автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.04, диссертация на тему:Разработка методов расчета и новых конструкций динамически нагруженных подшипников скольжения с источниками смазки

Г * 1

ищщчлтЯй;

5*п*йанСК0П ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ' ткмг ОС УД/. РСТВЕНН Ы П ТЕХИИЧЕСКИИ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи УДК 629.42:621.822.5

МУРАДОВ Захир Ахмед Огды

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА И НОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ДИНАМИЧЕСКИ НАГРУЖЕННЫХ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ С И СТО Ч Н И КА А\ И СМАЗКИ (на примере моторно-осевых подшипникоз скольжения локомотивов)

05.02.04 — Трение и износ в машинах

Автореферат

диссертации па соискание ученой степени кандидата технических паук

Ростоз-на-Допу — 1993 —

Работа выполнена в Ростовском ордена Трудового Красного Знамени институте инженеров железнодорожного транспорта.

Научный руководитель — член-корреспондент Транспортной академии РФ, доктор технических наук, профессор Ах-вердиев К. С.

Официальные оппоненты — заслуженный деятель науки и

техники РСФСР, почетный академик Транспортной академии Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Евдокимов Ю. А.

к. т. н., доцент Мордивин-кин В. А.

Ведущее предприятие — НПО «Новочеркасский элек-

тровозостроительный завод».

Защита состоится «2^» ■ . . в 10 часов

на заседании специализированного совета Д.063.27.03 при Донском ордена Трудового Красного Знамени государственном техническом университете: 344708, г. Ростов-на-Дону, ГСП 8, пл. Гагарина, 1, ауд. 252.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Донского ордена Трудового Красного Знамени государственного технического университета.

Отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью, просим выслать в специализированный совет по указанному адресу.

Автореферат разослан « /7 » . .'¿<2С'..р/ Кс'. . 1993 года.

Ученый секретарь специализированного совета, к. т. н., доцент

МИТРИЕВ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работн» Одной из ззапбйиих задач, стоащай пород иакиностроением и келезнодо'розннм .транспортом, является создание нозых и модернизация существующих иаиин, соответствующих мировому уровни. Зто требует зучпего использования существующих ¡лаиип и техники, лед в зно дородного 'подвижного состава, повышение веса я скорости локомотивов и поездов-. Такая постановка задач требует а том число дальнейшего соверпенствования узлов трения, гак как ■ составляя вссго 7-8 $ от' общего веса машш, они являются причиной 60-75 % случаев выхода их из строя. ■

Моторно-осевыо подшипники .(МОП) скольаения тяговых электродвигателей локомотивов являв?ся динамически нагрупзшшми узлами трения, от которых з значительной степени зависит безопасность двизения, эксплуатационная надбаность, объем технического обслуживания и текущего ремонта в лннойных предприятия:: ППС, накрэ-шшгннв пробеги и района всего коласно-ноторного блока (КУБ).

На отдельны:: дорогах число отказов тяговшс электродвигателей, вызванное неисправностями ПОП п систсгл их сказки, достигает еак-сииольного количества (до 30 Основными причинами непланового ремонта КМБ локоыогивоп являются:'лорэграв н задиры вкладышей !]0П, недостаточная подача кидиоП смазки в зону трения ыаслоподэв-циня устройствами, низкая нооувдя способность нижнего вкладнвэ МОП» низкая несуцая способность масляного клина, особенно прл. высоких скоростях двиаония локомотивов из-за ограничения кзлня-лярннг сил наслоподавцих магор::алоз, недосгагочнпя под.т:г! cütjaim в зопу трения боковшл! поверхностями фитильной пряки и некоторые другие. .

Вишеназванныз недостатки ЙОП значительно сократит сро:: слун-. бы но только саыих подаишшков, скольжения и систем их с::аз;сп, но и всего КМБ локоиогизов. Б качестве примера мосно показать, что с увеличением радиального зазора меаду вкладышакп 1,ЮЛ вертикальное ускорение тягового электродвигателя и осевого рэдукгорз в несколько раз превышает допустимое значение, а износ сопряженных деталей тягового привода и всего КМБ резко увеличивается, что приводит к изменении иехцентрового расстояния.

В МОП сущзствуввдс сисзсш смазки (кроне циркуляционной) обеспечивают: при низких скоростях движения локомотива кратковременный полужидкостный, при часовых скоростях движения - грзнич-

ный, при высоких скоростях движения - безсмазэчный режимы трения. Яри полужядкостно'м ¡режиме трения большая часть смазочноЯ жидкости выбрасывается из зоны трения в неотработанном виде. В рекимо сухого грбния работа МОП резко ухудшается, что приведи! к превде-вреыеиному выходу из строя подшипников»?» узла, чю указывав! на низкую работоспособность существующих систем смазки.

Поэтому повышение эксплуатационной надежности и долговечности динамически нагруженных подшипников скольжения с источниками .смазки (на примере МОП сколшвния докоыотивов) связано с обаспе-нанмем в них постоянного и гарантированного насляного клина.

Цель работы. На основе изучения конструктивных особенностей ЦОД сколккения локомотивов, их реташов работы и результатов эксплуатации разработать методики расчетов гидродинамического давления Б иоддопнивдХ скольжения с источниками смазкк, ыётодики расчета установившегося движения иидрх смазо^ в цилиндрических капиллярах капиллярно-пористых тел с учетом тепловой энергии, разработать и исследовать оригинальные схемы акладывйй МОП и. системы их смазки.

Задачи исследований:

1. Учитывай взаимовлияний динамических процессов, протекающих на фракционном контакте, проводить комплексное исследование

. работоспособности динамически нагруженных подшипников скольжения локомотива с источниками смазки.

2. Разработать методику прогнозирования работы подшипников сколь-зсекия с источниками смазки, выполненных на поверхности одного из вкладаиой.

5. Разработать пэрвичнув конструкцию вкладышей МОП локомотива с организованной капиллярной системой (ОКО) смазки. Разработать методику расчета установившегося движения жидкой смазки по цилиндрический капиллярам капиллярно-пористых тал с учетом теплообмена. 5. Разработать конструкцию МОП скольжения локомотива с микропористыми пробками и ОКС смазки. 6,, Дровести качественный анализ ОКС сыазки. 7. провести комплексные исследования работоспособности О КС сиаз" ки в лаберагораых уоловиях, иоделирующими реальную ОКС, *юрьи-руя в шрэких диа/шзонах плотность наполнения оболсч/еи с эяеехвчншм канилдярно-дористыми телаыа, вязкость *яцких еыа-'зок.

8. Провести комплексные исследования работоспособности МОП сколь-кения локомотива с ОКС смазки в лабораторных условиях, моделирующими реальный МОП с ОКС смазки, варьируя в широких диапазонах значения частоты вращения вала соответствую®« реальным, вязкости масел и количество источников смазкк для установления взаимосвязи полужидкостного и граничного, масляных слоев между двумя цилиндрическими поверхностями и количеством СХС, закрепленных на поверхности подшипника. ;

9. На основе проведенных модельных и натурных испытаний подшипников скользания при наличии источников смазки разработать серийные конструкции МЗП с ОКС смазки к ЛОП о микропористыми про<5каыи и ОКС омааки.

Научная новизна работа. Разработана мегодика прогнозирования работ подшипников скольжения о источниками сказки, выполненных на поверхности одного из вкладшей. . 4 ■

РаараДогаиа схема вкладышей Ш1 скольжения локомотива и системы их сказки (взриаыг I).

Разработана методика расчета установившегося двикония сыазки в цилиндрических капилпирах катгллярио-пористых тел.

Разработана схема екдадышой МОП ополчения локомотива с микропористыми пробками и ОКС Смазки (вариант П).

В лабораторных условиях установлены основные факторы, влияющие на работоспособность эластичных капилларко-порисгых тел ОКС ' смазки.

В лабораторных условиях" .установлены основные эксплуатационные факторы, влиявшие на работоспособность (¿ОН скольжения локомотива с источниками смазки.

Подучена зЭЗисимость изменения температуры награда вклады-ией МбП и текпзра$уры нагрева ого колесной пары с учегок 5 алло- ■ вой энергии отводимой из зоны грения в жидкув. сыззху и эласгич--ньш капиллярнэ-пористым телам ОКС сыазки.

Определены виды изнашивания рабочих поверхностей вкладаией НОЯ локомотива.

Разработаны серийные конструкции МОП локомотива с ОКС сказки и ИОЛ локомогива о микропористыми пробками и ОКС сказки.

Практическая ценность. Разработана методика прогнозирования ра<?с*ы пояуияйиков'с^ол&яазнщя с источниками смазки, выполненных нз Пв&зрхлости одного из вкладышей.

Разработана ил-одика расчета установившегося движения жидкой

сыазки в. цилиндрических капиллярах капиллярно-пористых тел с учетом теплообменаг

. Разработаны схеыэ и конструкция МОП ркольгения локомотива с ОКС смазки (Полонитольное-решение ВНИИГПЭ от 15.10.91 г. по заявке К 4950507/2? оз. 27^06.91 г. о: выдаче патента РФ). :

Разработаны схеиа и конструкция МОП сюзлькрния-. локомотива с шисропористьши пробками п ОКС сиазки ( Полоацтолыюе роыоние ВИИИГПЭ 01 08,01.92 г.^по"зеллке4,9^0500/11. Oï 29.03.91 г. о"-, выдача пи eus а Р<5). y'.--'./'■■ ■/• '-"-Y'y''•"'*■

Даны практический рекомендации по замене сорийних ЦОП сколь-. еонйя . локоиотивов на ЦОП •с^содь'ррШЯ- локомотивов с QKC сиазки i; на Lion скоркаикя ; яокрио.гквов-'С .ыакрояЬрлСгыглиг nçocficoun ОКС : " сыазки, . ■■. '•- ■■".■■ •..' ■'■ ",'■"'- ""• •'..-Л. •

•• Реализация рабоай, :ре1соксндовайц и-доедрвавв' иовш, хонарЦк--ции вкладыйзй НОЙ:' с àM'wBÏàifà 'uaKpompmswu вррбтцц. ОКС. оиазр! :влок1''род6аоэ'BPXQ v .£385. jia.''F06é0№t6ù..?npiuè0b030r..' . peuoiiriipii з'здодо liu. s.pp' "йотй^кдесю^'элекгро-

зозо строит еглццй; Ниноралкше воды . •

Севорр-Каврзснюй EeBasuoiÎ/.àpprp».; -Y../.'- ' Л'-" :'•: .

Роаль'цый -экбнрцдаерйкй а^ака,■.цо^чс^й. 0£ внедрения. консг-. рукции -КОП скольвения jipiîoiîpsaEa с ОКС онавки £;Ц0П скольхенипV локомотива}9/икв^цорйра^^лробкаиа-. в 0KÇ сиазки сосгавил V 50652,92 руб/н.а один •элакгроврз в;год. • '" ' • - . ; . ..' v .

: Апробация" работы.'--'Основные положения диссертационной работ докладывались на; ;£й.вЬо^'аИо.И-А8учнр^гвзад|'»9скрй. конференции "Состояние ^перспективы ;ра'звигип электровозостроений ■ стране", г.Новочеркасск, 1991; УП' Всесоюзной, научно-гохничесКсЛ конференции. "Состояние'-ir паропективы раавития ¿лекгррвозостроения в огране", г.Новочеркасск, 1991; УШ научно-гехническрй конференции "Проблемы иеханйки келезнодорохного транспорта, Динамика, прочность а надежность подВигшого состава","Днепропетровск, 1992 г.

Публикации. По теие дйссвртациц опубликовано 5 работ, получено 2 полоаительных решения ВНИИГПЭ от 15.10.91 г. и 08,01.92 г. по заявкам te 4950607/27 ОТ 27.06.91 г. J& 4940500/11 от 29.03.91. Слисок указанных работ приведен в-конце автореферата.

Объем работы. .Диссертация состоит из введения, пяти глав, обидах выводов, списка использованных источников, включающего 164 работы отечественных и зарубежных авторов, изложена на 237

страницах, иллюстрирована 53 рисунка««, оодорзнг 24 таблицы и прилог.сшия на 28 страницах.

Автор выраяаог глубокую благодарность члзк-корроспондощу Академии Траиспорга Российской Федерации д.т.н.» профессору Шаповалову В.В. за консультации при рабою над диссоргацлзй.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой глава рассмотрены конструктивные особенности МОП сколвкония локомотивов, их режимов работы и результаты эксплуатации, лая анализ основных систем смазки подшипникового узла тяговых злакгродвигаталей локомотивов, показаны достоинства и недома гки этих СИСТвИ С1ШЗКИ.

Разносторонний изучением МОП скольгеяия голлозозоз и электровозов запинались ггзкиэ специалисты и ученые в области локо-иогивостроения как Миноз Д.К., Недель Б.В., Азаренко В.А., Беляев А.И., Рыбников Е.К., Германов А.Я. и другие. Однако, в большинстве случаев зги исследования проводились с точки зрения увеличения долговечности тяговых приводов, при незначительном познаэйии надежности и работоспособности саиих МОП скольжения и систем их смазки. Поэтому з целой вопросы разработки новых конструкция МОП скольжения дококотимв с источниками смазки и методика прогнозирования рзботц этих узлоз трения не исчерпали.

Обгорная информация позволила установить, что наиболее перспективным является создание конструкций КОЯ локоиотивол с уно-го-источниковой системой смазки, позволяющих'получить пряеклп-цыз, для этого узла трения режимы работы, а именно: полукидкост-ного и граничного ренииоз трения с полный прекращение« у1ечки иеотработанной смазки из рабочих горцов вкладышей "ОП. Установлено, что существуйте системы смазки МОЛ скольжения локомотивов обеспечивают кратковременный полухидкосгнай, гракичкиЯ и сухой режимы трения, что приводит к виходу из строя данного узла трения (рисЛ).

Обзорная информация позволила установить, что помимо разработки принципиально новых конструкций зкладьшой МОП и система их сизэки, необходимо разработать иетодшеу прогнозироланкя работы подобных узлоз трения.

На основании обзора литературных данных и анализа информации поставлена цель и определены задачи и ословнцо направления исследований.

Piic.lv йиаграиае рвшюв трвккй- в подшипниках скодьхонвд. •

1 - грение насказанных поверхностей;

2 - гренке при граничной и долужидкосгиой ■ . саазка;

; 3 - грение при Жидкостной смазке

Во -второй, глава представлен основной теорагцко-эиспарииеиталь-

НЫЙ метод ПОСГрОвНЙЯ уиеНЬшеНИЫХ'ЙОДОЛ'ой ПЭДИИПИШСОВ СЙОЛЬКЗИИЯ с

источниками смазки,, совершающих вращательное двиаениа и их оптимизация. Проблекаи рёиамл триоЪто)шйчо.ских .задач с применение« uo-10дои*физического.подобия ir иодблирозашгя посдещеии работы Брауна ЭЛ., Евдокимова JJ.A. Чйчйнядзз A.B.., Шаповалова 3¿ В. Рабоги этих авторов йри проведении. лабораториях исследований линанйчос::н кагруяеншк подшипников скольионип являются вполне прпомяш1ш<. Поэгону, все лабораторные исследования процессов зренияt изнашивания ii смазки динамически н'агрузднннх яо-яоияйивоа .етмишшиг а- исхофяшшк сиазки основывались, ii.á. основных положенияхótísx работ.'" . .

В третьей главе раЬсцатриваагся- разработки прогнозирований работы дииаш1чсс1ш. нагруаепвдс подклшшпсоа скольззаия' 0. источниками сиазки. .'•■.'. -V' V

Задача о гидродинамическом 'расчета 'йодпиппйха конечной длинно ■ иемчййкэии. егмзнй репзаз в'полкавйяой зшэзко п р'зеоте- Никпги-' на Д.К. *'.Лхвэрдирвз К*б»'•Рвавнйа;:>т0Я' ¡через нодифи-

цировашще- функции Бессзлп а комплокскбц .jopa а. Это в- значительной . сегпшп!-затрудняет провести чвелакаыП анализ основных характзрис-238 под1згаШп{з с цель» прогнозирования.нздзаного .разима'padorii данного узла грошш. Поэтому зга • задаче решатся ^"аинаЯноЯ постановке г; нойдонеоо 'реысниа лозэоллаг прогяозаровзгь -осноэны?. харзкяаристи-::.•! МОП i - -. ' ■ ' ' '•.'• . •

■3 начале л збздй постакозкё' расеаатравалась ~адача' об устано-suBaáucff движении сиазки «заду, кругогшгайпоа радиуса Q. и носо-ееным круговом'нодцяпкииои. радиуса, ß и длины zt . •: (р::с.2).

. Пусть гошйпкяк находится в' покоа, а шщ эра-ад егся вокруг "своей оси с- пэсгэянноП угловой скорастз» LO . Танпарз^уру. сяззки a влз-■сэсть оо счйГЗлк лосгоннмкзи. ■ .

Начало цйлшуричйсШ систешг координат 3 , Q S' лоыбети-ли на оси подш;гшш;а а средней сечзнлн. Заь.- Q¿ü паярззляли по оси шипа, соь - по линии цантроэ з арвднвгг ссченяи подиияаи-

ка в сторону наибольшей толчки« емазочнэго елок, 3 oes OlJ -перпендикулярно оси QCC. га;:, чтобы она получилась путей поворота sen QrZ на прямой угол а сторону зро^анкя зала. Тогда поверхность ß-эла и по^аиппико опрздадяйгея уразнен'лям:

2 ('¿¡ля сжяа) п

\ryS71 Т7777

,1 г-

\ <.....

Г7

Рис 2. Схема подшипника конечной длины с источником смазки

У

Рис.3. Схема подача смазка через малоо отверстие я сродном ссчокии подшипника копанной длины'

V ■

1*0

РксЛ. Схема подачи смазки через малых отверстий, '. , расположенных в один ряд на пересечении

подшипника конечной длини с плоскостью 5=0

. , где ~ эксцентриситет.

В цилиндрической системе координат такая задача сводится к интегрировании системы уравнений Кавье-Сгокса

дР' п д2Р_ / дР' дЪ ~и> "7«* ДО '

о?- аш п

С ау

■ ч-

при следующих граничных условиях

и=0. (наиипо),

И-.-сФфЛ)., №6. прк г4{<+и)

(на подшипнике) (3)

Решение задачи (2) и (3) находится путем непосредственного интегрирования и получаем уравнения для гидродинамического даз-

_шаёЖ^.8фн)ф(в,г) (-.)

£ 6в . ;

Решение уравнения (4) ¡нцется з виде .

где роаение, соответствующее плоской задаче;

Лрешение, вызванное конечностью подшипника и влиянием источника смазки. Функции J' и р находятся в виде рядов по степеням б .

Определены воздействия смазки на шип, главный и добавочный моменты пары трения, расход жидкой смазки через источники смазки, выполненных на поверхности одного из вкладышей подшипника.

А 9

"Л'

шут г

-ф—сьф

ф о ф

Ш222

77777Л

г

г*-А

Рис.5. Схема подачи смазки через несколько малых отверстии, расположенных в два ряда на пересечении подшипника конечной длины о плоскостями и

ш

22223

0

Рис.6. Схема подачи сиазки через отверсгия втисло подшипника конечной длины, иыеоцвс форму прямоугольника

Рис.Тс^фики.зависимости,функций ф и$¿(8)

Созданы условия заполйения малого за'зора о жидкой сыазкой ; -при (б)

В качестве примера определения воздействия смазки на пип рассматриваются случаи подачи жидкой смазки в зону трения через* малое отверстие (рж*»3) я средней сечении подиилника, через малые отверстия, расположенных в один ряд на пересечении подшипни-; ка с плоскостью сЬ —О (рио.4), чераз несколько малых отверстий, расположённых в два ряда на пересечении.подшипника с плоскостями $ = и (рис.5), черва отверстия, выполненные на по-

верхности подшиаййка, имеющие форму1 прямоугвльника (рис. б).

Графики функций : фд (&) . представленные на

рио.7, близки к параболам, что очень хороаб отображает действие - тельнув картяну течения сиазки в трубах прямоугольного сечения.

: В данной глава твкжэ дается, разработка ыотодикй расчета установившегося движения жидкой смазки в цилиндрическом капилляре . капиллярно-пористых тел о учетом теплообмена.' ' ;

В динамически нагруженных-подшипниках скольжения источниками смазки вацноо значение имеет отвод тепловой энергии из зоны трения непосредственно в жидкую смазку й маслоподащиы материалам. 'Схемы отвода тепловой энергии из зоны трения непосредственно в жидкую смазку и эластичным капиллярно-пористым телам применительно к системе сиазки МОП локомотива приведены на.рис.3.

В общей постановке рассматривается течение жидкой смазки в цилиндрической пористой трубке различной длины с непроницаемой внешней станкой. В. радиальном направлении пористая трубка иаоаг переменную пористость. Внутри цилиндрической пористой трубки . вместе с эластичными капиллярно-пористыми телами размещены в осевом направлении металлический стеркень для отвода тепловой. .энергии из зоны трения в жидкую смазку и к капиллярно-пористым телам.

Направляя ось цилиндрической системы координат $

вдоль оси подстой трубки-и исходя из приближенных уравнений, , описывающих течение зидкой смазки в цилиндрическом пористом теле, уравнения притока тепла и уравнения теплопроводности

М/ <?г/ Мл а*:)

Рис.в;,' Схоиы отвода тепловой энергий из зоны трения "капиллярно-пористым телам: а) вариант I; б) вариан! й

7/ el-t.fr Ж- к даГ1

чдг * дя уфдз Щ • ;

при следужцих граничных условиях ■ . '■

? Т- Т пр» ..■■'.•

(8)

с

Решение задачи (8), + (9) находится путем непосредственного интегрированияг^В конечном счете определяются температура нагрева капиллярно-пористых тел, теплоотводящих элементов и расход ' кидкой смазки через-любое сечение.цилиндрической, пористой трубки с учетом теплообмена>.

' В четвертой главе представлены разработанные новые схемы, вкладышей МОП локомотива и системы их смазки (Положительные решения ВНИИГПЭ 01 15.10.91 г. и от 08.01.92 г. по заявкам II» 4950607/27-от 27.06.91,г. и Й. 4940500/11 от 29.03.91 г. соответственно), яачественн- •} анзлиа ОКС'смазки, результаты лабораторных исследований влияния существенных факторов на';работоспособность ОКС'смазки, -результаты лабораторных исследований в/ия-ния существенных факторов на износостойкость и на работоспособность, динамически нагруженных подшипников смазкой.В качестве, существенных факторов,.влияющих на работоспособность ОКО-смазки,, выделены: расход жидких смазок с ОКС; высота подъема аидких"смазок в цилиндрических капиллярах эластичных капиллярно-пористых телекс; средняя линейная скорость движения жидких сыэзок в цилиндрических капиллярах эластичных капиллярно-порисгих ¡газ ОКС;' фактический объаи жидких сиазок, поступающих,2 малый,зазор с помощью ОКС сыззки. :. *

I Для исследования в лабораторных условиях влияния выбранных факторов на работоспособность ОКС смазки быд проведоикдуостосн-ный анализ эзих факторов.-'

Проведенные качественные анализы и лабораторные исследования

/г длйсмолки МОЛЛ* '.'■'2- длР СназниИШтЗ'у :. 3-ШСмазки ■щ

■-■¿У-','; ^ о I у^ г'. I

-"'¿г.'

.„. - ■ - ,1 го. Ш/7Р ¡0

. Рис.Э. Обобщенный графики изменения расхода ендкоЙ

смазки с ОКС в ззвисимоии 01 ПЛ01Н0ИИ

наполнения оболочек нитямифитильной пряял

ОКС смазки о применением различных марок индустриальных смазок, ^применяемых для смазки рабочих поверхностей вкладышей МОП лоКо-•гмотивов, позволили установить, что с увеличением числа единичных, /капилляров в оболочках ОХС начинается процесс сужения воздушных . капилляров до такого состояния, что проходимость вязких асидкоо-..'•гей отановится затруднительными, (рис.9),: Однако, при этом процесс ,4 сужения воздушных капилляров ке прекращает процесса пропитывае-мости' эластичных капиллярно-пористых тел , а лишь замедляет дан-"."!ный процесо. Самой лучоей пропитываемоотью обладает индусгриаль-' ,.ное масло И/»ОА"Л", а в зимний период индустриальное, масло И30А"3". ..Поэтому, для увеличения средней линейной скорости, движения жидких > смаэок по воздушш капиллярам Оке.;« впоследствии'^улучшения дру-; тих факторов, влияющие на работоспособность сиотем'смазки МОП. Г локомотивов явдяетоя отвод тепловой эиергий из зоны'' трония в '. ;¡сидку» смазку и эластичным капиллярно-пористым телам ОКС. ' ,

При проведении лабораторных исследований влияния сущеотвен-; .,■ ных факторов на износостойкость и но работоспособность, МОП сколь-г ;:,-хеиия .локомотив^ с ОКС смазки были выделены сл&дуювде параметры:; "линейный изноо А , число масдоцодащих отверстий П. , теипе-"Хратура вкладышей'подшипника Т температура теплоотводяцих

• элементов 7/ . » удельная нагрузка на подшипник. /\/ ,' скорость скольаения , вязкость омээочыкх материалов * В качестве выходного параметра был принят линейный износ Д .

. .' Режимы нагруаения подшипников определяются условиями экс-:плуатации МОП скольжения тяговых'электродвигателей, локомотивов. % - .Проведенный анализ, в лабораторных условиях МОП скольасена:' • локомотива с ОКС смазки позволил установить, что опытная конст-■ рукция системы смазки вкладышей МОП дает возможность полностью устранить утечки масла из рабочих торцов вкладышей, температуры " вкладышей ниае, чем в 0,5+1,5 рдза, износ рабочих, поверхностей

фаббипюго слоя в 1,75 раза. Отвод тепловой анергии из зоны '. ния и передача ее непосредственно в яидкую смазку и эластичным ; капиллярно-пористым толам с помощью,твплоотводяцих элементов ОКС , сказывает благоприятное влияние ае ускорение движения жидкой смазки^по воздушным капиллярам ОКС и способствует повышению ивсу-

• сЬр'йобнооти мзечяного слоя при граничном .р^даме трения, "

: ;<'',. Пятая главд посвящена проверке розул^хов'тейретических и лабораторных .исследований на б»вндй и а эк^^атацки.

Выбор оптимальной конструкции МОП скольжения локомотива'.'* источниками смазки иа ряда разработанных и испЦганнадк Ааборй-

Ji

{- серийных МОП ■2-опытных МОП

'1-оси колесной поры ..4 - тшопередоющих алрмрытпк Р <3

"^jT

———

-

■ [-- \

уг

О ... iOQ . 200 300 т 500 600 Об/мин.

■ ■ ■ '' • п ■ ' У -V. -Рис.10. Изменение температуры нагрева элементов ыоторно-• ' . осевого подшипникового узла тягового электродви-• • гателя H64I8K6 электровоза ВЛ80С в зависимости от частоты вращения оси колесной пары: з - жидкая сыазка М0А"Л"; б-жидкая сыэзка И30А"3"

•Fue.II. Серийные конструкции Й!0Я скольжения локомотива:

а) с ОКС смазки; ú) с микропористыми пробками и ОКС смазки: I - ось колесной пары; 2 - верхний вкладыш ПОП; 3 - нижний вкладыш ИОП; 4 - ocios тягового электродвигателя; 5 - крншха (масляный резервуар) УОП; 6 - болт; 7 - апонка; 8 - микропористые пробки; 9 - нитки фитильной пряхеи; 10 - оболочки; II - тагйо-слеодящис элементы; 12 - теплоохводящие кольца;

15 - регулировочная гайка; 14 - окно; Г> - кршжц

16 - прокладка; 17 - болт; 18 - коническая пробка

горных условиях был проведен на .основе работоспособности систем смааки. В качестве частных параметров были использованы хемпера-тура нагрева вкладышей серийного я опытного ПОП, течпература нагрева средйей части оси колесной пары, утечка смазки из рабочих торцов вкладывай серийного й опытного ЦОП локомотива«расход . кидкой смазки из масляного резервуара сисхемой смазки серийного и олызного МОП, «емпврагура нагрева хеплоохводящих элеыенхо'в ОКС сыззки.воличины линейного износа рабочих поверхностей вкладышей серийного и опы4ыого 8(Ш лойоно*ива, а также конструктивные и Евхдологичоскио факхоры/РезульхатЫ стендовых иопыханий в виде графячезких завйсвмоо?о8 дрввэдены на рар.ХО» . .

Однако, в зсода проводевш е*сэд<?вых йсшваиий ИОЛ скольиепия локсиогива о исхочадкатз оыазкя была вцявлряд коистру1и!ивцых и технологических нвдосхахкш раэрабогаиаойвоиохрушуш. Поэхрцу с учетов выявленных недобхайкря УОП.скогцгюныя^'-о йсточникауй .. сыазг.гг разработав серийные конструкции МОП скэльвония■ локомоги-ва: в двух гараанх-ах {рис.II а,С). > , - ■

'. I. Ш)Л сьрльшшя локомохкна'осмазки (вариант!).,

2. ПОП скольазцпя лококохгаш с шИсрокорйогыми пробками и ОКС . сыашш (вариакт'Я).

Проведенные испытания .показали, чго раэработаина... конструкция МОП скольнения>локомотива с-ОКС сиа'зк'п ло сравнения с соркй-ныииМОПлокомогива является работоспособной,- таКкак разрйбохаи-. ные конструкции ПОП локомотива спипойг ианорпар грония'а 2,? раза, а температура награза вклады к ей ЫОй' спиваемся в 1,2 раза, расход гхидкой смазки снижается от 60-65 % до .'18 % г'а 100 ч работы киБ. ..•■

• •. .. ' основные вывода

• I. На основании анализа конструктивных особенностей ЦОП скольае-ния локомотивов, их рагимов работы и результатов эксплуатации установлено, что существующие системы смазки'вкладывай МОП о^еспечивавт (кроме циркуляционной системы сыззки) кратковрз-иешшй полувдкостный, граничный -и сухой ражимы смазки, что сни*аат оабохо'рпособ'ноеть данного, узла Гранин. 2. Разработана меходина расчета гидродинамического даадоиия в подшипниках скольжения при наличии источников смазки различной конфигурации -на поверхности одного из вклзмниэй юьыяпика.

3. Найдено условно полного заполнения зазора жидкой смазкой между валом и вкладышами подпипника».

4. Разработана ыэтодика расчета несущей способности подшипника скольжения с различными количествами источников смазки, выполненных на поверхности одного нз вкладышей подшипника.

5. На основе разработанных методик прогнозирования работоспособности динамически нагруженных подшипников скольаония с источниками смазки проанализирован надежный режим работы МОП скольаения элактровоза с шюгонсточниковой сиазкой.

6. На основании анализа конструктивных особенностей МОП сколь-копия локомотивов, их рёжимов работы, результатов эксплуатации и на основании методики прогнозирования работоспособности динамически нагружённых подшипников скольжения с источниками смазки разработана схема вкладышей МОП локомотива и их системы смазки'(Положительное решение 2НШШ1Э от 15.10.91 г. о выдаче патента РФ по заявке № 4950007/27 от. 27.06.91 г.)

7. Разработана методика расчета установившегося движения 'смазки • в цилиндрической капилляра капиллярно-пористых тел с учетом ' теплообмена. С помощью данной методики расчета определены влияние тепловой энергии на работу подшипника скольжения и

на рао'отоспособность системы смазки МОП- скольжения локомотива.

8. На основании анализа конструктивных особенностей ЙОП скольжения локомотивов, их режимов- работы, результатов эксплуатации и на основании методики расчета усгановивиэгося движения смазки в цилиндрической капилляра капиллярно-пористых тол с учетоа теплообмена разработана схема вкладышей ЙОП скольжа- ' иия локомотива и системы их смазки (Положительное решение ' ЕНИИГПЭ от 8.01.92 г. о.выдача патента РФ по заявке

Й 4940500/И от 29.03.91 г.).

9. Определены факторы, в наибольшей стапбни влияющие на рабого->. способность разработанной конструкции системы сказки, представляющие собой наклонно расположенные цилиндрические ОКС:

- плотность наполнения оболочек эластичными капиллярно-порис-хими телами;

- средняя линейная скорость движения жидкой смазки в цилиндрических капиллярах эластичных капиллярно-пористых тел;

- максимальная и оптииальная высота подъема жидкой' смазки по цилиндрическим капил/ярза эластичных каяиялярно-пористы* те/ ^

- фактически ойъвм жидкой смазки, подаваемой б зону трения

эластичными капиллярно-пористыми телами. . 10. Определены факторы, в нзибольсей степени влияювдо на работоспособность динамически нагрукенных подшипников скольевния с источниками смазки. IX. На основании сравнительных.испытаний серийного КОП и опытного ЦОП сколькения с ОХС смазки электровоза БЛ80С установлено, что даибольнуо долговечность имеет ЦОП сколькзния локомотива с ОКС оыазкя. По сравнению с серийной конструкцией ЦОП электровоза износостойкость рабочих поверхностей вкладышей опытного МОП с ОКС смазки увеличилась в 2,7 раза, полностью устранена уточка неотработааной кидай смазки из рабочих торцов вкладывай, температура нагрева вкладышей снизилась в 1,2 раза..

12. На оснований полученных теоретических исследований опытного испытания 202 локомотива с ОКС смазки разработаны конструкция серийного "¡¡ЮЗ скольнения с регулируемой ОКС смазки" и конструкция серийного "МОП сколькенкя с микропористыми пробками и регулируемыми ОКС смазки". 15. Результаты исследований и разработок методики и рекомендации внедрены в'используются ка Ростовском-на-Дону электрозозоре-моптеом заводе им. Е.К.Лонкна, НПО "Новочеркасский электровозостроительный завод", Шшерало-Бодском локомотивном депо Сэверо-Кзвкззсвой келезной дороги с реальным экояоыическим аффектом 50652,92 руб. на один электровоз в год.

Основные пологения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Шаповалов В.В., Ахвардиев К.С., Иурадов З.А. Повысенио надежности моторно-осевых подшипников скольаения локомотивов. Деп. в ЦШГЭИ ШС, Ш б, 1992, с.56.

2. Шаповалов В.В., Жбанов А.В., Мурздов З.А., Огли Д. В. Метода исследования собственных триботехнических и трибоспекхраль-ных характеристик пар грения //Тез. докл. УП Всесоюзной науч.-тех. конф. "Состояние в перспективы развитая электровозостроения в страна" - Новочеркасск, 1991, с.159.

3. Ахвердаев К.,., Ыурадов З.А. Гидродинамический расчет лод-сшшиков скольжения с источниками смазки. Деп. в ВИНИТИ, per. te 394.7. - 691, 1991, - 28 с.

Ахгордиев К.С., Уурадов З.А. Гидродинамический расчет

ыогорно-осааыз: подшипников скольпэния электровозов с; подачей сназки через несколько'малых отверстий//Таз. докл. УП Всесовз-йой науч.-тех. конф. "Соогояние и парспохгйяц развития, электровозостроения в стране" - Новочеркасск,' 1991, с.100.' •

5. Ахвзрдиев-К.-С,-, 'Шаповалов- В.В., Йурадоз 3.А..Результат« исследований иоторно-ооелых подшипников скрлькэшш -локомотивов с организованной капиллярной.системой с1!азки//Гоэ. докл. УЩ науч.-, тех. коиф".. "Проблемы иаханщсл гелезнодоро^шого транспорта, динамика., прочность- л надеиюсЕВ поддетого состава", Днепропетровск,-19Й2,''с..''. .. ' "■: ■'' - .. -■-' •

. 6..Иаповалов В»£.-, Ахззрдаев К,С., Уурадов'З.А. Система сиаз^ 2си иоторно-осезюго подишпика скольнани^-докомфтива.' Полокитель- ' иоо; рейаниа ВНШГПЭ от -15.10.91 г.-По гапЕке Г? 4350607/2? от . -27.06.91 о выдаче-паяет Ы,'- -'-. 7.-'-./ ■ ,7 7:;77 -.-/.„л "

7. Шаповалов В.В1, Ахвердиев'К.С., Цурздоз З.А. Система . смазки могорно-оеевого подштнйко'-скольнешт аококогйиа. Полоаи-тельное ропешш ВНЩ1ГПЭ;0г, 03.01.92 ,г? по; заявке. 11»-4940500/11 = о5 29.03.ЭГ г. .6 выдаче патента РФ. • ^ ' -"1*-^