УРМТ-5, разработанной для проведения испытаний подшипников скольжения сухого трения, как при одностороннем вращении, так и возвратно-качательном движении.

Определены режимы модифицирования поверхности технической ткани «Даклен» при обработке тлеющим разрядом, обеспечивающие повышение износостойкости на 18 %.

Повышена антикоррозионная стойкость вала блока натяжения контактной сети путем нанесения многослойного покрытия ТьТШ, обеспечивающая его повышение.

По результатам исследований разработаны тонкостенные двухслойные втулки для подшипника балансира электровоза ВЛ-60 и блока компенсатора натяжения контактной сети. Результаты испытаний в локомотивном депо ст. Минеральные воды показали, что долговечность узла трения балансира повысилась не менее чем в два раза. Блоки компенсатора натяжения контактной сети в настоящий момент проходят испытание на участки пути Туапсе — Шепси.

На защиту выносятся:

1. Расчетно-экспериментальный метод определения долговечности тонкостенных двухслойных втулок подшипников скольжения сухого трения, с учетом тепловыделения в зоне контакта.

2. Расчет прочности двухслойных втулок подшипников скольжения сухого трения на основе решения контактной задачи для двухслойного упругого основания.

3. Результаты исследования трибологических характеристик тонкостенных двухслойных втулок, необходимые для расчета долговечности узлов сухого трения.

4. Предложения по повышению долговечности ПС сухого трения с использованием тонкостенных двухслойных втулок, работающих в различных эксплуатационных условиях.

Апробация результатов диссертации

Основные результаты исследований были доложены и обсуждены на 7 международных научно-технических конференциях: «Композиционные материалы в промышленности, Ялта, 2004; «Mechanical Engineering Technologies 04» Fourth International Congress Proceedings, Болгария, 2004; «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические», Ростов-на-Дону, 2004; «Проблемы синергетики в трибологии, трибо-электрохимии, материаловедении и мехатронике», Новочеркасск, 2004; «Смешанные задачи механики деформируемого тела», Саратов, 2005; «Композиционные материалы в промышленности: 26 международная конференция», Ялта, 2006; «Новые материалы и технологии в машиностроении» Брянск, 2006 и на 2 Всероссийских паучпо- практических конференциях: «Транспорт 2004» Ростов-на-Дону, 2004 и «Новые материалы и технологии НТМ-2006», Москва, 2006.

В полном объеме работа доложена и обсуждена на расширенном заседании кафедры «Теоретическая механика» РГУПС (Ростов-на-Дону).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе положительное решение на выдачу патента № 2006103545/04(003873).

Объем работы.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов и 5 приложений. Работа содержит 140 страниц машинописного текста, 41 рисунок, 26 таблиц, список литературы из 145 источников.

Основное содержание работы.

Во введении обоснована актуальность рассматриваемого исследования, сформулированы цель и основные положения работы, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена обзору совершенствования узлов трения с антифрикционными самосмазывающимися композитами, эффективность использования которых обеспечивается их высокой несущей способностью, наличием демпфирующих свойств и отсутствием необходимости в текущем обслуживании. Обобщены способы повышения их износостойкости и надежности.

Анализ работ, посвященных многослойным подшипникам, с использованием полимерных антифрикционных материалов, показал широкий разброс триботехнических характеристик сопряжений при различных конструкционных и физико-механических параметрах. Как показали исследования Белого В.А., Бури А.И., Колесникова В.И., Краснова А.П., Кутькова А.А., Логинова В.Т., Машкова Ю.К., Мышкина Н.К., Свириденка А.И. и др. - композиционные материалы наряду с характерным для них низким коэффициентом трения и хорошими демпфирующими свойствами, имеют низкий коэффициент теплопроводности, повышающий теплонапряженность в зоне контакта. Суть возникающей при этом задачи оптимального проектирования подшипникового узла, заключается в обеспечении его требуемой долговечности при условии удовлетворения требованиям прочности и термостойкости. Для решения задачи оптимизации определяется взаимосвязь долговечности подшипника с нахрузкой и температурой при помощи использования математических моделей.

Вторая часть обзора посвящена анализу моделей, используемых для оценки надежности и долговечности подшипниковых узлов в условиях сухого трения. Основной особенностью расчета долговечности подобных сопряжений является решение контактных задач механики деформируемого твердого тела с

s

переменной зоной контакта, что обусловлено изнашиванием контактирующих элементов.

Большой вклад в разработку износоконтактных задач внесли В.М. Александров, О.Б. Богатин, JI.A. Галин, М.А. Галахов, И.Г. Горячева, Д.В. Грилиц-кий, Г. Данов, М.Н. Добычин, Ю.Н. Дроздов, Е.В. Коваленко, М.В. Коровчин-ский, А.Г. Кузьменко, Р-И. Мазипг, В.А. Моров, Ю.А. Необердин, A.C. Ilpomi-ков, И.А. Солдатенков, М.И. Теплый, П.П. Усов, И.Н. Черский, A.B. Швецов и другие.

Вторая глава посвящена разработке расчетно-экспериментальных моделей для определения параметров подшипника скольжения сухого трения с тонкостенными двухслойными втулками. В первой модели рассмотрена термоупругая контактная задача для цилиндрического подшипника скольжения сухого трения с двухслойной втулкой. В рамках плоской термоупругой деформации вал 1 (рис. 1) вдавливается на величину S в поверхность втулки без перекоса погонной силой Р, образуя утол контакта между валом и втулкой — 10а, и вращается с угловой скоростью со, постоянной во времени.

Рисунок 1 — Модель подшипника сухого трения: 1-вал; 2-антифрикционный слой; 3-подложка; 4-обойма

Изнашивание втулки, сопровождается тепловыделением в области контакта. Поток тепла пропорционален работе сил трения и определяется выражением

6 = 10/9(0), (1)

где / - коэффициент трения между поверхностью вала и втулки,

q(p) - контактное давление.

Температурный режим подшипника стационарен во времени.

Математически задача сводится к решению системы уравнений Ляме с

учетом температурных членов и уравнения теплопроводности

дгц [ 15ц о | 2(1—у(.) 1 д\ [ 1 1 йУ [ 3-4у, 1 ди 2(1 +у,) ^ 1 ЭТ, =р Зг2 + г дг г2 + 1 —2у, г2 дв2 I - 2к г дгдО + 1-2у. г* дв 1-2у,. "ъ г дв ~

2(1 -у,У а3«, | 1 а», н Л | 1 д\ | 1 1 д\ з-4и, 1 г>ц 2(1+у,.) вгт1_0 (2\ 1-2уДа-2+ггг г2) г2 80г + 1-2к гдгдв 1-2у г2 до 1-2у( 5г ~ ^

| 1ЭТ, | 1 д2Т, 0 дг2 г дг г2 дв2

где у, и ат( (/ = 1, 2)- соответственно коэффициенты Пуассона, и коэффициенты линейного теплового расширения материалов слоев втулки; и,, ц (; = 1, 2) -радиальные и угловые перемещения слоев втулки. Граничные условия имеют следующий вид:

м«)-

и, = 3(0) (г«г„ Щ<ва),

ог

Л,^. + в1(Т1-Х.)=0 (г = г„ 0а<0£л)

щ = и2 г1 -г2

* гЯ — *гй

(г=г2, |в|5зг), (г = г2, Щ^л), (г = г2,

Т,=т2 (г = г2. Щ&*),

(г = Гг'

и2=0 (г = г3, И<яг),

+ (г = г3, И**).

Здесь б,- (¿ = 1,2)—модули сдвига материалов втулки; т'в и <т'г соответственно касательное и нормальное напряжение в слоях втулки.

Коэффициент ¡л, отражающий количество теплового потока, идущего во втулку, задается общепринятым выражением

(3)

где: х ~ коэффициент разделения потоков тепла между валом и втулкой; Л, - коэффициент теплопроводности антифрикционного слоя.

Учитывая, что толщина втулки мала по сравнению с радиусом вала, может быть построено вырожденное (в асимптотическом смысле) решение поставленной задачи, которое явилось основой термоупругого расчета подшипника.

При расчете долговечности подшипника необходимо решать износокоп-тактную задачу, учитывающую помимо упругих деформаций, перемещения обусловленные износом. Условия контакта вала и втулки при этом примут вид

и(0,г) + о(0,г)=[5(*) + Д]Ссы0-Д ¡0| £«(*), (4)

где и(в,{) - упругое перемещение втулки, и{0,/) - линейный износ внутренней поверхности втулки, 8 - жесткая осадка вала.

Для замыкания системы уравнений износоконтактной задачи необходима формулировка математической модели, характеризующей процесс изнашивания. В данной работе процесс износа определяется выражением:

/*(£.')=/ ™ (Т, (0,/)) (*> г0)' (<? (в,г) о:1 у, (5)

где т(т,) - коэффициент интенсивности износа, являющиеся функцией контактной температуры Т, (<?,/).

Для определения контактного давления в сопряжении получено дифференциальное уравнение в виде

Зр'а (в,а) + к(се)а'(а) р" (О, а) = 5'{а)Созв (6)

с начальным условием

{р(в,а0) = ¿>"'[5(а0) + д](С<и6»- Со*аа), \0\ < а0

{р(е?,а0) = 0 \в\>а0 ' (?)

Соотношение, связывающее время / и текущий угол контакта а, для данного случая имеет вид

I М^ООО ^ (8)

где а0 - начальный угол контакта.

Оценить прочность двухслойной втулки в рамках вырожденной модели исследуемого сопряжения не представляется возможным. Поэтому была рассмотрена модель: два упругих слоя с различными механическими свойствами, неподвижно соединенных между собой и лежащих на недеформируемом основании, в поверхность которых вдавливается жесткий штамп, имеющий форму параболы. В зоне контакта нормальные и касательные напряжения связаны законом Кулона, а на штамп действуют нормальные и касательные усилия, при этом система штамп - двухслойное основание находится в условиях равновесия и штамп в процессе деформации слоя не поворачивается.

В случае плоской деформации задача сводится к соответствующим уравнениям Ляме при следующих граничных условиях: <^=^=0 (у = И1,х<-а,х>Ь)

V1 =£-х2/(2Я) (у = к1,-а<х<Ъ «2=у2= О, (у = -ь2)

Здесь и',у' — перемещения в упругих слоях соответственно вдоль осей х,у\ а'у>т'ху ~ нормальные и касательные напряжения (индексы 1 и 2 относятся соответственно к слоям 1 и 2).

Для решения данной контактной задачи был использован метод коллока-ций, предложенный В.В. Ворониным, В.А. Цецехо.

Оценка прочности двухслойного основания осуществлялась по величине эффективного напряжения (рисунок 2), рассчитанного по четвертой теории прочности. Расчеты показали, что при отсутствии трения максимальное значение эффективного напряжения расположено на границе слоев. В условиях трения координата максимума смещается ближе к поверхности антифрикционного слоя. Как правило, модули сдвига слоев втулки имеют разные значения. Это приводит к появлению напряжения расслаивания, что необходимо учитывать при выборе материала тонкостенной втулки.

Афф

- г

/ ' л • • " ■ • ^ •л

*

г• 1 — — ~

\ \

(<72Л?,=1,/ = 0)

Х'-з / / г ✓ - - » \\ . V

// // / .**---- "V2

------< 'ч V'

0,000 0,005

Рисунок 2 — Изменение эффективного напряжения по толщине двухслойного основания, за ноль принята граница слоев: 1-7 — -0,12, -0,08, -0,04, 0, 0,04, 0,08, 0,12 — координаты сечения слоя соответственно

Третья глава посвящена определению зависимости трнбологичсских характеристик двухслойных втулок: коэффициента трения, интенсивности изнашивания и температуры — от нагрузки и скорости на модернизированной машине трения СМТ-1, а также на спроектированной и изготовленной универсальной роликовой машине трения УРМТ-5, по схеме «вращающийся ролик — неподвижный вкладыш». Условия испытаний: д — 9,0...37,0 МПа, у= 0,01...0,19 м/с.

Лабораторные образцы в виде вкладышей изготавливались из двухслойных втулок, на внутренней поверхности которых сформирован слой АСК па основе технической ткани «Даклен» (ТУ 6-06-14145-86), а наружный слой получен на основе стеклоткани (Т-10-14). Образцы втулок изготавливались методом намотки с последующей механической обработкой. Контртелом являлись ролики из стали 45.

В исследовании использовался статистический метод планирования многофакторного эксперимента. В качестве функции отклика выбраны коэффициент трения и интенсивность изнашивания. Варьируемые параметры: контактное давление д и скорость скольжения v.

Получены уравнения регрессии в натуральных значениях для коэффициента трения и интенсивности изнашивания:

/ = 0,385 - 0,0231 • д + 0,671 - у-0,0183-£7-у + 0,000376 ■ д2; (9)

/ = 18,486-2,1 -д -320-у + 29,7 -<7^ + 0,0414 -д2 +902-V2.

(10)

На основании проведенных исследований (рисунок 3) для моделирования интенсивности изнашивания было использовано линейное уравнение регрессии вида:

у = Ь0 + Ьхх: + Ьгхг + Ь3х3,

где у-1п! х, = хг= 1п—; х3-1п—;у0- характерное значение скоро-

С,

сти скольжения.

Установлено влияние нагрузочно-скоростных и температурных параметров на интенсивность изнашивания двухслойного подшипника:

/ -\1.826

/ = 4,1-10-"

1.452 ^ N,1,774

Ч

С.

(П)

Зависимость (11) была использована при расчете долговечности сопряжения ПС по методике главы 2.

и т

а) б)

Рисунок 3 — Зависимости коэффициента трения (а) и интенсивности изнашивания (б) от контактного давления и скорости относительного скольжения

В четвертой главе разработаны методы повышения триботехнических характеристик ПС сухого трения с двухслойными втулками.

Используемый в данной работе АСК содержит в своем составе политетрафторэтилен (ГГГФЭ), который обладает низкой поверхностной энергией. Для повышения прочности адгезионных связей предложено модифицирование его

поверхности, наиболее перспективными способами, которой являются радиационная модификация и модификация в плазме тлеющего разряда.

На рисунке 4 приведены области ИК-спектров МНПВО. В ИК-спектре обычного ПТФЭ наблюдается очень интенсивная полоса поглощения в области 1100-1300 см"1 (рисунок 46), которая относится к валентным колебаниям связи C-F. Кроме того, в спектре его наблюдаются 3 менее интенсивные полосы 775, 745, 715 см"1 (рисунок 4а). Поглощение в области 775 см"1 относится к валентным колебаниям связи С-С во фторуглеродной цепочке, полоса поглощения 745 см"' соответствует группам —CF2-CF3 и CF—CF3, полоса 715 см"1 характеризует наличие групп CF3 во фторуглеродах. В составе модифицированных образцов обнаружены полосы, характерные для двойных связей и сопряженных двойных связей (1400—1750см"1), а также для групп СН2 и СН3 (550 - 700 см"1).

Анализ ИК-спектров (см. рисунок 4) показывает, что при модифицировании тлеющим разрядом интенсивность полос концевых групп и двойных связей гораздо выше. Это свидетельствует о разрывах полимерных цепей с последующей их сшивкой, что приводит к повышению адгезионной способности ПТФЭ с полимерпым связующим.

Рисунок 4 — Области спектра МНПВО образцов из ПТФЭ: 1 — исходного; 2 — радиационно модифицированного; 3 — модифицированного в низкотемпературной плазме тлеющего разряда

Оценка адгезионной прочности модифицированных образцов ПТФЭ выполнялась в соответствии с ГОСТ 6768-75 по величине

р.

где Р^ — средняя сила расслоения, Н; Ъ — ширина образца, см.

Испытания проводились на испытательной установке TIRA test 28025.

Трибологические испытания АСК на основе модифицированной в плазме тлеющего разряда технической ткани «Даклен» при оптимальном значении давления остаточного воздуха в камере (15...30Па) и времени активации (25...30с) показали уменьшение интенсивности изнашивания на 15 — 20 % при незначительном росте коэффициента трения.

Обработка экспериментальных данных позволила представить зависимость интенсивности изнашивания в виде:

блока натяжения контактного провода из-за коррозии его деталей.

Проведены испытания на коррозионную стойкость (ГОСТ 9.908-85) и пористость (ГОСТ 9.302-88) различных образцов: из стали 45, стали 45 с покрытиями Т1 и Т1Ы, с покрытием из А1, из чередующихся слоев титана и нитрида титана. Для формирования антикоррозионных покрытий использовалась установка «Булат — 6».

Коррозионные и испытания на пористость прошли только образцы с многослойным ионно-плазменным покрытием - из чередующихся слоев титана и нитрида титана. Исследование шероховатости образцов показало, что в результате нанесения многослойного ионно-плазменного покрытия параметры шероховатости исходной поверхности снизились (7?, с 4,75 до 3,51).

Проведены трибологические испытания ПС: втулка из АСК на основе модифированной в плазме тлеющего разряда технической ткани «Даклен»; вал — из стали 45 с многослойным ионно-плазменным покрытием Т1+Т;Ы+Т1+Т1Ы+Т1+Т1Ы+Т1+Т1К+Т1+Т1Н+Т1+Т1К - по методике, изложенной в главе три.

(12)

В условиях повышенной влажности нередко происходит заклинивание

Интенсивность изнашивания можно определить из выражения:

( т Y',s

\u / \

v <7

.V Ы]

Снижение интенсивности изнашивания в среднем составило 15% по сравнению со стальным валом.

Для расчета конструктивных параметров двухслойной втулки был использован известный метод оптимального проектирования, который в данном случае может быть сформулирован как задача параметрической оптимизации н сведен к нелинейной условной задаче математического программирования: найти оптимальную точку х , доставляющую минимум целевой функции

Fix) = —— па области допустимых решений {Д,} '(х)

где t — долговечность работы подшипника при заданном предельно допустимом радиальном зазоре в сопряжении [h].

Переменные проектирования: х,- толщина антифрикционного слоя подшипника; х2- толщина подложки; х3- использование модификации поверхности технической ткани; xi- использование напыления вала. Функциональные ограничения: ег, <[сг] — ограничение по прочности; Г<[Т] — офаничепие по теплонапряженности; ограничения на переменные проектирования: х1+ хг = II — ограничение по габариту.

Ресурс работы подшипника определялся по формуле

, = 04)

где t— ресурс работы подшипника (долговечность); 1Н~ среднее значение интенсивности изнашивания материала втулки в условиях работы подшипника; st- путь трения скольжения втулки за один оборот подвижного элемента; п-частота вращения.

Для определения 1Н использовалось известное выражение, предложенное Ю.Н. Дроздовым для ПС с полимерным вкладышем, изготовленным на тканевой основе (111ФЭ)

где д — среднее максимальное контактное давление за период эксплуатации подшипника; 7^— температура стеклования полимера; энергия активации разрушения антифрикциошюго полимера при Тг; универсальная газовая постоя!шая; — время релаксации напряжений полимера при .

Для решения задачи минимизации целевой функции был использован метод проекции градиента, широко применимый в практике оптимизации. Поиск оптимизации начинается с движения к границе области допустимых решений из выбранной начальной точки х(0). Движение происходит в направлении антиградиента. Длина шага определяется на основе линеаризации ограничений вдоль направления движения. На втором этапе осуществляется движение в локальный минимум вдоль границы области допустимых решений.

Распространение алгоритма на ограничение в виде неравенств осуществляется с помощью использования концепции множества активных ограничений, согласно которой с помощью оценки множителей Лагранжа осуществляется поочередное исключение ограничений из множества активных ограничений.

В качестве узлов, для которых проводилось оптимальное проектирование, были выбраны втулка балансира электровоза ВЛ-60 и втулка блока натяжения контактной сети. Для первого узла получено: оптимум в точке л^ = 0.45 мм;

х2 = 4.55 мм; д:3 =1; хл = 0. Значение целевой функции ^ = 5.76 • 10"!, что соответствует долговечности / = 17352час. Для второго: оптимум в точке XI = 0.3 мм; х2 = 2.65 мм; х3 = 1; х4 =1. Значение целевой функции Р = 2.36 • 10~5, что соответствует долговечности (= 22373 час.

В пятой главе приведены результаты эксплуатационных испытаний двухслойных втулок ПС сухого трения, которые проводились в локомотивном депо ст. Минеральные Воды. Объектом испытаний являлись втулки балансира электровоза ВЛ-60. Для проведения сравнительных испытаний па одну из тележек электровоза ВЛ-бОк № 2598 при проведении очередного планового ремонта были установлены новые типовые втулки балансира, а на вторую - опытные двухслойные втулки. После 130700 км пробега электровоза в результате контроля выявлено, что износ втулок балансира .составил в среднем 0,42 мм и

0.08.мм соответственно для типовых и опытных втулок. Износ валиков балансиров, работавших в паре с опытными двухслойными втулками, не выявлен.

Учитывая, что толщина антифрикционного слоя для опытной втулки составляет 0.45 мм, а отбраковка типовых втулок в среднем происходит при проведении текущего ремонта ТР-3 (периодичность которого определяется линейным пробегом локомотива в 360000 км), что соответствует износу 1,5 мм, можно сделать вывод, что ресурс испытываемого узла может быть увеличен в 2-2,5 раза.

Блоки натяжения контактной сети с втулками из АСК с модифицированной технической тканью и валиками с антикоррозионным многослойным покрытием в настоящее время проходят испытания на участке Туапсе - Шепси.

Основные выводы

1. На основе анализа конструкций подшипников скольжения сухого трения установлено, что наиболее перспективной в условиях больших динамических нагрузок и повышенной влажности является двухслойная втулка из композиционных материалов.

2. Разработаны расчетно-экспериментальные модели расчета прочности, термо- и износостойкости тонкостенной двухслойной втулкой подшипника скольжения сухого трения на основе антифрикционных самосмазывающихся композитов, учитывающие влияние геометрических и физико-механических характеристик слоев на его долговечность.

3. Предложена методика расчета на долговечность тонкостенной двухслойной втулки подшипников скольжения сухого трения, которая апробирована на примере балансира электровоза ВЛ-60 в условиях локомотивного депо станции Минеральные воды: после пробега 130700 км износ антифрикционного слоя составил 0,08 мм при расчетном значении 0,072 мм.

4. Установлены закономерности изнашивания антифрикционного слоя двухслойной втулки подшипника скольжения сухого трения с учетом влияния жесткости и толщины подложки на распределение контактных давлений.

5. На основе экспериментальных данных трибологических испытаний двухслойной втулки с АСК на основе технической ткани «Даклен» получено уравнение изнашивания, параметры которого использованы для расчета долговечности тонкостенных двухслойных втулок.

6. Для повышения износостойкости антифрикционного слоя оптимизированы режимы модификации технической ткани «Даклен» в плазме тлеющего разряда, что позволило увеличить ресурс двухслойной втулки в среднем на 18%.

7. Предложено антикоррозионное покрытие тяжелонагруженных валов ПС, обеспечивающее коррозионную стойкость и повышение долговечности сопряжений с используемым АСК в условиях сухого трения на 15%.

8. Предложена методика оптимального проектирования тонкостенных двухслойных втулок, обеспечивающая требуемую долговечность подшипников скольжения сухого трения при выполнении условий прочности и теплостойкости.

9. С помощью математического программирования подобраны оптимальные размеры слоев двухслойной втулки балансира электровоза и блока натяжения контактной сети.

9. По результатам исследований разработаны тонкостенные двухслойные втулки для подшипника балансира электровоза ВЛ-60 и блока компенсатора натяжения контактной сети. Результаты испытаний в локомотивном депо ст. Минеральные воды показали, что долговечность узла трения балансира

повысилась в среднем в 1,8 раза. Блоки компенсатора натяжения контактной сети в настоящий момент проходят испытание на участки пути Туапсе — Шепси.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Сычев А.П., Досов Л.Г., Сычев A.A., Флек Б.М. Антифрикционные композиционные материалы для тяжелонагруженных узлов трения подвижного состава//Композиционные материалы в промышленности. Ялта, 2004.- С. 307.

2. Колесников В.И., Иваночкин П.Г., Флек Б.М. Подшипники скольжения для узлов трения подвижного состава с тонкостенными вкладышами из антифрикционных полимерных материалов/ЛГруды Всерос. науч. -практ. конф. «Транспорт 2004», ч.2, Ростов/Д: РГУПС. 2004,- С.28.

3. Колесников В.И., Иваночкин П.Г., Флек Б.М. Повышение износостойкости шарнирных подшипников для узлов трения подвижного состава//"МесЬашса1 Engineering Technologies 04" Fourth International Congress Proceedings, v.6- p. 202-203.

4. Сычев А.П., Досов Л.Г., Сычев A.A., Флек Б.М. Влияние давления и скорости на износ композиционных материалов в зависимости от содержания наполнителя/ЛГруды междунар. науч. конф. «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические» Ростов/Д: РГУПС, 2004 -С. 240-244.

5. Иваночкин П.Г., Флек Б.М. Идентификация трибосопряжения «вал-шарнирный подшипник с вкладышем из антифрикционного композитного материала» на основе анализа поведения динамической системы, моделирующей изнашивание при трении // Проблемы синергетики в трибологии, трибоэлектрохимии, материаловедении и мехатронике: Материалы 3 междунар. науч. -практ. конф. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004 -С. 28-30.

6. Колесников В.И., Сычев А.П., Флек Б.М., Сычев A.A. Исследование три-бологнческих характеристик разработанных антифрикционных самосма-зываюшихся материалов (АСМ) для подшипников сухого трения // Композиционные материалы в промышленности: Материалы 26 междунар. конф. Ялта-Киев: УИЦ «Наука, техника, технология», 2006 -С.92-93.

7. Колесников В.И., Иваночкин П.Г., Флек Б.М. Исследование изнашивания цилиндрического сопряжения при возвратно-качательпом движении // Смешанные задачи механики деформируемого тела: тез. докл. V Рос. конф. с междунар. участием Саратов: изд-во Сарат. ун-та, 2005 -С.92-93.

8. Иваночкин П.Г., Колесников В.И., Флек Б.М., Чебаков М.И. Контактная прочность двухслойного покрытия при наличии сил трения в области контакта // Изв. РАН Механика твердого тела. 2006, №6, -С.216-226.

9. Лапицкий В.А., Колесников В.И., Сычев А.П., Колесников И.В., Лапиц-кий A.B., Флек Б.М. Способ получения эпоксидных пресс-материалов. Положительное решение о выдаче патента РФ №2006103545/04(003873).

10. Колесников В.И., Чебаков М.И., Иваночкин П.Г., Флек Б.М. Исследование прочности двухслойного покрытия при фрикционном контакте // Вестник РГУПС 2006. №4 - С. 14-21.

11. Иваночкин П.Г., Мясникова H.A., Сычев А.П., Флек Б.М., Влияние модификации компонентов самосмазывающегося композита на его триболо-гические характеристики в контексте задачи оптимального проектирования подшипника скольжения //Новые материалы и технологии в машиностроении. Сборник науч. тр. По итогам междунар. науч.-техн. конф. Вып.5. -Брянск: БГИТА,2006.-€.59-62.

12. Иваночкина Т.А., Флек Б.М. Оптимальное проектирование подшипника скольжения сухого трения // Новые материалы и технологии — НМТ— 2006», тезисы докладов Всерос. науч. - технич. конф. МАТИ, Москва 2006. Том 2.- С.91-92.

Флек Борис Михайлович

Повышение трибологических характеристик подшипников скольжения сухого трения с тонкостенными двухслойными втулками

Автореферат диссертации

на соискание ученой степени кандидата технических наук Формат 60x84/16. Бумага офсетная Ризография. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ № ^062..

Ростовский государственный университет путей сообщения Ризография УИ РГУПС

Адрес университета: 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2.

Введение.

Глава 1 Анализ состояния вопроса применения антифрикционных самосмазывающихся композитных материалов для изготовления подшипников скольжения.

1.1 Обзор существующих композиционных материалов в узлах трения подшипников скольжения.

1.2 Антифрикционные материалы на основе фторсодержащих материалов.

1.3 Антифрикционные тканые материалы с волокнами ПТФЭ.

1.4 Методики расчета надежности и долговечности узлов трения и критериев их работоспособности.

Глава 2 Разработка системы расчетных моделей подшипника скольжения сухого трения с комбинированным двухслойным вкладышем.

2.1 Определение напряженно-деформированного состояния в упругом двухслойном покрытии под действием жесткого штампа.

2.1.1 Постановка задачи.

2.1.2 Решение интегрального уравнения.

2.1.3 Числовые расчеты и выводы.

2.2 Термоупругая контактная задача для цилиндрического подшипника скольжения сухого трения с двухслойным вкладышем.

2.2.1 Физико-механическая постановка задачи.

2.2.2 Математическая постановка задачи.

2.2.3 Построение вырожденного решения задачи.

2.2.4 Термомеханический расчет подшипника.

2.3 Исследование кинетики изнашивания подшипника скольжения сухого трения с двухслойным вкладышем.

2.3.1 Постановка термоупругой контактной задачи для двухслойного вкладыша подшипника скольжения с учетом изнашивания.

2.3.2 Решение тепловой задачи для сопряжения.

2.3.3 Износ подшипника скольжения с учетом тепловыделения от трения.

Глава 3 Экспериментальное исследование основных закономерностей трения и изнашивания шарнирных подшипников с тонкостенными вкладышами из антифрикционных полимерных композитов.

3.1 Проведение трибологических испытаний.

3.1.1 Образцы и методика проведения испытаний.

3.1.2 Машины трения для проведения лабораторных трибологических испытаний.

3.1.3 Измерительная и регистрирующая аппаратура.

3.1.4 Программное обеспечение УРМТ-5.

3.2 Результаты трибологических испытаний двухслойных подшипников.

Глава 4 Методы повышения трибологических характеристик подшипников скольжения сухого трения с двухслойным вкладышем.

4.1 Повышение долговечности рассматриваемых подшипников путем модификации поверхности технической ткани.

4.1.1 Модификация ПТФЭ.

4.1.2 Методика проведения спектральных исследований.

4.1.3 Исследование степени активации ПТФЭ низкотемпературной плазмой тлеющего разряда.

4.1.4 Результаты исследования степени активации модифицированного в тлеющем разряде ПТФЭ.

4.1.5 Результаты трибологических испытаний двухслойных втулок на основе модифицированной технической ткани «Даклен».

4.2 Повышение антикоррозионных свойств контртела путем нанесения коррозионностойкого покрытия.

4.2.1 Методика нанесения антикоррозионного покрытия вала.

4.2.2 Методика проведения испытаний на коррозионную стойкость.

4.2.3 Трибологические испытания образцов АСК, изготовленных из модифированной в плазме тлеющего разряда технической ткани «Даклен» с контртелом, содержащим многослойное покрытие.

4.3 Методика оптимального проектирования комбинированных подшипников скольжения сухого трения.

4.3.1 Постановка задачи оптимального проектирования.

Глава 5 Внедрение результатов исследования.

Современные проблемы развития систем железнодорожных коммуникаций в сформировавшихся рыночных условиях указывают на необходимость разработки совершенно новых, более требовательных, стандартов качества эксплуатируемых машин, механизмов и оборудования железнодорожного транспорта. Качество машин в значительной мере определяется ресурсом их работы и отказоустойчивостью. Недостаточный ресурс машин и механизмов железнодорожного транспорта является причиной огромных затрат энергии, материалов, рабочей силы, и как следствие - понижения уровня ресурсосбережения, увеличения себестоимости оказываемых услуг, значительного понижения конкурентоспособности железнодорожной отрасли.

Статистически доказано, что узлами, берущими на себя наибольший процент износа - являются узлы трения. Поэтому вопросы повышения их надежности, долговечности и экономичности относятся к важным и первоочередным. Эффективное решение задач по повышению ресурса работы узлов трения возможно только на базе достижений фундаментальной науки. В современном представлении фрикционное взаимодействие - это сложный многофункциональный процесс взаимодействия тонких поверхностных слоев на локальных микроплощадках контакта, сопровождающийся изменением структуры поверхности и ее механических свойств, возникновением физико-химических, электрических и других явлений под воздействием температуры, нагрузки, поверхностно-активных веществ и многих других факторов. В этой связи выяснение особенностей поведения поверхностных слоев металло-полимерного трибокон-такта - одна из центральных задач в триботехнике. Поэтому для исследования процессов на контакте необходима разработка не только методов диагностики, но и более полные теоретические модели, специфическое назначение которых, с одной стороны, учитывать изменения, происходящие в объеме и в пограничном слое, а с другой - приводить к простым инженерным расчетам.

Важнейшую роль в решении вопроса повышения износостойкости узлов трения играет создание новых полимерных композитов с заданными свойствами. Благодаря своим высоким антифрикционным и демпфирующим свойствам полимеры нашли широкое применение при разработке различных конструкций узлов трения.

Исследования трения полимерных материалов отражены в работах Г.М. Бартенева, Ф. Боудена, В.А. Белого, Г.А. Гороховского, Ю.А. Евдокимова, Д. Ланкастера, А.А. Кутькова, В.И. Колесникова, А.И. Свириденка, Д. Плея, Р. Штейна, А.В. Чичинадзе и многих других.

Не смотря на достигнутые успехи в вопросе использования композиционных материалов на основе полимеров, проблема управления фрикционно-контактным взаимодействием элементов подвижных металлополимерных соединений, как подчеркивается в решениях многих конференций, симпозиумов, семинаров, остается острой и не решенной.

Причины такого положения объясняются рядом обстоятельств. Это прежде всего, обусловлено тем, что сейчас наметилось определенное отставание в области моделирования процессов изнашивания на основе механики контактного разрушения от уровня, достигнутого, например, в области физики твердого тела, где имеются значительные успехи - сложились современные представления квантово-полевой теории атомного упорядочивания, сформулированы положения теории дислокации, получили значительное развитие экспериментальные методы - рентгеноструктурный, рнтгеноспектральный, электронная спектроскопия для химического анализа (ЭСХА) и др.

Другой причиной является то, что низкая нагрузочная способность и невысокая теплопроводность ряда полимеров приводят к тому, что основным способом их применения являются комбинированные материалы на их основе или композиционные конструкции, сочетающие в себе жесткость и прочность формообразующей основы с несущей способностью, низким трением и высокой износостойкостью полимерного композиционного материала.

Вышеуказанные обстоятельства определили выбор темы исследования, постановку его цели и конкретных задач.

В результате поставлена следующая цель - установление аналитических и экспериментальных закономерностей влияния нагрузочно-скоростных и температурных параметров трибосопряжения на интенсивность изнашивания двухслойных втулок и разработка на этой основе рекомендаций по повышению долговечности тяжелонагруженных узлов трения, работающих в различных эксплуатационных условиях.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) Разработать математические модели для расчета двухслойных втулок подшипников скольжения на прочность и долговечность с учетом термоупругих и трибологических характеристик.

2) Определить значения параметров физического модифицирования антифрикционного слоя втулки, в пределах которых процесс трения характеризуется минимальной величиной его интенсивности изнашивания.

3) Установить основные закономерности трения и изнашивания антифрикционного слоя втулок и определить влияние нагрузочно скоростных и температурных параметров узла трения на интенсивность изнашивания.

4) Осуществить выбор антикоррозионного покрытия тяжелонагруженных валов ПС в условиях повышенной влажности, обеспечивающего высокие антифрикционные характеристики с используемым АСК.

5) Разработать методику оптимального проектирования ПС на основе двухслойных втулок.

Основные выводы

1. На основе анализа конструкций подшипников скольжения сухого трения установлено, что наиболее перспективной в условиях больших динамических нагрузок и повышенной влажности является двухслойная втулка из композиционных материалов.

2. Разработаны расчетно-экспериментальные модели расчета прочности, термо- и износостойкости тонкостенной двухслойной втулкой подшипника скольжения сухого трения на основе антифрикционных самосмазывающихся композитов, учитывающие влияние геометрических и физико-механических характеристик слоев на его долговечность.

3. Предложена методика расчета на долговечность тонкостенной двухслойной втулки подшипников скольжения сухого трения, которая апробирована на примере балансира электровоза BJI-60 в условиях локомотивного депо станции Минеральные воды: после пробега 130700 км износ антифрикционного слоя составил 0,08 мм при расчетном значении 0,072 мм.

4. Установлены закономерности изнашивания антифрикционного слоя двухслойной втулки подшипника скольжения сухого трения с учетом влияния жесткости и толщины подложки на распределение контактных давлений.

5. На основе экспериментальных данных трибологических испытаний двухслойной втулки с АСК на основе технической ткани «Даклен» получено уравнение изнашивания, параметры которого использованы для расчета долговечности тонкостенных двухслойных втулок.

6. Для повышения износостойкости антифрикционного слоя оптимизированы режимы модификации технической ткани «Даклен» в плазме тлеющего разряда, что позволило увеличить ресурс двухслойной втулки в среднем на 18%.

7. Предложено антикоррозионное покрытие тяжелонагруженных валов ПС, обеспечивающее коррозионную стойкость и повышение долговечности сопряжений с используемым АСК в условиях сухого трения на 15%.

8. Предложена методика оптимального проектирования тонкостенных двухслойных втулок, обеспечивающая требуемую долговечность подшипников скольжения сухого трения при выполнении условий прочности и теплостойкости.

9. С помощью математического программирования подобраны оптимальные размеры слоев двухслойной втулки балансира электровоза и блока натяжения контактной сети.

10.По результатам исследований разработаны тонкостенные двухслойные втулки для подшипника балансира электровоза BJI-60 и блока компенсатора натяжения контактной сети. Результаты испытаний в локомотивном депо ст. Минеральные воды показали, что долговечность узла трения балансира повысилась в среднем в 1,8 раза. Блоки компенсатора натяжения контактной сети в настоящий момент проходят испытание на участки пути Туапсе -Шепси.

1. Александров В.М. О плоских контактных задачах теории упругости при наличии сцепления и трения// ПММ. 1970, Т.34, вып.2. - С.246-257.

2. Александров В.М., Бабешко В.А., Белоконь А.В. и др. Контактная задача для кольцевого слоя малой толщины// МТТ. 1966, №1. С. 135-139.

3. Александров В.М., Бабешко В.А., Белоконь А.В. и др. Расчет термоупругих контактных давлений в подшипнике с полимерным покрытием// Контактные задачи и их инженерные приложения. М.: НИИМАШ, 1969. -С.214-226.

4. Александров В.М., Губарева Е.А. Решение термоупругих контактных задач для цилиндрического и сферического подшипников скольжения/Ярение и износ. 2005. т.26. №4, С.347-357

5. Александров В.М., Клиндухов В.В. Контактная задача для двухслойного основания с неидеальной механической связью между слоями.// Изв. РАН. МТТ, 2003, №3. С.84-92.

6. Александров В.М., Коваленко Е.В. Аналитическое решение контактной задачи об изнашивании сопряжения вал-втулка // Трение и износ. 1987. т.8. №6. С.985-995

7. Александров В.М., Коваленко Е.В. К вопросу об изнашивании сопряжения вал-втулка// Трение и износ. 1982. т.З. №6. С. 1016-1025

8. Александров В.М., Чебаков М.И. Аналитические методы в контактных задачах теории упругости. М.: Наука, 2004. 304с.

9. Александров В.М., Чебаков М.И. Введение в механику контактных взаимодействий. Ростов н/Д: ЦВВР. 2005. 108с.

10. Анализ поверхности методами оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии/Под ред. Д. Бриггса, М.П. Сиха.-М.:Мир, 1987-600 с.

11. Андреевская Г.Д. Высокопрочные армированные стеклопластики. М.:Наука, 1966.-370с.

12. Антифрикционные самосмазывающиеся пластмассы и их применение в промышленности. М.: МДНТП, 1984. - 143 с.

13. Артамонов В.Н., Дроздов Ю.Н. Трибологические характеристики сферических шарнирных подшипников скольжения с самосмазывающимся покрытием на основе ткани// Вестник машиностроения. 1987, №4. С. 1014.

14. Ахвердиев К.С., Колесников В.И., Приходько В.М. Основы совершенствования тяжелонагруженных узлов трения транспортных систем: Монография.М.:Маршрут, 2005.-336 с.

15. Бабешко В.А., Ворович И.И. К расчету контактных температур, возникающих при вращении вала в подшипнике// ПМТФ. 1968, №2. С. 135137.

16. Барвинок В.А., Богданович В.М., Митин Б.С., Бобров Г.В. Закономерности формирования покрытий в вакууме// Физика и химия обработки материалов. 1985, №5. С.128-135.

17. Берлин А.А., Басин В.Б. Основы адгезии полимеров. М.гХимия, 1974. -391с.

18. Богатин О.Б., Моров В.А., Черский И.Н. Основы расчета полимерных узлов трения. Новосибирск: Наука, 1983. 214 с.

19. Богомолов В.А., Ишал В.А., Пахотин В.Е. Использование покрытий, наносимых на установке «Булат Зт» для повышения ресурса агрегатов.// Авиационная промышленность, №6,1982. С.57.

20. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение. 1984.

21. Вайнштейн В.Э., Трояновская Г.И. Сухие смазки и самосмазывающиеся материалы. М.: Машиностроение, 1968. 180с.

22. Вакула B.JI., Притыкин JI.M. Физическая химия адгезии полимеров. М.: Химия, 1984. 224 с.

23. Верещака А.С., Третьяков И.П. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями.-М. Машиностроение, 1986.- 192с.

24. Влияние углеродного волокна на свойства фенилона./ Свидерский В.П., Сиренко Г.А., Захаренко В.П. и др. В кн.: Применение синтетических материалов. Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1975, С.166 - 174.

25. Волин Э.М. Ионно-плазменные методы получения износостойких покрытий. М.: Наука, 1984.-20 с.

26. Ворович И.И., Александров В.М., Бабешко В.А. Неклассические смешанные задачи теории упругости. М.: Наука, 1974. 456с.

27. Воронин В.В., Цецехо В.А. Численное решение интегрального уравнения первого рода с логарифмической особенностью методом интерполяции и коллокации//Ж. вычисл. матем. и матем. физике. 1981, Т.21, №1. С.40-53.

28. Воронков Б.Д. Подшипники сухого трения. JI.: Машиностроение, 1979.-224с.

29. Восняцкий В.А., Ротер Е.А., Тетерский В.А., Тынный А.Н. Влияние высокочастотной газоразрядной плазмы на адгезионные характеристики политетрафторэтилена. «Физико-химическая механика материалов», 1976. Т. 12, №4, С.100-104.

30. Восняцкий В.А., Ротер Е.А., Тетерский В.А., Тынный А.Н. Физико-механические свойства политетрафторэтилена, обработанного в плазме высокочастотного газового разряда. «Физико-химическая механика материалов», 1982. Т. 18, № 5, С.64-70.

31. Галахов М.А., Усов П.П. Дифференциальные и интегральные уравнения математической теории трения. М.: Наука, 1990. 278 с.

32. Галахов М.А., Усов П.П. О расчете износа и толщины смазочного слоя в подшипниках скольжения с тонким вкладышем // Трение и износ. 1984. т.5. №2. С.239-250

33. Голубец В.М., Проуме В.Т., Шуйко Я.В., Врублевский В.В. Защитные свойства стали 40Х с покрытием из нитрида титана. ФХММ, 1983, №3. -С.105-106.

34. Горбаткина Ю.А. Адгезионная прочность в системах полимер-волокно. М.гХимия, 1987. 192с.

35. Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия. М.: Наука, 2001. 478 с.

36. Горячева И.Г., Добычин М.Н. Контактные задачи в трибологии. М.: Машиностроение, 1988. 256 с.

37. Дерягин Б.Е., Кротова Н.А., Смилга В.П. Адгезия твердых тел. М.: Наука, 1973.278с.

38. Дмитриев Б.С., Зиновьев В.М., Наринский Ф.И. Использование эффекта избирательного переноса для повышения долговечности судовых узлов трения. В кн.: Технология судостроения. Л. ЦНИИТС, 1973, №8, с.56-59.

39. Дроздов Ю.Н. Ключевые инварианты в расчетах на интенсивность изнашивания при трении // Машиноведение, 1980. №2. С.93-98

40. Дроздов Ю.Н. Прогнозирование изнашивания с учетом механических, физико-химических и геометрических факторов./ Трение и износ. 2002. Том 23, №3. С.252-257.

41. Дроздов Ю.Н. Прогнозирование изнашивания с учетом механических, физико-химических и геометрических факторов //Тяжелое машиностроение. 2004, №9 С.2-5

42. Дроздов Ю.Н. Прогнозирование интенсивности изнашивания трущихся тел на основе теоретико-инвариантного метода //Проблемы машиностроения и надежности машин. 1999. №1. С.28-35

43. Дроздов Ю.Н. Структура метода расчета на износ// Вестник машиностроения. 2003, №1. С.25-28.

44. Дроздов Ю.Н., Коваленко Е.В. О расчете долговечности цилиндрических опор скольжения // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1998. №4, С.55-60

45. Дроздов Ю.Н., Коваленко Е.В. Теоретическое исследование ресурса подшипника скольжения с вкладышем // Трение и износ. 1998. т. 19. №5, С.565-570

46. Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков В.Н. Трение и износ в экстремальных условиях: Справочник. М.: Машиностроение, 1986.-224 с.

47. Дроздов Ю.Н., Сорокин Т.К., Стадников Д.Н. Интеллектуальные системы оценки и прогнозирования ресурса машин// Трение и износ. 1992, Т. 13, №1. -С.122-128.

48. Евдокимов Ю.А., Колесников В.И., Тетерин А.Н. Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа. М.:Наука. 1980. -228с.

49. Зубов П.И., Сухарева JI.A. Структура и свойства полимерных покрытий. М.:Химия, 1982.-256с.

50. Иваночкин П.Г., Коваленко Е.В. Расчет изнашивания двухслойного вкладыша радиального подшипника скольжения // Трение и износ. 1990. Т.П. №4. С.622-629

51. Иваночкин П.Г., Колесников В.И., Флек Б.М., Чебаков М.И. Контактная прочность двухслойного покрытия при наличии сил трения в области контакта // Изв. РАН Механика твердого тела. 2006, №6, -С.216

52. Иваночкина Т.А., Флек Б.М. Оптимальное проектирование подшипника скольжения сухого трения // Новые материалы и технологии НМТ-2006», тезисы докладов Всерос. науч.

53. Инфракрасная спектроскопия полимеров/ Под ред. Дехант И. М.: Химия, 1976.472 с.

54. Ионно-плазменные технологии в электронном производстве./ В.Т. Бар-ченко, Ю.А. Быстров, Е.А. Колгин; Под ред. Ю.А. Быстрова. СПб.: Энергоатомиздат, 2001. - 332 с.

55. Истомин Н.П., Семёнов А.П. Антифрикционные свойства композиционных материалов на основе фторополимеров. М.: Наука, 1981. - 146 с.

56. Кестельман В.Н. Физические методы модификации полимерных материалов. М.: Химия, 1980. 224 с.

57. Клеи и технология склеивания. М.Юборонгиз, 1962. 262с.

58. Коваленко Е.В. К расчету изнашивания сопряжения вал-втулка // Изв. АН СССР. МТТ. 1982. №6. С.66-72

59. Коваленко Е.В. Расчет износа подшипника скольжения с тонким пористо-упругим вкладышем // ПМТФ. 1991. №5. С. 163-168

60. Коваленко Е.В., Евтушенко А.А. Износ подшипника скольжения с учетом тепловыделения от трения // Трение и износ. 1993. Т. 14. №2. С.259-269

61. Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин. М.: Высшая школа, 1991.

62. Колесников В.И. Теплофизические процессы в металлополимерных трибо-системах. М.: Наука, 2003.

63. Колесников В.И., Иваночкин П.Г. Расчетно-экспериментальный метод оценки долговечности двухслойного вкладыша радиального подшипника скольжения //Вестник машиностроения, 1990, №3. С. 13-15.

64. Колесников В.И., Иваночкин П.Г., Флек Б.М. Повышение износостойкости шарнирных подшипников для узлов трения подвижного состава. //«Mechanical Engineering Technologies 04» Fourth International Congress Proceedings, v.6.

65. Колесников В.И., Мясникова Н.А., Мигаль Ю.Ф. Антифрикционные композиционные полимерные материалы для узлов трения. //Вестник Южного научного центра РАН. 2004. №1.

66. Колесников В.И., Чебаков М.И., Иваночкин П.Г., Флек Б.М. Исследование прочности двухслойного покрытия при фрикционном контакте // Вестник РГУПС 2006. №4 с. 14

67. Коляго Г.Г., Струк В.А. Материалы на основе ненасыщенных полиэфиров. М.: Наука и техника, 1990. 144с.

68. Коршак В.В., Грибова И.А. Научные принципы создания антифрикционных пластмасс. В кн.: Фрикционные и антифрикционные пластмассы. М.: МДНТП, 1975.-С.5-15.

69. Крагельский И.В., Рубин М.Б., Зиновьев В.М. Протекторный метод подавления износа в морской воде. В кн.: Надежность и контроль качества. М.: Издательство стандартов, 1975, №8, с.49-55.

70. Краснов А.П., Тимофеев В.А., Чукаловский П.А. и др. Трибохимический подход к разработке антифрикционных высокоизносостойких композитов //Вестник машиностроения. 2005, №2, С.46-50

71. Кужаров А.С., Рядченко В.Г., Гречко В.О., Ковалев В.Н., Кириченко Л.П. Исследование триботехнических свойств различных текстильных структур на основе волокнистого политетрафторэтилена./ Трение и износ. 1986. Том 7, №5. С.945-950.

72. Кутьков А.А. Износостойкие и антифрикционные покрытия. М.: Машиностроение, 1976. 152с.

73. Ланкастер Д.К., Плей Д., Годе М., Веррол А. Р. Образование третьего тела и износ сухих подшипников на основе ПТФЭ волокон.// Проблемы трения и смазки. - 1980. - т. 102, №2.- С. 114-125.

74. Левшин Л.В., Салецкий A.M. Оптические методы исследования молекулярных систем М.: МГУ, 1994. 320 с.

75. Липатов Ю.С. Межфазные явления в полимерах. Киев: Наукова думка,1980. 260 с.

76. Майссел Л., Гленг Р. Технология тонких пленок. Справочник / Пер. с англ., Под ред. М.И. Елинсон, Г.Г. Смолко. Т.1 М.: Сов. Радио, 1977. -664 с.

77. Малков В.П., Угодчиков А.Г. Оптимизация упругих систем М.:Наука,1981.-288с.

78. Машиностроение: Энциклопедия / Под ред. А.П. Гусенкова, Д.Н. Реше-това, Ю.Н. Дроздова. М.: Машиностроение. 1995. т.1.4.

79. Машков Ю.К., Овчар З.Н., Байбарацкая М.Ю., Мамаев О.А. Полимерные композиционные материалы в триботехнике. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2004. 262 с.

80. Машков Ю.К., Овчар З.Н., Суриков В.И., Калистратова Л.Ф. Композиционные материалы на основе политетрафторэтилена. Структурная модификация. М.: Машиностроение, 2005. 240 с.

81. Механика контактных взаимодействий. М.:Физматлит, 2001.-672 с.

82. Павлова И.В., Колесников В.И., Евдокимов Ю.А. Исследование распределения температуры в тонкостенных металлополимерных подшипниках скольжения./Вестник РГУПС. 2001. №2. С.29-33.

83. Пашин Ю.А., Малкевич С.Г., Дунаевская И.С. Фторопласты. Л.: Химия, 1978. 232 с.

84. Перри Г.А. Склеивание армированных пластиков. Л.:Судпромгиз, 1962. -256с.

85. Петров Л.М., Бецофен С.Я., Дервук В.В. Формирование композиционных износостойких покрытий: состав, технологии, состояние подложки, структура.// Научные труды МАТИ, вып. 1(73), 1998, Изд. Латмэс. С.67-71.

86. Пластмассы и их применение в промышленности. Л.: Общество «Знание» ЛДНТП, 1984. 20 с.

87. Поверхность раздела в полимерных композициях / Под ред. Плюедимана Е.М.: Мир, 1978. 294 с.

88. Повышение износостойкости и сроков службы деталей путевых машин/ Ю.А. Евдокимов, А.К. Алферов и др. М.: Транспорт, 1985. 88с.

89. Погосян А.К. Трение и износ наполненных полимерных материалов. М.:1. Наука,1977.-138с.

90. Полимерные смеси / Под ред. Пола Д. и Ньюмена С.М.: Мир, 1981. т. 2. 540 с.

91. Полимеры в узлах трения машин и приборов: Справочник/ под ред. А.В. Чичинадзе. М.: Машиностроение, 1988. 328 с.

92. Поляк М.С. Технология упрочнения. Технолог. Методы упрочнения. В 2т. Т.1.- М.: «Л.В.М. СКРИПТ», «Машиностроение», 1995 - 882 с.

93. Пугачев А.К., Росляков О.А. Переработка фторопласта в изделия: Технология и оборудование. Л.: Химия, 1987. 168 с.

94. Раевский А.Н. Полиамидные подшипники. Расчет и проектирование. М.: Машиностроение, 1967. -13 7с.

95. Ремизов Д.Д., Бочков B.C., Брагинский В.А. Допуски и посадки полимерных опор. М.: Машиностроение, 1985. 208 с.

96. Салагаев Г.В., Шембель Н.Л. Основные принципы создания композиционных материалов для узлов сухого трения. В кн.: Фрикционные и антифрикционные пластмассы. М.: МДНТП,1975.С.22-30.

97. Самсонов Г.В., Голубева Н.К. Некоторые закономерности и механизмы окисления твердых тугоплавких соединений титана. ЖФХ, 1956, Т.ЗО, №6. -С.1258-1266.

98. Самсонов Г.В., Кулик О.П., Полищук B.C. Получение и методы анализа нитридов. Киев: Наукова думка, 1978. 315 с.

99. Самсонов Г.В., Эпик А.П. Тугоплавкие покрытия. М.: Металлургия, 1973. -399с.

100. Семенов А.П. Создание износостойких и антифрикционных покрытий и слоев на поверхностях трения деталей машин новыми методами.// Трение и износ, 1982, Т.З. -С.401-411.

101. Сирота А.Г. Модификация структуры и свойства полиолефинов. Л.: Химия, 1984. 152 с.

102. Скроул Роберт Л. Современная физика. М.: Наука, 1974. 230 с.

103. Солдатенков И.А. Расчет изнашивания покрытия в подшипнике скольжения при случайном нагружении // Трение и износ. 1990. Т.П. №4. С.615-621

104. Солдатенков И.А. Установившийся режим при изнашивании тонкого упругого покрытия в радиальном подшипнике скольжения // Трение и износ. 1986. Т.7. №4. С.452-459

105. Сорокатый Р.В. Анализ работоспособности подшипников скольжения при возвратно-вращательном движении. // Трение и износ. 2003 .т.24, №2 С.136-143

106. Стецькив О.П., Шкоропад О.В. О геометрии контакта упрочненных пар трения возвратно-вращательного движения и влиянии амплитуды колебаний на интенсивность их изнашивания./ Трение и износ. 1990. Том 11, №1. С.78-84.

107. Сычев А.П., Досов Л.Г., Сычев А.А., Флек Б.М. Антифрикционные композиционные материалы для тяжелонагруженных узлов трения подвижного состава//Композиционные материалы в промышленности. Ялта, 2004.- С. 307.

108. Теплый М.И. Контактные задачи для областей с круговыми границами Львов: Вища школа. Изд-во при Львов, ун-те. 1983.- 176 с.

109. Трение и износ материалов на основе полимеров /Белый В.А., Свиридё-нок А.И., Петроковец М.И., Савкин В.Г. Минск Наука и техника, 1976. 432с.

110. Трение и модифицирование материалов трибосистем.ЛО.К. Машков, К.Н. Полещенко, С.Н. Поровознюк, П.В. Орлов. М.: Наука, 2000.-280 с.

111. Триботехнические свойства антифрикционных самосмазывающихся пластмасс: Обзор информ./Госстандарт; ВНИЦ ГСССД; под ред. Сагалаева Г.В., Шембель Н.Л. М.: Изд-во стандартов. 1982. - 64с.

112. Усов П.П. Внутренний контакт цилиндрических тел близких радиусов при изнашивании их поверхностей // Трение и износ. 1985. Т.6. №3. С.404-414

113. Усов П.П., Дроздов Ю.Н., Николашев Ю.Н. Теоретическое исследование напряженного состояния пары вал-втулка с учетом износа // Машиноведение. 1979. №2. С.80-87

114. Фиакко А., Мак-Кормик Г. Нелинейное программирование. Методы последовательной безусловной минимизации. М.:Мир, 1972. 240с.

115. Фрейдин А.С. Прочность и долговечность клеевых соединений.1. М.:Химия, 1981.-270с.

116. Харрик Н. Спектроскопия внутреннего отражения. М.: Мир, 1970. 332 с.

117. Хатипов С.А. и др. Получение износостойкого политетровторэтилена путем радиационно-химического модифицирования в расплаве. //Тезисы докладов международной научно-технической конференции Поликом-триб 2005. Гомель: ИММС НАНБ, 2005. 43-44 с.

118. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. М.:Мир, 1975.-534с.

119. Хог Э., АрораЯ. Прикладное оптимальное проектирование. Механические системы и конструкции. М.:Мир, 1983. 478с.

120. Цвингер У. Титан и его сплавы. М.:Металлургия, 1979. 375 с.

121. Чебаков М.И. Асимптотическое решение контактных задач для упругого слоя относительно большой толщины при наличии сил трения в области контакта// ПММ. 2005, Т.69, вып.2. С.324-333.

122. Чебаков М.И. Взаимодействие штампа и двухслойного основания при наличии сил трения в области контакта// Экологический вестник научных центров ЧЭС. 2006, №1. С. 60-66.

123. Чебаков М.И. О некоторых особенностях контактного взаимодействия штампа и упругого слоя при наличии сил трения в области контакта// Экологический вестник научных центров ЧЭС. 2004, №3. С.23-28.

124. Черский И.Н., Богатин О.Б., Сокольникова Л.Г. Расчет эксплуатационных характеристик антифрикционных втулок и покрытий при «сильном» износе// Трение и износ. 1986, Т.7, №1. С.99-107.

125. Шевченко А.И. Ресурсосберегающие технологии для получения износостойких трибосопряжений// Триботехника на ж.д. транспорте: современное состояние и перспективы. Ростов н/Д, 2002. С. 18-27.

126. Шевченко А.И., Шевченко А.А. Получение многослойных пористых подшипников методами газотермического напыления// Труды 6 Междунар. Конф. «Пленки и покрытия». С.-Петербург, 2001. С. 151-153.

127. Электронная спектроскопия /Под ред. И.Б. Боровского.-М.: Мир, 1971. 493 с.

128. Энциклопедия полимеров. М.: Сов. Энциклопедия, 1974. Т. 2. 1032 с.

129. Энциклопедия полимеров. М.: Сов. Энциклопедия, 1977. Т. 3. 1150 с.

130. Catalog of Friction and Wear Devices: American Soc. Lub. Engrs., Park Ridge, IL, 1977. 554p.

131. D.C. Rikerby, B.A. Bellamy, A.M. Jones Internal stress and microstructure of titanium nitride coatings.// Surface Eng., 1987, v.3, #2, 138p.

132. Per Hedenqvist. How TiN coating improve the performance of high speed steel cutting tools. Surface and cutting technology, 41(1990), P.243-256.

133. Reklaitis G.V., Ravindran A., Ragsdell K.M. Engineering Optimization. John Wiley and sons, 1983,349p.

134. Sundgreen J.-E. Structure and properties of TiN coatings// Thin solid films 1985, v.128, P.21.

135. Surface analysis and pretreatment of plastics and metals. Applied Science Publishers. London and New Jersey. 1982.268 p.

136. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения»1. ФЛЕК БОРИС МИХАЙЛОВИЧ

137. ПОВЫШЕНИЕ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

138. ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ СУХОГО ТРЕНИЯ С ТОНКОСТЕННЫМИ ДВУХСЛОЙНЫМИ ВТУЛКАМИ0502.04 Трение и износ в машинах