автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Развитие методов расчета и проектирования многослойных пористых подшипников машин различного технологического назначения

На правах рукописи

ШЕВЧЕНКО АНАТОЛИЙ ИВАНОВИЧ

п

004603242

РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ПОРИСТЫХ ПОДШИПНИКОВ МАШИН РАЗЛИЧНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальности: 05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин; 05.02.04 - Трение и износ в машинах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

- з июн 2010

Ростов-на-Дону - 2010 г.

004603242

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» (РГУПС).

доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ Ахвердиев Камил Самед оглы доктор технических наук, доцент Эркенов Ахмат Чокаевич

доктор технических наук, профессор Жаров Виктор Павлович

доктор технических наук, профессор Пичугнн Владимир Федорович

доктор технических наук, профессор Спопов Александр Иванович

Ведущая организация: Южно-российский государственный технический

университет (НПИ)

Защита диссертации состоится 11 июня 2010 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.058.06 при ГОУ ВГГО «Донской государственный технический университет» (ДГТУ) по адресу: 344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1, ауд. 252.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДГТУ.

Автореферат разослан « ¿/У » апреля 2010 г.

Научные консультанты:

Официальные оппоненты:

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н, доцент

А.Т. Рыбак

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Возрастающий грузооборот железнодорожного транспорта требует совершенствования технологии ремонта и текущего содержания пути, машинизации всех видов путевых работ. Для решения этой задачи в путевом хозяйстве используется большой парк путевых машин, насчитывающий несколько тысяч единиц и свыше 40 типов машин.

Как известно, наиболее нагруженными и быстроизнашивающимися узлами путевых машин типа ВПР и ВПРС являются подшипниковые узлы подбивочного блока, поставляемые австрийской фирмой «Плассер и Тойрер». Низкий ресурс работы этих узлов продолжает оставаться одной из основных причин преждевременной остановки машин, сокращения времени работы в «окно».

В этой связи в последнее время реализуется такой подход к выбору материалов для изготовления и ремонта деталей, когда механическая прочность обеспечивается применением одного материала, а сопротивление воздействию внешних факторов (износу, коррозии и др.) гарантируется формированием на ее поверхности слоев со специальными функциональными свойствами. Таким образом, обеспечивается надежность и долговечность детали.

Технологические приемы получения антифрикционных покрытий разнообразны, но в последнее время интенсивное развитие получила группа газотермических способов. Они основаны на едином принципе формирования наносимого защитного слоя дискретных частиц, нагретых и ускоренных струей высокотемпературного газа.

Однако диапазон их использования пока сравнительно невелик и не отвечает растущим требованиям производства. Одной из причин является отсутствие научно-обоснованных методов получения многослойных пористых подшипников путем нанесения рабочих слоев газотермическими способами с целью увеличения их несущей способности и проницаемости.

Кроме того, решение проблемы замены подшипников скольжения в подби-вочных блоках путевых машин затрудняется из-за отсутствия систематизированных данных о многослойных пористых антифрикционных материалах, надежно работающих в нагруженных до 28 МПа подшипниковых узлах при скоростях скольжения до 80 м/с. Кроме того, вследствие повышенных требований к эксплуатационной надежности узлов путевых машин требуется комплексный подход к решению данной проблемы с учетом мнения ведущих разработчиков и эксплуатационников отрасли. Поэтому усовершенствование многослойных пористых подшипников скольжения, созданных на основе всестороннего изучения гидродинамических и тепловых процессов, а также способов их получения с полным и точным учетом факторов, связанных с особенностями структуры этих материалов, является одной из актуальных задач машиностроения.

Цель и задачи исследования. Усовершенствование методов расчета многослойных пористых подшипников скольжения машин различного назначения, обеспечивающих их устойчивый режим работы, и разработка современных технологий их получения.

В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:

разработать метод гидродинамического расчета радиальных подшипников конечной и бесконечной длины с многослойными пористыми вкладышами неременной толщины и с шипом с пористым слоем на рабочей поверхности;

рассмотреть случай, когда нарушается условие гидродинамического режима и появляются контактные взаимодействия шипа и подшипника;

разработать аналитический метод прогнозирования напряженно-деформированного состояния двухслойного пористого вкладыша радиального подшипника под действием гидродинамического давления;

получить аналитические зависимости для основных рабочих характеристик подшипника. Дать оценку влияния числа слоев их толщин и проницаемости на основные рабочие характеристики подшипника;

установить закономерность изменения толщины многослойного пористого вкладыша, обеспечивающего повышенную несущую способность подшипника;

оценить влияние нелинейных факторов, а также коэффициента проницаемости пористого слоя па поверхности направляющей на несущую способность подшипника и на коэффициент трения упорного подшипника, работающего в ламинарном и турбулентном режимах трения;

разработать научные рекомендации по совершенствованию конструкций опорных подшипников подбивочных блоков путевых машин с целью повышения их эксплуатационных характеристик;

разработать современный способ получения слоистых пористых подшипников с вкладышами переменной толщины и пористым слоем на рабочей поверхности шипа;

провести сравнительную экспериментальную оценку основных теоретических результатов и разработать рекомендации по созданию высокоэффективных узлов трения для их внедрения на предприятиях отрасли;

провести промышленную апробацию эксплуатационной надежности и долговечности слоистых пористых подшипников в узлах путевых машин при наиболее характерных условиях их работы.

Основные положения, выносимые на защшу по специальности 05.02.02 -Машиноведение, системы приводов и детали машин

1. Разработаны методы гидродинамического расчета радиальных пористых подшипников бесконечной и конечной длины с многослойными пористыми вкладышами. Установлены области изменения всех функциональных параметров, обеспечивающих при низком коэффициенте трения повышенную их несущую способность. Для проекгао-конструкторских служб создана база данных для проектирования этих подшипников.

2. Разработаны методы гидродинамического расчета радиальных подшипников бесконечной и конечной дайны с многослойными пористыми вкладышами постоянной и переменной толщины и шипом с пористым слоем на рабочей поверхности, Установлены закономерности изменения проницаемостей пористых слоев и их толщин, обеспечивающих при аномально низком коэффициенте трения повышенную их несущую способность, необходимую жесткость подшипника конечной длины, обладающего уплотнительньми свойствами.

3. Разработана методика расчета упорного подшипника с пористым слоем на поверхности направляющей, работающего в турбулентном режиме трения с минимальной потерей мощности.

4. Разработана методика расчета напряженно-деформированного состояния двухслойного пористого вкладыша переменной толщины под действием гидродинамического давления. Найдены зависимости перемещений и напряжений от толщины

и проницаемости слоев и условия, обеспечивающие необходимую жесткость подшипника, обладающего при низком коэффициенте трения повышенной несущей способностью.

5. Разработана технология получения многослойных пористых покрытий, обеспечивающая необходимую прочность сцепления покрытий с основой.

6. Внедрена промышленная технология получения многослойных пористых подшипников переменной толщины на оборудовании кузнечно-штамповочного производства и в тяжелонагруженных узлах трения путевых машин.

Основные положения, выносимые на защиту по специальности 05.02.04 -Трение и износ в машинах

На базе комплексного исследования и научного обобщения полученных результатов:

1. Разработана математическая модель гидродинамической смазки радиальных подшипников бесконечной длины с многослойными пористыми вкладышами переменной толщины. Предложена методика получения аналитических зависимостей для основных рабочих характеристик этих подшипников и прогнозирование рационального режима их работы.

2. Разработана математическая модель гидродинамической смазки радиальных подшипников бесконечной длины с многослойным однородным пористым вкладышем, а также радиальных подшипников конечной длины с неоднородным многослойным пористым вкладышем переменной толщины и с пористым шипом. Установлены значения всех функциональных параметров, обеспечивающих при достаточно низком коэффициенте трения повышенную несущую способность и уплотни-телыюе свойство для подшипника конечной длины.

3. Разработана математическая модель турбулентной смазки упорного подшипника, работающего с минимальной потерей мощности в турбулентном режиме трения.

4. Разработана методика расчета радиального подшипника с деформируемым двухслойным пористым вкладышем переменной толщины. Найдено напряженно-деформированное состояние вкладыша под действием гидродинамического давления. Дана оценка влияния толщины, проницаемости и свойства материалов пористых слоев на несущую способность и жесткость подшипника.

5. Разработана технология получения радиальных подшипников с многослойным пористым вкладышем переменной толщины и дана экспериментальная оценка оценка основным теоретическим результатам.

Научная новизна по специальности 05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин

1. Разработка математической модели гидродинамической смазки радиальных подшипников конечной длины с многослойными пористыми вкладышами премен-ной толщины. Расчет и аналитическое прогнозирование функциональных параметров радиальных подшипников, обеспечивающих при низком коэфифициенте трения их повышенную несущую способность.

2. Гидродинамический расчет радиального подшипника бесконечной длины с однородным многослойным вкладышем переменной толщины, подшипника конечной длины с неоднородным многослойным пористым вкладышем перемятой толщины и с шипом с пористым слоем на рабочей поверхности. Разработка базы дан-

пых, необходимых для проектирования подшипников, обладающих одновременно уплотнительньши свойствами и повышенной несущей способностью.

3. Разработка методики расчета и базы необходимых данных для проектирования упорного подшипника с пористым слоем на поверхности направляющей, работающего в турбулентном режиме трения с минимальной потерей мощности.

4. Метод расчета радиального подшипника при наличии контактного взаимодействия шипа с двухслойным пористым вкладышем переменной толщины под действием гидродинамического давления. Оценка влияния толщины, проницаемости и свойства материалов пористых слоев на несущую способность и жесткость подшипника.

5. Технология получения многослойных пористых покрытий, обеспечивающая необходимую прочность сцепления покрытий с основой. Оснащение подбивочных блоков путевых машин подшипниками с многослойными пористыми вкладышами переменной толщины, предупреждающими многократное увеличение ресурса их работы.

6. Внедрение промышленной технологии получения многослойных пористых подшипников переменной толщины в тяжелопагруженных узлах трения.

Научная новизна по специальности 05.02.04 - Трение и износ в машинах

1. Аналитическое прогнозирование параметров радиальных подшипников бесконечной и конечной длины с многослойными пористыми вкладышами переменной толщины, обеспечивающих оптимальный режим их работы.

2. Разработка математической модели течения смазки в зазоре радиального подшипника бесконечной длины с однородным пористым вкладышем переменной толщины, подшипника конечной длины с неоднородным вкладышем переменной толщины и методики прогнозирования их функциональных параметров, обеспечивающих подшипнику уплотнительные свойства, повышенную несущую способность, достаточно низкий коэффициент трения и необходимую жесткость.

3. Разработка математической модели турбулентной смазки упорного пористого подшипника, работающего с минимальной потерей мощности в турбулентном режиме трения. Оценка влияния теплового параметра, обусловленного зависимостью вязкости от температуры, проницаемости пористого слоя па основные рабочие характеристики подшипника.

4. Разработка методики расчета радиального подшипника с деформируемым двухслойным пористым вкладышем переменной толщины под действием гидродинамического давления. Оценка влияния проницаемости, толщины слоев и свойств материала пористых слоев на несущую способность и жесткость подшипника.

5. Разработка эффективной технологии получениярадиальных подшипников с многослойными пористыми неоднородными вкладышами переменной толщины и их промышленное внедрение.

Методы исследования и достоверность полученных результатов.

Достоверность научных положений и выводов, сформулированных в диссертации, и полученных результатов обеспечивается:

использованием концептуальных положений гидродинамической теории смазки;

- достоверностью численных результатов, подтвержденных сравнением с данными экспериментальных исследований, а также использованием методов математической статистики, метода планирования эксперимента;

-практическим обсуждением результатов работы с экспертами и учеными на республиканских и международных конференциях.

Практическая значимость и реализация результатов работы. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования послужили научной основой для создания новой конструкции и технологии получения пористых подшипников с вкладышами перемепного сечения и с пористым слоем на рабочей поверхности. Использование конструкции и технологии пористых подшипников позволило:

- многократно повысить их ресурс работы;

- обеспечить жидкостный режим работы слоистых пористых подшипников;

- упростить ремонт подшипников подбивочных блоков путевых машин типа ВПР.

Исследования завершены созданием новой конструкции подшипников в рабочих узлах подбивочных блоков путевых машин типа ВПР-1200, ВПРС-500 фирмы «Доуматик». За период с 1999 по 2001 гг. рычажные системы подбивочных блоков перечисленных машин, а также подшипниковые узлы кузнечно-штамповочного производства были оснащены многослойными пористыми подшипниками переменного ссчения с пористым шипом, изготовленными па участке газотермических технологий путевой машинизированной дистанции пути ПЧМ-2 станции Тихорецкая.

Конструкция и технология пористых подшипников с вкладышами неременного сечения принята к внедрению на путевой машинизированной дистанции пути ПЧМ-1 ст. Новочеркасск, а также на ОАО «Роствертол» и ЗАО «Донкузлитмаш» г. Азов.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе в виде содержательной части лекций, учебных пособий, раскрывающих теоретические и технологические особенности применения многослойных пористых подшипников, при чтении курсов «Новые технологии при изготовлении и ремонте машин», «Новые эксплуатационные материалы», «Методы повышения надежности триботехни-ческих систем».

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и получили положительную опенку на Всесоюзной научно-технической конференции «Новые процессы сварки, наплавки н газотермических покрытий в машиностроении», г. Таганрог, 1986 г.; Всесоюзной научно-технической конференции «Теория и практика газотермического нанесения покрытий», г. Дмитров, 1989 г.; 4-й Украинской республиканской научно-технической конференции «Современные методы наплавки, упрочнения, защитные покрытия и используемые материалы», ИЭС, Киев, 1990 г.; Международной конференции «Газотермическое напыление в промышленности», С.-Петербург, 1993 г.; Российской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии», Москва, МАТИ, 1994 г.; Межгосударственном научно-техническом семинаре «Проблемы физики процессов припека-ния, наплавки защитных порошковых покрытий и теплофизики в производстве», Таганрог, 1995 г.; Международной конференции «Напыления и покрытия - 95», С.-Петербург, 1995 г.; Международной конференции «Пленки и покрытия», С.Петербург, 1998 г., 2001 г.; Отраслевой конференции «Актуальные проблемы железнодорожного транспорта и роль ученых в их решении», РГУПС, Ростов-на-Дону, 1998 г.; Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы железнодорожного транспорта», РГУПС, Ростов-на-Дону, 1999 г.; Междуна-

родном экологическом конгрессе «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности», С.-Петербург, 2000 г.; Всероссийской научно-технической конференции «Транспорт 2001», РГУПС, Ростов-на-Дону, 2001 г., Международный конгрессе «Механика и трибология транспортных систем — 2003», Ростов-на-Дону, РГУПС, Всероссийской научно-технической конференции «Транспорт — 2004», Р1~УПС, Ростов-на-Дону, 2004 г.

Работа доложена и обсуждена на совместном заседании кафедр ПСМ, ЭРМ, ОПМ и ПТТХ Ростовского государственного университета путей сообщения, на докторском совете РГУПСа, на заседании кафедры «Износостойкости машин и оборудования» Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина, на заседании научно-технического семинара «Проблемы транспортного материаловедения» Комплексного отделения «Транспортное металловедение» ВНИИЖТа, на научно-техническом совете главных инженеров служб СКЖД, на научно-техническом совете ПЧМ-1 ст. Новочеркасск и ПЧМ-2 ст. Тихорецк службы пути СКЖД.

Публикации. По теме диссертации имеется 42 публикации, в том числе 2 монографии, 15 работ, опубликованных в журналах, рекомендованных ВАК, 6 авторских свидетельств и патентов, 19 публикаций в трудах конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 343 страницах основного текста, состоит из введения, шести глав, заключения и 6 приложений. Список литературы содержит 313 наименований.

Содержание работы

Во введении приводится обоснование актуальности рассматриваемой проблемы, основные научные положения составляющие предмет диссертационной работы.

В первой главе рассмотрено состояние вопроса и сформулированы задачи исследования. Приводятся условия и причины выхода из строя подшипниковых узлов подбивочных блоков путевых машин типа ВПР, узлов кузнечно-штамповочного оборудования.

Анализ этих данных приводит к выводу о необходимости замены существующих подшипниковых узлов на пористые подшипники со слоистыми вкладышами с пористым слоем на поверхности шипа, обеспечивающие повышенный ресурс работы и эксплуатационную надежность.

Аналитический обзор литературных источников, отражающих основные направления в области исследования пористых подшипников и технологий их получения, позволил выявить следующие тенденции:

• возвратно-вращательный характер движения деталей шарнирных соединений тяжелонагруженных узлов путевых машин типа ВПР не позволяет создать защитный гидродинамический смазочный слой, который бы обеспечивал устойчивую и долговечную работу подшипникового узла;

• из современных антифрикционных материалов наиболее полно противостоят изнашиванию пористые материалы. Они имеют лучшую прирабатываемосгь, более низкий коэффициент трения, характеризуются эффектом самосмазывания и саморегулирования подачи смазки;

• отсутствуют аналитические методы расчета радиальных пористых подшипников конечной и бесконечной длины с многослойными пористыми вкладышами переменной толщины и с шипом, содержащим пористый слой на рабочей поверхности;

• не дана оценка влияния нелинейных факторов и коэффициента проницаемости пористого слоя на поверхности шипа на несущую способность подшипника и его коэффициент трения;

• отсутствуют рекомендации по совершенствованию конструкций опорных подшипников с многослойными пористыми вкладышами;

• существующие технологии получения пористых подшипников малопроизводительны и не обеспечивают достаточную когезионную связь между слоями вкладыша;

• отсутствует промышленное внедрение технологии получения многослойных пористых подшипников с вкладышами переменного сечения с применением современных ресурсосберегающих технологий.

На основании проведенного анализа поставлена задача гидродинамического расчета пористого подшипника со слоистыми вкладышами переменного сечения и с пористым слоем на поверхности шипа, определена необходимость разработки его конструкции, определения технологии получения и промышленного внедрения данной разработки в производство.

Во второй главе на основе уравнений движения тонкого слоя для вязкой несжимаемой жидкости и уравнения Дарси дается метод гидродинамического расчета радиального подшипника бесконечной длины с двухслойным пористым вкладышем переменной толщины.

Физическая постановка задачи заключается в следующем: пространство между сплошным шипом и двухслойным пористым вкладышем переменной толщины заполнено вязкой несжимаемой жидкостью.

Шип вращается вокруг своей неподвижной оси с угловой скоростью со, а подшипник неподвижен. Поместим начало полярной системы координат (г, 9) с полюсом в центре шипа (рис. 1). Тогда уравнения контуров шипа и подшипника можно записать в виде:

Рис. 1. Схематическое изображение шипа в подшипнике бесконечной длины с двухслойным пористым вкладышем переменной толщины

Структурные параметры /?, и Д характеризуют эксцентричности слоев вкладыша, а и а2 - протяженность этих слоев.

В случае А =1 и р2= 1 двухслойный вкладыш имеет постошшую толщину.

У

с1: г = а ;

с2: г = 6 + есо$ О = Ь(\ + £ соэ 0); с3: г = аф + (3{есо$0; С4: г = агЬ + Р2есо$0. Здесь а,>1; а2>1;

А>1; Д>1; аг>а\'

о

За исходные берутся уравнения движения в смазочном слое (уравнения "тонкого слоя") и уравнения движения в теле двухслойного вкладыша:

гЪгов t 1д0й_0е\ = 1др_ дог , Ч , 1 а»о = о

адв'дг г г ав

-+—

\

дг2 г дг г2

О)

д2Ф, 1 дф, 1 дгФ, А

Зг2 г dr rz дв1 Здесь й = {иг,и#} - компоненты вектора скорости; р - гидродинамическое давление в смазочном слое; Ф, - гидродинамическое давление в слоях вкладыша. Граничные условия на контурах вкладыша можно записать в виде:

ГЭиЛ т д (д\) Ъгег cos2 9

I 9r2 L

ur(b + e cos 0) = ur

r=b

ЭФ,

+

r=A

Э2Ф, дг2

bs cos0 +

du.

<Э3Ф, ^

ar3

¿>Vcos20

\

we(fc + ecosfl) = ue U+I^J +

Ь V cos* 9

/г=й

(Щ дв

+

Гд2Ф,\ „ f д3Ф, ^ b2s2 cos2 в

■=h

V

дг-дв

Sr2d6>

/r=A

p-0i{b + ecos9)-0i I +

5Ф,

¿icos0+!

'д2фЛ bV cos26>

^ 1Ц 2

+ Десоэ (9) = Ф2(а,Ь + Десоэ0), ^(afi + ftecosO) = + ftecosO),

^ йг

ЭФ2 ar

аФ,г Г^фЛ л л (а3Ф {a2b + f)2ecosO)^ £&ecos0+)-р

\ J v

cos <? + ... = 0(2)

Асимптотическое решение задачи (1)-(2) найдено в виде рядов по степеням относительно эксцентриситета е

оо оо ао оо

В результате получены аналитические зависимости для основных рабочих характеристик подшипника (для несущей способности и момента трения). На основе численного анализа полученных зависимостей установлены оптимальные значения

структурных параметров СС,, а2, Д и Рг, обеспечивающих повышенную несущую способность подшипника.

В этой же главе приводится решение рассматриваемой задачи для подшипника конечной длины на основе полных нелинейных уравнений Навье-Стокса и урав-

нений Дарси (для случая, когда проницаемость является функцией осевой координаты).

В цилиндрической системе (рис. 2) координат такая задача сводится к совместному интегрированию системы нелинейных уравнений Навье - Стокса

р(и-У)и+Ур = /Ли, 0 (3)

и уравнения Дарси

, , . . . дк, Щ Л

ф)- ДФ,+—¿- = 0, {¡—1~, 2), (4)

дг се

где при г = 1 рассматривается первый слой смазки, при г = 2 - второй слой смазки в теле пористого слоистого вкладыша; V - оператор Гамильтона; Д — оператор Лапласа; р - плотность; // - динамический коэффициент вязкости; р и Ф, (г - 1,2)- гидродинамическое давление соответствешю в смазочном слое и в слоях пористого вкладыша; и — {иг,ие,иг} — компоненты вектора скорости, ^ - коэффициент проницаемости.

С; С4 С, С,

Рис. 2. Схематическое изображение шип а в подшипнике конечной длины с двухслойным пористым вкладышем переменной толщины

Асимптотическое решение системы уравнений (3) и (4) с общепринятыми граничными условиями также найдено в виде рядов по степеням относительно эксцентриситета с. Получены аналитические зависимости для коэффициента нагруженно-сти, коэффициента сопротивления вращению и коэффициента трения. В результате дана оценка влияния нелинейных факторов на эти характеристики и найдены условия, обеспечивающие уплотнительное свойство пористого вкладыша.

В заключении этой главы приводится метод, позволяющий построить точное автомодельное решение вышеприведенной задачи для случая многослойного вкладыша постоянной толщины. Данные результаты достаточно хорошо согласуются с результатами, полученными на основе асимптотического решения рассмотренной в этой главе задачи.

В третьей главе в начале приводится гидродинамический расчет неоднородного трехслойного подшипника конечной длины с переменной проницаемостью в оссвом направлении при наличии пористого слоя на поверхности шипа.

Рассматривается нелинейная задача об установившемся течении вязкой несжимаемой жидкости в неоднородном трехслойном пористом подшипнике конечной длины, питаемом смазкой под давлением через тело вкладыша. Предполагается, что смазка заполняет все простанство между шипом и подшипником. Шип вращается вокруг своей неподвижной оси с постоянной угловой скоростью ю, подшипник не-

подвижен. Смазка подается через поры вкладыша под давлением питания Рд. Температура смазки и ее вязкость считаются постоянными.

Поместив начало цилиндрической системы координат г, в, z на оси подшипника на равном расстоянии / от его концов (рис. 3). Уравнения контуров шипа и подшипника можно записать в виде:

r — b, r = b + hl, r = b + hz, r = b + h¡, h¡ i-hi+h; = Л, r = a{\ + H).

Здесь H — e- cosd — —s2 sin2 0,s = —, 2 a

й,(г = 1,2,3) - толщины пористых слоев, e - эксцентриситет, а - радиус шипа, b - внутренний радиус подшипника.

Рис. 3. Схематическое изображение трехслойного пористого подшипника

В качестве исходных уравнений являются безразмерные уравнения движения жидкости в смазочном слое, уравнение неразрывности и уравнение Дарси, описывающие течение смазки в пористых слоях.

Re

dVr Ол диа

dr

дв

doz

dz

o¡

др

+

d2vr

+ ■

1 диг

(l-af dr дг2 г дг

1 дго. d¿vr + —

и

г2 дв2

dz'

2 ди0

г2~дв

Re

дой ий дОа <JU(,

г дг г дв

дщ dz

огОд

1 1 др [ д2и0 1 1 дов ( 1 д2ов ( d2v0 vi 1 2 до, (1 -afrde дг2 г дг г2 дв2 dz1 -2 -2 М

■2 ' -2 дв ,

Re

до, ий дит до г дг г дв

dz

1 др | д2ог ; 1 doz 1 d2oz (l-af dz дг2 r dr r2 d92

+ -

s4

dz2

dor 1 do.

r-+ 1

dr r dd dz

, d2F 1 dF 1 82F d2F

JL-Q--i----1----1--

r > dr2 Г дг г дв2 dz2

к{2)

а2Ф, 1 дФ1 1 а2Ф,. д2Ф:

г +--- + —-Г- + -

дг г дг г2 дв2 дг2

(/-1.2,3)

дг дг (5)

Система безразмерных уравнений (5) решается при следующих общепринятых граничных условиях

иг = —Евтв — у/

№ л 1 2 • г а -дР

и0 --£ вИГв + ...-ЦГ-

дг '

дв' 2 г дг

дР __ - ~ е

Р = Р при г = а(1+Я); при г=а(1 +Я), # =

г ' дг ' " } дв '

ЭФ, _ ЭФ2

ЗФ2 _ ЗФ3

Ф\=Фг, дг к[ дг приФ2= Ф3, к* приг=Д>;(6)

где

« = —. / = —. /? = ! + —.

Ъ

л=>4

ъ

к\ -Ь (¿-ар

Ъ

а-И

а

„ со- а-Ь —

=- ^

(6-а)

Р"

/V

Ра..

2 •

у/ = - м

аф-ау ■

рг - давление шкал, рА - атмосферное давление, р —

цсоа-Ь

(Ь-а)

Установим закон подачи смазки через тело пористого вкладыша следующим образом:

= С(х2 -7У) + Р° + со5п0 + зт^),

где к — безразмерный коэффициент проницаемости, задается в виде:

1, Г = 1,

В уравнениях (5) и в граничных условиях (6) переход к безразмерным переменным осуществлен по формулам (знак ~ в этих уравнениях опущен)

/лшЪ ~

г = 6г, г=Ъг , У^ю-а-У, Г (¿_а)2

и-со-а-Ъ ~ ^ и-со-а-Ъ ~ _

р~И- р -— ф , -к к с--и«

(Ь-а)2 ' (¿-а)2 ' 0-1,2,3).

Здесь ог,ие,иг - компоненты вектора скорости; Ф( - гидродинамическое давление в слоях пористого вкладыша; Р и Р — гидродинамическое давление соответственно в смазочном слое и в пористом слое шипа; проницаемость слоев

вкладыша; км _ проницаемость пористого слоя шипа; Ц - динамический коэффициент вязкости; 2/- длина подшипника.

Асимптотическое решение задачи (5) — (6) найдено в виде

р = А^2~г2)+рА+Я4(г,0),

Ф^А'^-г2)^ (,= 1,2,3),

иг=и(г,в), и0=и(г,О), иг=гм{г,в).

Исходя из вида граничных условий (6) функции Л, (г = 1, 2, 3), и, и и будем искать в виде рядов по степеням малого параметра е

А>(г)+ £ ■ АМ)+. .., Л,(г,6>)=Ф0/(г)+£--Ф„М)+..., «(г,<9)=и0(г)+£-ы[(г,6>)+. .., о(г,в)^о0(г)+е- и1(г,в)+_,.,

4г,0)= К0{г)+ £ ■ .., Р\г,в) = + ^(г.в) + .

Далее в этой главе приводится решение рассматриваемой задачи для подшипника с многослойным пористым вкладышем переменной проницаемости вдоль оси с однородным пористым шипом.

В результате для коэффициента нагруженности £ коэффициента сопротивления вращению <£ коэффициента трения / получены аналитические выражения по формулам

д 2Ьцш • 21а2/ло) ' 1-а <г ■ (7)

В главе 4 в вначале приводится гидродинамический расчет радиального подшипника бесконечной длины с двухслойным пористым вкладышем переменной

толщины и шипом с пористым слоем на рабочей поверхности. Далее в этой главе расчет подшипника конечной длины с двухслойным неоднородным пористым слоем на его рабочей поверхности, приведенный в главе 2 обобщается для случая, когда пористый слой содержится и на поверхности шипа. Асимптотическое решение задачи так же, как и в главе 2 найдено в виде рядов по степеням относительного эксцентриситета. В результате, для основных рабочих характеристик подшипника получены выражения, аналогичные (7). Результаты численного анализа полученных зависимостей и некоторые частные результаты, приведенные на рис. 4-11, показывают:

• В случае, когда проницаемость пористого слоя, прилегающего к смазочному слою, близка у/ -1 О-1, коэффициент нагруженности при любом значении относительно эксцентриситета в подшипнике с двухслойным вкладышем переменной толщины больше, чем для сплошного подшипника.

• Ярко выраженный максимум коэффициента нагруженности наблюдается при у/ = 1{Г', Ре - Рл » 0,5; с увеличением Р«-Рл точка максимума смещается влево, приближенно к точке у/ -1 (Г2,

• С увеличением относительного эксцентриситета коэффициент трения уменьшается значительно быстрее, чем больше у/ и Рв.

• Составляющие нагрузки параллельные и перпендикулярные линии центров при у/ = 1СГ1 принимают максимальные значения.

• С увеличением значения давления питания, коэффициент нагруженности возрастает при любых значениях у/ и *//.

• С увеличением безразмерного коэффициента проницаемости у/ пористого слоя многослойного вкладыша прилегающий к смазочному слою угол положения нагрузки уменьшается. Величина этого угла стабилизируется, когда относительное смещение центра внешнего слоя многослойного вкладыша близко к значению относительного эксцентриситета подшипника

• В случае, когда многослойный вкладыш имеет постоянную толщину, с увеличением относительного эксцентриситета угол положения нагрузки уменьшается. При этом, в случае многослойного вкладыша переменной толщины, угол положения нагрузки практически остается неизменным.

• Многослойный вкладыш переменной толщины в случае, когда относительный эксцентриситет подшипника и относительное смещение центров слоев вкладыша (с круговыми контурами) одного порядка, то обеспечивается более чем в два раза повышенная несущая способность подшипника по сравнению с многослойным вкладышем постоянной толщины. При этом, если проницаемость пористого слоя, содержащегося на поверхности шипа, такого же порядка, как и проницаемость внутреннего слоя слоистого пористого вкладыша, то коэффициент трения почти в два раза меньше по сравнению с таковым, когда рабочая поверхность шипа является сплошной.

• С увеличением числа слоев коэффициент нагруженности и трения уменьшаются. При п > 3 имеет место резкое уменьшение коэффициента нагруженности. При п = 3 коэффициент трения стабилизируется.

0,8 0,6 0,4 0,2

М

2 ------ Г" \

1 ^ \

\

9

Рис. 4 Зависимость коэффициента нагруженности от параметра ц/

а =0,95; # = 1,7; # = 2,0; # = 2,3.

-------= у/ = 0;

- у? = 10"2, ^ = 5-10'2;

-------^ = 10"', ^ = 2-10-'.

/

/-а

20 10

/

0,2 0,4 0,6 0,3 б

Рис. 6 Зависимость коэффициента трения от относительного эксцентриситета

К

л-Л

<1;

1 2

а = 0^95; # = 1,8; # = 2,1; #=2,4; Р,-Рл = 0,5.

1-^ = 0, {¿/ = 0; 2-ц/ = 10"2, ^ = 2-10"'

____4__

5 ч —■— V

2

1 ~~ — .. \

10'

/О'

9

Рис. 5 Зависимость коэффициента нагруженности от параметра ш

|-<1; |-<1.

а =0,95; # = 1,7; # = 2,0^ # = 2,3. \ — Рг—РА — 0,5, ^ = 10~2, ^ = 2-10"2;

20,5, ^ = 0, ^ = 0;

3- Рв—РА = 0,8, ^ = 2-10-2;

4- Р-^=0,8, ^ = 0, ^ = 0.

7

08 0.6 0Л

°.2 М щ

Рис. 7 Зависимость коэффициента нагруженности от безразмерного давления питания

£ = 0,4, цг =■ 10 ^ = 2-10"2 а =0,995; # = 1,7; # = 2,0; # =

2,3; ^-<1;

я, к2

1 - ^ = 2-1(Г\ ^ = 3-10-*;

2- (г? = 2-10"2, ^ = 3-1(Г2;

3-^ = 2-КГ', ^З-М"

Г

9,

град 90 60 70 60 50 40 20 20 Ш

\

\1 \

ч ч

\ 5 ч

Рис. 8 Зависимость угла положения нагрузки от проницаемости ^ = 10~3, ^ = 2-1(Г\ 1-а = 2-10~3,

А =1,1, А =1,2, Рц - л =0,7.

1-£=1, 4 = 0,5; 1-<У=1, К

4 = 0,5 1-<5=1, 4=0,5. К

г

о,в № 0Л 0.2

0 Т 2 Т п

Рис. 10 Зависимость коэффициента иагруженносш от числа пористых слоев вкладыша

у/ = 10 2, ^ = 2-10'2, а = 0,999, 7 = 0,5, с =0,4, е =0,2, /7, =1,2, А-1,4, А =1,6, /?4 =1,8, П -^=0,5.

4=и; 4=1,4; 4=1,5.

1П.

—и'0

Рис. 9 Зависимость угла положения нагрузки от относительного эксцентриситета

у/ ,у/ 3,1-а = 2-10"3,

Д =1.1, Рг =1,2,

4 = 0,5,Р. -Р. =0,7. «

1-£=1, у/ = \0~г',2-д =0,^ = 10"2; 3-^ = 0, </ = 10_1; 4~<5 = 0, ^ = 1. f

1-л 2,0

(.6 '.2 0,8

0.4 0

Рис. 11 Зависимость коэффициента трения от числа пористых слоев Г=Ю~2, = 2 -10~2, а = 0,999, 7 = 0,5,

е =0,4, в* = 0,2, Д= 1,2, Д =1,4, А =1,6, А =1,8, ^ -/>,=0,5.

£.=1,1; 4 = 1,4; ^ = 1,5.

Лз Лз /С4

В большинстве исследований в области гидродинамической теории смазки берется за основу допущение, что вязкость смазки постоянна по всему масляпому слою. Такое упрощенное предположение вводится с целью облегчения математического анализа. Практически вязкость в любой точке масляного слоя будет зависеть от местной температуры. При больших скоростях скольжения создаются значительные перепады температуры, как по толщине слоя, так и в плоскости относительно движения. В этих условиях результаты теоретических исследований в области сплошных и пористых подшипников следует применять с некоторой осторожностью. Толщина масляного слоя в подшипниках скольжения весьма мала (до 2,5 - 3 мкм). По этой причине будем считать, что изменение температуры в основном происходит в плоскости относительно движения.

Исследовались некоторые из возможностей уменьшения потерь мощности при конструировании упорных подшипников. Хотя будут рассмотрены вкладыши с фиксированными наклонами, полученные результаты можно также использовать в качестве справочного материала при расчете подшипников с самоустанавливающимися вкладышами.

Для того, чтобы получить аналитическое решение для бесконечного широкого наклонного ползуна и направляющей, содержащей на рабочей поверхности пористый слой, мы сделаем ряд предположений и упрощений:

1. Концевые утечки смазки пренебрежимо малы. Это соответствует отношениям ширины вкладыша к его длине более 1,5.

2. Зависимость вязкости от температуры в смазочном и пористом слое, и проницаемости в пористом слое можно представить в виде:

М = Н> ехр[-ст(Г-Г0)]Д = к0 ехрНт(Г-Г0)], (8)

Здесь к - проницаемость пористого слоя, - вязкость смазки, Т~ температура, Т0 — начальная температура, ° — экспериментальная постоянная величина, ко —

характерная проницаемость, ^ - характерная вязкость.

3. Для турбинных масел применима зависимость:

¿¡ = 0,20 ехр[-0,036(Г - 49)] ^

4. Влияние турбулентности можно отразить с помощью коэффициента />1, на который следует умножить вязкость, чтобы получить величину эффективной вязкости. Кроме того, предполагается, что этот коэффициент можно выразить в виде следующей функции числа Рейнольдса К = Р" к!V в хом диапазоне его изменения, который представляет практический интерес (11^670):

;=0;0139Д°-657

Здесь и - скорость движения направляющей, мс"1; р - плотность смазки, Н-м^-с2; ¡л - коэффициент вязкости, Нм"2с; к - толщина пленки, м.

Выражение (9) справедливо с погрешностью 6% в диапазоне от 1500 до 50000. Погрешность не превышает 1% в диапазоне Рейнольдса от 2000 до 30000. Коэффициент вязкости для течения, проходящего перпендикулярно направлению движения поверхности, имеет несколько меньшее значение, однако он не представляет здесь интереса, поскольку мы пренебрегаем концевыми участками.

5. Пленка смазки является адиабатической, т. е. не происходит теплообмена с поверхностями подшипника. Это допущение достаточно точное для сравнительно

больших подшипников, размер которых больше ~ 0,1 м; в этих подшипниках 90% или более потерь мощности относится за счет нагрева смазки.

6. Рассматриваются только потери на трение.

7. Инерционные эффекты жидкости на входе или выходе из подшипника не учитываются.

8. Движение жидкости в смазочном слое описывается уравнениями Навье-Стокса для «тонкого слоя», а в пористом слое — уравнением Дарси, которое в виду малости толщины пористого слоя осредняется по этой толщине. На границе раздела смазочной пленки и пористого слоя составляющая скорости по оси у определяется законом Дарси:

Здесь Р - гидродинамическое давление в пористом слое.

Основные уравнения и граничные условия. В качестве исходных уравнений возьмем уравнения движения «для тонкого слоя», уравнение неразрывности и уравнение Дарси, описывающее движете смазки в пористом слое

. 33vx dp dv dv д2Р д2Р я

Л«—r=~r» —+— = 0, —г+—г = 0 ду Ох дх ду ду дх

Система уравнений (11) решается при следующих граничных условиях

к дР J? „

= " 'v? = ——>P = Рприу = 0;— = Оприу = М ду ду

р( 0) = p(l) = pA,vx =v),= Оприу = fh+xtga, (J2J

Здесь vx,vy — компоненты вектора скорости, Но — толщина пористого слоя, и -скорость скольжения направляющей.

Осредним третье уравнение системы (11) по толщине пористого слоя

Точное автомодельное решение задачи (11)412) с учетом (13) будем искать в

виде

к дР

(10)

(13)

ду/

1 dp с, с2

.з'

yj = Ш). V(x,y) = v(Í).U(x,y) = utf)h'.

> У í

Р = N, (х)у3 + N2(x)y2 + ch'y + p{x)

h(x) = h0+xtga, С = const. (14)

Подставляя (14) в (11) и (12) с учетом (13) будем иметь

у/Щ = 0, и(0) = --с, ?(0) = и , у\\) == 0, м(1) = 0, И

у(1) = 0,-с+= (16)

Р о

Решение задачи (15)-(16) находится непосредственным интегрированием. Явный вид функции N1 при определении основных рабочих характеристик нам не понадобится.

* сч _ , ♦

с2 = 0, сА = и , с, = —<?, = ои +

с-, „ „ % 12к0с

, с3 =~4и

6к0с

2 >«о Мо

Г1остояш1ая % определяется из граничного условия р(0) = р{1) = рА. Скорость диссипации энергии в смазке под действием сил сдвига равна

ах "¿и2 А; Ъ3

Здесь

(17)

(18)

Л„ = \сгг + с,с2 + с';, Л, -|с2 с, + с2с3 + + 2с{с3, Д2 = + с,с3 + с2.

Тогда повышенная температура будет определяться выражением

Срй С,-д А3 Здесь (3 - расход смазки в единицу ширины, м2-с"1.

(19)

(20)

Продифферешщруем выражение (8) <1и

<*Т ^ (21)

Комбинируя уравнения (19) - (21) и выполняя соответствующие преобразования, получаем

Ф . 2

Ял

1

Д0 + А,й +А2А

с„

|А(х)

(22)

6 2 4 2.

Таким образом, решение рассматриваемой нелинейной задачи сводится к следующей системе обыкновенных дифференциальных уравнений

1 ф

- = — + -j|л с& И2 И3' ]Ц2с1х

- ~<У

1

Л0 + А,/г + Д2/г2

и граничных условии р = рА при х = 0,х = !;р = /и0 при

Задача (24)-(25) не имеет точного решения в замкнутом виде.

(23)

Найдено приближенное решение этой задачи в виде ряда Маклорена в окрестности х = 0.

В результате, несущая способность и сила грения определяются выражениями

у V

~иг+Т

ск.

(25)

5-0

При расчете подшипников, работающих в турбулентном режиме, важной характеристикой является эффективность по несущей способности или отношение нагрузки, которую несет подшипник, к величине потребляемой мощности у . , +А1к+АгИ-

Н= ¡2Мх)~

Н ¡> — V

Если подшипник должен быть типа подшипника с самоустанавливающимся вкладышем, то необходимо знать положение точки опоры. Определим это положение так:

п /

, где Д = /?, = ^рсЬ:.

Аналогичным образом решение данной задачи, в заключении этой главы найдено с учетом сил инерции смазочной жидкости. В результате, для основных рабочих характеристик получены выражения, аналогичные (25).

Результаты численного анализа для основных рабочих характеристик подшипника и некоторые частные результаты для безразмерных несущей способности и силы трения, приведены на рис. 12 и 13.

ци 0,05

0,04' 0,03 0,020,01

№ 0,10

3

\ / 2

1

/

-

10 15 20 25 N,=10

30 35

Рис. 12. Зависимость безразмерной несущей способности от теплового параметра у? от параметра с, обусловленного наличием пористого слоя на поверхности направляющей

Р-

КсР

с —-

ск /ли

¡ли I

Рис. 13 Зависимость безразмерной силы трения от теплового параметра ¡5 1-е" =0.06; 2-е* =0.03; 3-е =0,01.

Из этих зависимостей следует:

1. С увеличением значения теплового параметра р и параметра с , обусловленного наличием пористого слоя на поверхности шина, безразмерная несущая способность резко уменьшается при значениях р <3. При значениях р>3, несущая способность подшипника стабилизируется. С увеличением значения параметра с , имеет место незначительное уменьшение несущей способности подшипника.

2. С увеличением значения теплового параметра р и параметра с, безразмерная сила трения резко уменьшается.

3. Учет сил инерции турбулентной смазочной жидкости, приводит к увеличению несущей способности подшипника на 10-12%.

В настоящее время расширяется область применения подшипниковых узлов с пористыми вкладышами, жестко запрессованными в стальную обойму. Однако, несмотря на многие преимущества подобных подшипников при тяжелонагружен-ных режимах работы, нарушается условие гидродинамического состояния и появляются контактные взаимодействия шипа и вкладыша.

В заключение данной главы вначале приводится метод прогнозирования напряженно-деформированного состояния двухслойного пористого вкладыша радиального подшипника под действием гидродинамического давления. Решается задача об определении перемещений и напряжений в упругой системе, состоящей из двухслойного пористого вкладыша, жестко заделанного в обойму под действием гидродинамического давления Ф( в порах вкладыша. Здесь также рассмотрен случай, когда пористые слои двухслойного вкладыша с круговыми контурами расположены эксцентрично.

В качестве исходных уравнений для определения перемещений в области двухслойного пористого слоя использованы следующие уравнения теории упругости

7*и и« | 1 ^ £ ^ 2 ^ " г2 1-21', дг ' дг г2 80

иа 1 1 де, ит _ 1 ЗФ, 2 ди„. „ г 1-2у,гд0 г г дв г дв

где

г 8г{ 8г) г2 дв2 ' дг г{дв

2(1+у,Х1-0.,) в

Е, ' *' (1-2у,.Ж/

¿^-соответственно модуль Юнга и коэффициент Пуассона для материалов пористых слоев; у., - то же самое для скелетов слоев вкладыша.

Для определения напряжений двухслойного вкладыша были также использованы известные уравнения теории упругости

С,,- =-

(1 + ^X1-^)

_

(1 + У.Х1-2У,) Е.

дг

(1+^X1-2^,)

сг„

где

Е,

2(1 + »/,.)

1Г ди

г{ дО

~ий

ди,

аг

- начальное давление; - пористость слоев (от единицы).

В результате найдены зависимости перемещений и напряжений от толщины и проницаем ости слоев. Установлено, что оптимальным выбором значений модуля Юнга и коэффициента Пуассона, материалы пористых слоев и одновременно структурного параметра, характеризующего эксцентричность слоев, обеспечивается повышенная несущая способность и необходимая жесткость подшипника.

В пятой главе представлены экспериментальные исследования полученных теоретических результатов и проверка эффективности разработанной теоретической модели влияния числа слоев многослойного пористого вкладыша на основные рабочие характеристики подшипника.

Методика проведения эксперимента включала в себя рассмотрение следующих вопросов: изменение момента сил трения и толщины смазочной пленки; изменение давления и температуры по окружности, определение несущей способности подшипника; определите деформации двухслойного вкладыша постоянной и переменной толщины под действием равномерно распределенной нагрузки.

Исследуемые подшипники представляли собой двухслойные, трехслойные и четырехслойные пористые втулки постоянной и переменной толщины. Много-слойность пористого вкладыша была получена прессованием одной втулки в другую, а также плазменным напылением. Эксперимент осуществлялся на стенде, разработанном на кафедре «Эксплуатация и ремонт машин» РГУПСа.

При плазменном напылении удавалось получить многослойный вкладыш переменной проницаемости. Переменность достигалась использованием порошка различной фракции. Фракции брались от 50 до 100 мкм. В соответствии с методикой исследований был разработан и изготовлен стенд, который имел систему датчиков, обеспечивающих возможность осциллографирования толщины смазочного слоя, давления в нем и положения центра вала. Исследования проводилось при удельной нагрузке 2,0; 4,0; 6,0 МПа и окружной скорости 0,5; 2 м/с.

Предварительно устанавливалась проницаемость вкладышей по расходу и перепаду давления. Экспериментально подтверждено основное теоретическое положение о том, что многослойный вкладыш переменной толщины обеспечивает

более чем в два раза повышенную несущую способность подшипника по сравнению с многослойным вкладышем постоянной толщины. Кроме того, экспериментально подтверждено, что если проницаемость пористого слоя, содержащегося на поверхности шипа, такого же порядка, как и проницаемость внутреннего слоя слоистого пористого вкладыша, то коэффициент трения почти в два раза меньше по сравнению с таковым, когда рабочая поверхность шипа является сплошной. Результаты теории и эксперимента согласуются и по другим рабочим характеристикам подшипника (по коэффициенту нагруженности и минимальной толщине смазочной пленки) (рис. 14).

Рис. 14. Осцилограммы изменения гидродинамического давления и толщины смазочного слоя в радиальном подшипнике с двухслойным пористым вкладышем переменной и постоянной толщины: 1 — изменение давления по окружности в двухслойном пористом подшипнике постоянной толщины; 2 - изменение давления по окружности в двухслойном пористом подшипнике переменной толщины; 3 - изменение толщины смазочного слоя; 4 — линия окружности подшипника.

ц/ = КГ2; у/ — 2-1СГ2; а = 0,999; у = 0,5; Е = 0,4;

В шестой главе приводятся результаты производственных испытаний пористых подшипников с многослойным вкладышем переменной толщины и с пористым слоем на поверхности шипа в шарнирных узлах путевых машин. Для этого потребовалось проведение комплекса исследований, направленных на совершенствование конструкций таких подшипников, разработку технологии изготовления вкладышей и шипа.

Необходимость разработки новой технологии получения многослойных пористых покрытий для подшипников скольжения возникла в связи с их большой номенклатурой в опорах скольжения рабочих органов путевых машин, расходованием валютных средств для их замены (закупка у австрийской фирмы «Плассер и Тойрер», по лицензии которой производится большинство путевых машин).

Основываясь на опыте получения многослойных пористых подшипников, нами разработана новая конструкция шарнирных опорных подшипников, получаемых плазменным (газопламенным) напылением с последующей механической обработкой.

Полное отсутствие данных о работоспособности многослойных пористых подшипников в паре с пористым шипом вызвало необходимость проведения стендовых испытаний подшипников для определения их несущей способности в существующем диапазоне скоростей.

В корпусе подшипника последовательно нанесены три пористых слоя. Последний слой проходит механическую обработку. Между последним слоем под

Рг-Р4= 0,5; 1,5 МПа; Д =1,2; # =1,4;

пшпника и шипом выполнены охлаждающие кольцевые каналы. Посредине пористого слоя сделано отверстие для подвода смазки в рабочую зону подшипника. Внутренний слой пористого подшипника образует посадочный диаметр пористого шипа. На пористом шипе перед нанесением покрытия нарезана «рваная» резьба для увеличения прочности сцепления слоя с валом.

В предлагаемой конструкции опорного подшипника возможно использование корпусов старых подшипников, имеющих рабочий слой, изготовленный из бронзы Бр.ОЦС 6-6-3. Перед нанесением пористого покрытия бронзовое покрытие удаляется.

Для опытно-промышленного способа изготовления использовалась установка, смонтированная на базе агрегата плазменного напыления УПУ-ЗД. Она снабжена необходимым количеством приборов дня контроля параметров процесса напыления. В качестве вращателя применен токарный станок типа 1К62 со ступенчатой регулировкой частоты вращения шпинделя. В качестве источника тока установки используется выпрямитель ИПН-160/600 с падающей внешней вольтампер-ной характеристикой.

Расход плазмообразующего газа устанавливается по отгарированным и пересчитанным на применяемые газы и давления датчикам, а в качестве ротаметров на установке использованы ротаметры РС-3.

Регулирование окружной скорости и величины подачи при напылении осуществляется переключениями в коробке скоростей и коробке подач токарного станка.

Важным элементом при напылении многослойных пористых покрытий является дозирующий порошковый питатель пневматического типа, который показал надежную работу с порошками различной грануляции.

Питатель обеспечивает расход порошка от 2,4-10"3 кг/с (8,63 кг/ч) до 0,17-1 (Г3 кг/с (0,63 кг/ч).

Расход порошка устанавливается по шкале, оттарированной на используемый порошок.

Из признанных газотермических методов по существующей классификации предпочтение следует отдать плазменному и газотермическому способам нанесения покрытий. По техническим и экономическим показателям эти способы наиболее просты и дешевы. Кроме того, осуществляя нанесение покрытий этими способами, можно варьировать различными параметрами процесса, что позволяет расширить технические возможности этих технологий.

При разработке конструкции установки для газотермического нанесения пористых покрытий учитывалась возможность применения обоих методов на одном технологическом месте.

При прочих равных параметрах плазмотрон установки УПУ-ЗД обладает низким ресурсом работы, прежде всего, таких основных деталей как катод и сопло. С целью повышения ресурса работы в катод запрессовывался стержень диаметром 10 мм из лантанированного вольфрама по СТУ45ЦМ-И 50-83 ОАО "Победит". При применении в процессе получения покрытий использовался специальный плазмотрон, в качестве плазмообразующего газа использовалась смесь аммиака и аргона1.

' Авторское свидетельство № 910209 от 29.07.1980 г.

Одной из нерешенных задач при плазменном напылении пористых покрытий остается выбор плазмообразующего газа. Основой для выбора плазмообра-зующего газа является его энтальпия. Этот критерий отдает предпочтение гелию и аргону. Однако эти газы являются весьма дефицитными и дорогими. Азот дешев и менее дефицитен, но энтальпия его низка. Среднее положение занимает водород, но он взрывоопасен, что немаловажно для промышленного применения при значительных объемах восстановления и, кроме того, наводораживание сильно ох-рупчивает напыленный слой и инициирует трещинообразование. В этом аспекте интерес представляет аммиак. Попадая в дуговой разряд, он распадается на водород и азот (75% Нг и 25% N2). Поэтому присутствие водорода в плазмообразую-щей смеси обеспечивает высокое теплосодержание плазменной струи. Промышленность вырабатывает аммиак в больших количествах. Он дешев и доступен. Но для надежного и стабильного плазмообразования в смеси необходимо присутствие аргона (не менее 20%). Определено оптимальное соотношение этих компонентов в плазмообразующей смеси для обеспечения высокого качества пористых покрытий.

Для расширения диапазона применяемых газов пульт управления УПУ-ЗД переоборудован для работы на смеси аргона и аммиака.

При плазменном нанесении покрытий присадочный материал подавался в виде порошка.

Отсутствие данных по применению плазменных покрытий для получения многослойных пористых деталей обусловило сложность выбора материала для напыления. Исследования различных авторов показали, что сопротивление деталей машин абразивному износу зависит от многих факторов, основными из которых являются прочность, твердость и вязкость стали. В эксплуатационных условиях при абразивном изнашивании между трущимися поверхностями непрерывно попадают зерна грунта, содержащего кварцевый песок, микротвердость которого равна 80-100 МПа. Следовательно, средняя микротвердость износостойкого покрытия должна быть равна или близка к данной и иметь структуру, состоящую из твердых зерен и менее твердой, но более вязкой основы, связывающей эти зерна. Наиболее полно этим требованиям удовлетворяют самофлюсующиеся сплавы, выпускаемые в виде сферодизированных порошков различного гранулометрического состава (60-240 мкм).

Помимо эксплуатационных характеристик, наносимые порошкообразные материалы должны обладать и определенной технологичностью. Эти свойства в большей мере присущи гранулированным порошкам типа ПГ-ХН80СР4.

Согласно исследованиям авторов работы наличие в составе этих порошков Сг и 81 ведет к образованию окислов, прочно соединяющихся с поверхностью металла, и таким образом способствующих повышению прочности сцепления покрытия с основой. Наличие карбидов и боридов с высокой микротвердостью обеспечивает значительную износостойкость данных сплавов. Присутствие хрома, кроме того, придает этим сплавам высокие антикоррозионные свойства.

С учетом перечисленных факторов наиболее подходящим для получения многослойных пористых покрытий является металлический порошок ПГ-

ХН80СР4. Исследования его износосггойкости, прочности сцепления с основой, влияние распределения температурных полей на структуру и физико-

механические свойства позволяют дать окончательное заключение о его пригодности для восстановления.

Экспериментальные исследования по получению пористых многослойных покрытий проводились с использованием аргоно-аммиачной смеси. Приемлемая стойкость сопла плазмотрона может быть достигнута применением специального плазмотрона.

Для получения многослойных пористых подшипников возможно применение газопламенного напыления. Но в этом случае получение многослойное™ представляет определенные трудности в связи с необходимостью точного дозирования составных слоев подшипника и применения специально разработанной технологии.

Прочность сцепления напыленных покрытий конструкционных металлов и сплавов на никелевой основе определялась по методике, разработанной автором2.

Оценка работоспособности слоистых пористых подшипников с пористым шипом определялась расчетным объемом испытаний, по результатам которых получены достоверные значения изучаемых параметров.

При исследовании зависимости толщины слоя от параметров процесса покрытия наносились на образцы, аналогичные втулкам и валам подбивочного блока путевой машины ВПР-1200.

Расход порошка и подача при напылении являются основными параметрами регулирования толщины напыляемого слоя. Результаты влияния этих факторов на толщину слоя представлены на рис. 13.

Анализ полученных зависимостей показывает, что, начиная с расхода порошка 1,55-10-3 кг/с, темп нарастания толщины слоя снижается во всем диапазоне исследуемых подач. Физической причиной снижения темпа нарастания толщины слоя является тормозящее влияние на интенсивность и эффективность теплообмена частицы со струей увеличение концентрации твердого компонента.

На рис. 14 показано влияние гранулометрического состава порошка на толщину получаемого пористого покрытия. Наличие максимума в полученных кривых обусловливается, вероятно, тем, что в процессе влияния теплообмена в плазменной струе более крупные фракции частиц не достигают высокопластичного состояния. Таким образом, максимальная производительность процесса напыления пористых слоев может быть достигнута при оптимальном размере гранул порошка 90-100 мкм (для порошка ПГ-ХН80СР4).

Результаты испытаний представлены на рис. 15.

Анализ полученных зависимостей показывает, что увеличите силы тока, благодаря повышению степени деформации частиц, увеличивает температуру поверхности образца и в результате повышает прочность сцепления.

Прочность многослойных покрытий обусловливает способность слоев к поглощению и удержанию смазки. Для деталей неподвижных сопряжений излишняя пористость может привести к увеличению дискретности характера соприкосновения контактирующих поверхностей, к уменьшению площади контакта деталей, и, следовательно, к возникновению дополнительных местных давлений и пластическому течению металла в области контакта.

'Авторское свидетельство № 968710 «Способ определения прочности сцепления покрытия с подложкой», приоритет от 12.11.1979 г.

Рис. 15. Зависимость расхода порошка Рис. 16. Влияние гранулометрического

от подачи плазмотрона состава порошка на толщину

при напылении пористого слоя. пористого покрытия

/= 300А; <2„г = 26 л/мин;

//¿„ = 110 мм; июд = 0,24 м/с;

гранулометрический состав порошка 80 мкм

Рис. 17. Зависимость прочности Рис. 18. Влияние параметров процесса

сцепления первого слоя пористого плазменного напыления

покрытия с основанием от параметров на пористость покрытия процесса напыления

Результаты эксперимента по определению пористости и плотности представлены на рис. 16 и 17. Они показывают, что с увеличением силы тока дуги пористость покрытия уменьшается и растет его плотность. Это объясняется увели-чешем температуры плазменной струи и, следовательно, повышением температуры частиц, улучшением их растекаемости по поверхности.

Износные испытания проводились на машине трения СМЦ-2, оснащенной двухскоростным электродвигателем. Наличие комплекса приспособлений позволяет вести изучение процесса трения при скольжении на разных режимах нагру-жения в условиях смазки. Для измерения момента трения, развивающегося на трущихся поверхностях испытуемых образцов, в конструкции машины применен динамометр индукционного типа, позволяющий записывать его на потенциометре типа ПС-1. Механизм нагружения со сбалансированной кареткой обеспечивает приложение нагрузки на образец до 200 кг с точностью ±2% от наибольшего значения. Полученные зависимости представлены на рис. 18 и 19.

Таким образом, полученные данные по несущей способности и коэффициенту трения дают основания считать, что применение многослойных пористых вкладышей с валом, содержащим пористый слой на поверхности, является предпочтительным.

Рис. 19. Влияние параметров процесса плазменного напыления на плотность покрытия

Представленные на рис. 19 зависимости коэффициента трения и температуры в зоне трения для пористых покрытий от нагрузки и скорости скольжения, свидетельствуют о стабильности этих показателей во всем диапазоне применяемых удельных давлений. Этот факт доказывает положительное влияние присущей ме-таллизациопяому слою микропористости на условия трения и смазки. Постоянство коэффициента трения при возрастании удельной нагрузки объясняется особенностями структуры нанесенных покрытий.

Структура состоит из мелкодисперсных высокопрочных составляющих: карбидов и боридов хрома, равномерно распределенных по матрице. Покрытие обладает высокой степенью деформационного упрочнения, низкими скоростями ползучести, защитными пленками окислов, препятствующих образованию металлического контакта и схватыванию.

Были проведены также стендовые и эксплуатационные испытания пористых многослойных подшипников, определены кинематические и оптимальные электрические параметры газотермического напыления подшипников.

Экономическая эффективность внедрения многослойных пористых подшипников составила 24 тыс. руб. на один подбивочный блок машины ВПР-1200.

12.0 14.0 Нагрузка. МПя

Рис. 20. Зависимость коэффициента трения от нагрузки при трении пористых многослойных покрытий с различными материалами

Рис. 21. Зависимость коэффициента трения и температуры в зоне трения от нагрузки

Общне выводы

1. На основании анализа современных теоретических представлений и экспериментальных данных в области исследования пористых материалов установлено, что совершенствование работы подшипников скольжения невозможно без замены традиционных антифрикционных материалов на материалы с более высокими триботехническими свойствами.

2. В результате разработанного автором метода решена задача гидродинамического расчета пористого подщипника с многослойным вкладышем переменной толщины и с шипом, содержащим пористый слой на рабочей поверхности, получены сравнительно простые алгоритмы для разработки параметров пористых подшипников, обладающих повышенной несущей способностью, необходимой жесткостью и работающих с аномально низким коэффициентом трения.

3. Совершенствование подшипников скольжения путевых машин с целью повышения их эксплуатационной надежности и долговечности при всех мерах технологического усовершенствования невозможно без замены традиционных бронзовых вкладышей на антифрикционный материал с более высокими физико-механическимми и триботехническими свойствами. Применение для этой цели слоистых пористых подшипников с пористым шипом вызвало необходимость теоретического обоснования их оптимальных параметров, обеспечивающих гидродинамическую и тепловую устойчивость работы подшипников, с последующей оценкой их ресурсных возможностей.

4. Разработка основ усовершенствования работы пористых подшипников, обладающих повышенной несущей способностью, необходимой жесткостью и работающих с аномально низким коэффициентом трения, приводит к необходимости решения задачи гидродинамического расчета пористого подшипника с многослойным вкладышем переменой толщины и шипом с пористым слоем на рабочей поверхности.

5. Решена задача о движении смазки в пористых подшипниках конечной и бесконечной длины с многослойными вкладышами переменой толщины. Найдено воздействие смазки на шип и получены аналитические зависимости для главного вектора и главного момента сил воздействия смазки на шип, удобные для инженерных расчетов. Это позволило дать качественную картину течения смазки в смазочном слое и в слоях вкладышей и учитывать закономерности изменения толщины слоев, их проницаемостей, а также числа слоев, обеспечивающих оптимальный режим работы подшипника, т. е. когда область максимального коэффициента на-груженности соответствует области минимального коэффициента трения.

6. Установлено, что если проницаемость пористых слоев в осевом направлении меняется по нормальному закону, а давление меняется в виде параболической зависимости (с максимальным значением в серединном сечении подшипника), подшипник обладает уплотштгельными свойствами, т.е. отсутствуют утечки в осевом направлении в пористом теле в торцевых сечениях.

7. Установлен экстремальный характер зависимости коэффициента на-груженности и коэффициента трения от давления питания, проницаемостей слоев и от других функциональных параметров подшипника. Теоретически показано и экстремально подтверждено, что многослойный вкладыш переменной толщины в случае, когда относительный эксцентриситет подшипника и относительное смещение центров слоев (имеющих круговой контур) вкладыша имеют одинаковый порядок, обеспечивается двукратное повышение несущей способности подшипника по сравнению с пористым вкладышем постоянной толщины.

8. Установлено, что если проницаемости слоев (начиная от слоя, прилегающего к смазочному слою) образуют убывающую последовательность, а их толщины — возрастающую последовательность, то при и = 3 повышается несущая способность подшипника, сочетающаяся с минимальным трением. При этом, если проницаемость пористого слоя, содержащегося на поверхности шипа, такого же порядка, что и проницаемость внутреннего слоя слоистого пористого вкладыша, то коэффициент трения почти в два раза меньше по сравнению с тем, когда рабочая поверхность шипа является сплошной.

9. Разработана инженерная методика расчета подшипника скольжения с многослойным вкладышем переменной толщины и с шипом с пористым слоем на рабочей поверхности, позволяющая при известных диаметре вала, скорости скольжения и нагрузке получить оптимальные конструктивные параметры:

- радиальный зазор в подшипнике;

- пористость слоев вкладыша и пористого слоя на поверхности шипа;

- необходимую длину подшипника;

- давление подачи масла,

10. В результате использования современных физических методов исследования поверхности установлено, что минимальная толщина в двухслойном подшипнике переменой толщины почти в два раза больше, чем в двухслойном пористом подшипнике постоянной толщины.

11. Показано, что с увеличением коэффициента проницаемости у пористого слоя многослойного вкладыша, прилегающего к смазочному слою, угол положения нагрузки уменьшается. Величина этого угла стабилизируется, когда относительное смещение центра внешнего слоя многослойного вкладыша близка к значению относительного эксцентриситета подшипника.

12. В случае, когда многослойный вкладыш имеет постоянную толщину с увеличением относительного эквивалента угол положения нагрузки уменьшается. При этом в случае многослойного вкладыша переменой толщины угол положения нагрузки практически остается неизменным.

13. Разработана математическая модель прогнозирования основных рабочих характеристик упорного подшипника, работающего в турбулентном режиме трения.

14. Установлено влияние нелинейных факторов на основные рабочие характеристики упорного подшипника, работающего в турбулентном режиме трения.

15. Разработана математическая модель прогнозирования напряжено-деформированного состояния двухслойного пористого вкладыша переменной толщины под действием гидродинамического давления.

16. На основе выявленных закономерностей:

- найдены аналитические зависимости для определения перемещений в двухслойном пористом вкладыше переменой толщины;

- дала оценка основным теоретическим результатам по коэффициентам трения и нагруженности, по минимальной толщине пленки, по распределению давления по окружности и по напряжено-деформированному состоянию;

- в работе для получения существующего уровня многослойных пористых покрытий используются газотермические технологии (плазменный и газопламенный способы).

- разработана номограмма для определения кинематических параметров газотермического получения пористых слоев с достаточной для практических целей точностью;

- определены области электрических параметров плазменного нанесения пористых слоев, обеспечивающих минимальную скорость их изнашивания и необходимую прочность сцепления покрытий с основой в меняющихся технологических условиях;

- оснащение подбивочных блоков путевых машин типа ВПР подшипниками с многослойными пористыми покрытиями и пористым шипом предопределяет многократное увеличение ресурса их работы, снижение затрат на обслуживание и сокращение потребности в запасных частях.

17. Внедрена промышленная технология получения многослойных пористых подшипников применительно к тяжелонагруженным узлам трения кузнечно-штамповочнош оборудования и путевых машин.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Монографии

1. Ахвердиев К.С., Колесников В.И., Шевченко А.И. Основы расчета, конструирования и изготовления пористых подшипников со слоистыми вкладышами переменного сечения: Монография. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2002.305 с.

2. Шевченко А.И. Интенсификация технологических процессов в машиностроении на основе новых технологий. Монография. Ростов н/Д, 2009 г. - 320 с.

Статьи и научные доклады в журналах для публикации основных научных результатов докторской диссертации

3. Шевченко А.И., Богатиков E.H. Использование плазменных технологий при восстановлении строительных машин // «Механизация строительства», К<> 1, 1981 - 16 с.

4. Ахвердиев К.С., Шевченко А.И., Казанчян O.P., и др. Слоистый пористый подшипник конечной длины // Вестник РГУПС. 1999. № 1. С. 17-24.

5. Шевченко А.И., Шевченко A.A. Исследование износостойкости валов и втулок виброблока ВПР-1200 // Вестник РГУПС, № 1,2000 - 15-18 с.

6. Ахвердиев К.С., Казанчян OJP. Приходько В.М. и др. Слоистый пористый подшипник бесконечной длины // Вестник РГУПС, № 2, 2000 — 5-9 с.

7. Шевченко АЛ., Казинцев Ю.Н. К вопросу восстановления баровых цепей щебнеочистительных путевых машин // Вестник РГУПС, № 2,2000 - 23-24 с.

8. Ахвердиев К.С., Казанчан O.P. и др. Гидродинамический расчёт подшипника с переменной проницаемостью вдоль оси // Вестник РГУПС, № 2.2000-4-11 с.

9. Ахвердиев К.С., Шевченко А.И., Казанчан O.P. и др. Гидродинамический расчёт неоднородного трёхслойного, пористого подшипника с переменной проницаемостью вдоль оси. «Трение и износ», том 21, № 3,2000-369-375 с.

10. Ахвердиев К.С. , Шевченко А.И, Казанчан O.P. и др. Математическая модель течения смазки в зазоре радиального подшипника конечной дайны со слоистым пористым вкладышем переменной толщины и проницаемости. «Проблемы машиностроения и надёжности малыш». М., Наука, РАН № 6,2000-85-91 с.

11. Ахвердиев К.С., Шевченко А.И., Приходько В.М. и др. Гидродинамический расчёт радикального подшипника с многослойным пористым вкладышем переменной проницаемости вдоль оси и однородным пористым шипом // Известия высших учебных заведений Северо-Кавказского региона. Технические науки. №4, 2000-45-48 с.

12. Шевченко А.И., Шевченко A.A. Восстановление деталей путевых машин II Тяжёлое машиностроение. № 8,2000-36-37 с.

13. Шевченко А. И. Математическая модель прогнозирования передаточных характеристик центрально нагруженного демпфера со сдавливаемой плёнкой и пористой обоймой // Известия высших учебных заведений. Технические науки №4.2003-88-93С.

14. Шевченко А.И. Оптимизация режимов получения сложных подшипников переменного сечения. // Вестник РГУПС, № 3,2004, - 53-56 с.

15. Шевченко А.И. Гидродинамический расчёт рационального подшипника с двухслойным, пористым вкладышем переменной толщины с учётом экспоненциальной зависимости вязкости от температуры // Вестник РГУПС, №4, 2004 -16-21 с.

16. Шевченко А.И. Формирование многослойное™ в пористых подшипниках переменного сечения. // Известия высших учебных заведений Северо- Кавказского региона. Технические науки № 4,2004-71-74 с.

17. Шевченко А.И, Сухова Е.А. Расчёт пористого подшипника с эффективной работой в турбулентном режиме // Вестник РГУПС, №4, 2005-32-36 с.

Патенты и изобретения

18. A.C. 339373 СССР, Плазмотрон для напыления покрытий / Песенко A.B., Богетиков E.H. Бюллетень Госкомизобретений №1,1972.

19. А.С № 968710 Способ определения прочности сцепления покрытия с подложкой / Лях Ю.А, Богатиков E.H. Бюллетень Госкомизобретений №39, 1982

20. A.C. №12000493. Плазмообразующая смесь / Шевченко А.И. , Песенко A.B., Гринберт A.A., Никитин С.А., Синолицын Э.К. Бюллетень Госкомизобретений №47,1987.

21. A.C. №1546892. Устройство для испытания образцов металлов на изнашивание в абразивной среде / Шевченко А.И, Евдокимов Ю.А., Вулих Ю.А., Дзре-ев И.С. Бюллетень Госкомизобретений №8,1990.

22. Пат. РФ № 2169792. Решение ФИПС от 18.12.2000. Способ газоплатен-ного напыления металлических порошков / Шевченко А.И., Синолицын Э.К., Шевченко АЛ.

23. Пат. РФ № 2215818. Решение ФИПС от 20.10. 2002 Способ получения пористых подшипников / Шевченко А.И., Ахвердиев К.С., Приходько В.М., Шевченко A.A.

Статьи и научные доклады

24. Шевченко А.И. Исследование изнашивания деталей подбивочных блоков путевых машин // Межвуз. сб. «Повышение надёжности и долговечности машин». Ростов н/Д: РГУПС, 1994. С 11-12.

25. Шевченко А.И. Механическая активизация поверхности изделия перед напыленим // Межвуз. сб. «Повышение надёжности и долговечности машин» Ро-тов н/Д: РГУПС, 1995. С 16-18.

26. Шевченко А.И. Адгезионные свойства плазменных покрытий // Межвуз. сб. «Повышение надёжности и долговечности путевых и строительных машин». Ростов н/Д: РГУПС,1995. С 57-61.

27. Шевченко А.И. Интенсификация производства на основе плазменной технологии // Сб. тез. Межгосударственного науч.-техн. семинара «Проблемы физики процессов припекания, наплавки защитных порошковых покрытий и теплофизики в производстве». Таганрог, 1995. С 39-43.

28. Шевченко А.И., Казинцев Ю.Н. Новые направления в развитии газотермических технологий // Межвуз. сб. «Актуальные проблемы железнодорожного транспорта» Ростов н/Д: РГУПС, 1995, с. 29-31.

29. Шевченко А.И. Вопросы надёжности технологии газотермического напыления // Межгосударственный межвуз. сб. «Проблемы надёжности машин» Ростов н/Д: РГУПС, 1995, с. 19-23.

30. Шевченко А.И Восстановление и производство запасных частей современными технологиями // Юбил. сб. «Повышение эксплуатационной надежности путевых, строительных, ПРМ и фрикционных систем». Ростов н/Д: РГУПС, с 1925.

31. Шевченко А.И. Ресурсосберегающие технологии для получения износостойких трибосопряжешш // Сб. «Триботехника на железнодорожном транспорте: современное состояние и перспективы». 2002—212 — 220 с.

32. Шевченко А.И., Ибадуллаев Г.Н. Гидродинамический расчет пористого подшипника конечной длины с повышенными вибродемпфирующими характеристиками. Тезисы международного экологического конгресса «Новое в в экологии и безопасности жизнедеятельности». С/Петербург, 2000 - 220 - 221 с.

33. Шевченко АЛ. Ресурсосберегающие технологии для получения износостойких трибосопряжений. Сб. «Триботехника на железнодорожном транспорте: современное состояние и перспективы». Ростов н/Д, 2002 -109 -118 с.

34. Шевченко А.И. Анализ перспектив развития газотермических технологий для изготовления и восстановления износостойких покрытий. Труды Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2007». Ростов н/Д, 178 — 180 с.

35. Шевченко А.И. Свойства плазменных покрытий с износостойкими добавками. Труды Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2008». Ростов н/Д, 339 - 341 с.

36. Шевченко А.И., Казшщев А.Ю. Анализ факторов, влияющих на свойства напыленных покрытий. Труды Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2009». Ростов н/Д. 2009. Ч. 1 - 453 - 455 с.

37. Шевченко А.И., Казинцев А.Ю. Процессы, определяющие прочность напыленных покрытий с основой // Труды Всероссийской научно-технической конференции «Транспорт-2009». Ч. 1. Ростов н/Д. - 456 - 459 с.

38. Шевченко А.И., Казинцев А.Ю. Современные требования к качеству деталей и новым методам их восстановления. Сб. научных трудов молодых ученых, аспирантов и докторантов. Ростов н/Д, 2009 - 223 - 226 с.

39. Шевченко А.И., Ахвердиев К.С., Приходько В.М., Казанчян О.Р. Гидродинамический расчет трехслойного пористого подшипника конечной длины, питаемого смазкой под давлением через тело вкладыша // Труды Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития ж.д. транспорта». Ростов н/Д, РГУПС, 1999 - 7 - 9 с.

40. Шевченко А.И., Шевченко A.A. Получение многослойных пористых подшипников методами газотермического напыления // Труды 6-й Международной конференции «Пленки и покрытия». С/Петербург, 2001 - 53 - 55 с.

41. Шевченко А.Й., Шевченко A.A. Повышение эффективности нагрева металлических порошков при низкоскоростном газопламенном напылении // Труды 6-й Международной конференции «Пленки и покрытия» С-Петербург, 2001 - 353 - 354 с.

42. Шевченко А.И., Казанчян О.Р., Приходько В.М. Определение перемещений в двухслойном вкладыше переменной толщины под действием гидродинамического давления. Тезисы научно-технической конференции «Транспорт-2001». Ростов н/Д, 2001 -27 с.

Шевченко Анатолий Иванович

Развитие методов расчета и проектирования многослойных пористых подшипников машин различного техпологического назначения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать 16.03.2010. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 2,58. Уч.-изд. л. 3,59. Тираж 100. Заказ № 4929.

Ростовский государственный университет путей сообщения.

Лицензия ЛР № 65-54 от 10.12.99.

Ризография РГУПС. Лицензия ПЛД № 65-10 от 10.08.99.

Адрес университета: 344038, г. Ростов н/Д, пл. Народного ополчения, 2.

Введение.

1. Состояние проблемы и постановка задач исследования

1.1. Условия работы и причины выхода из строя подшипниковых узлов трения путевых машин.

1.2. Пористые антифрикционные подшипниковые материалы и эффективность их использования в опорах скольжения.

2. Гидродинамический расчет радиального подшипника с многослойным пористым вкладышем переменной толщины.-.

2.1. Гидродинамический расчет радиального подшипника с двухслойным пористым вкладышем переменной толщины.

2.2. Основные уравнения и граничные условия.

2.3. Асимптотическое решение задачи.

2.4. Решение для нулевого приближения.

2.5. Решение первого приближения.

2.6. Решение второго приближения.

2.7. Определение основных рабочих характеристик подшипника.

2.8. Гидродинамический расчет радиального пористого подшипника конечной длины с двухслойным пористым вкладышем переменной толщины.

2.9. Основные уравнения и граничные условия.

2.10. Асимптотическое решение задачи.

2.11. решение задачи для первого приближения.

2.12. Точное автомодельное решение задачи гидродинамического расчета подшипника с многослойным пористым вкладышем.

2.13. Численный анализ и некоторые выводы.

3. Гидродинамический расчет радиального пористого подшипника с многослойным вкладышем и шипом с пористым слоемна рабочей поверхности.

3.1. Гидродинамический расчет неоднородного трехслойного пористого подшипника с переменной проницаемостью вдоль оси и с шипом с пористым слоем на рабочей поверхности.

3.2. Основные уравнения и граничные условия.

3.3. Асимптотическое решение задачи.

3.4. Определение основных рабочих характеристик подшипника.

3.5. Гидродинамический расчет радиального подшипника с многослойным пористым вкладышем переменной проницаемости вдоль оси и однородным пористым шипом.

3.6. Основные уравнения и граничные условия.

3.7. Асимптотическое решение задачи.

3.8. Определение основных рабочих характеристик подшипника.

4. Гидродинамический расчет радиального подшипника бесконечной длины с двухслойным пористым вкладышем переменной толщины и шипом с пористым слоем на рабочей поверхности.

4.1. Постановка задачи.

4.2. Основные уравнения и граничные условия.

4.3. Асимптотическое решение задачи.

4.4. Решение нулевого приближения.

4.5. Решение первого приближения.

4.6. Решение второго приближеиия.

4.7. Определение основных рабочих характеристик подшипника.

4.8. Гидродинамический расчет радиального подшипника конечной длины с двухслойным пористым вкладышем переменной толщины и шипом с пористым слоем на рабочей поверхности.

4.9. Прогнозирование напряженно-деформированного состояния двухслойного пористого вкладыша радиального подшипника под действием гидродинамического давления.

4.10. Расчет обратной пары трения с пористым слоем на рабочей поверхности.

4.10.1. Допущения, использованные в анализе.

4.10.2. Основные уравнения и граничные условия.

4.10.3. Точное автомодельное решение рассматриваемой задачи.

4.10.4. Определение гидродинамического давления в смазочном слое.

4.10.5. Определение функции //(#)

4.10.6. Определение безразмерной несущей способности и безразмерной силы трения.

4.10.7. Расчет пористого подшипника с эффективной работой в турбулентном режиме.

5. Экспериментальное исследование радиального подшипника конечной длины с многослойным пористым вкладышем переменной толщины с шипом с пористым слоем на рабочей поверхности.

5.1. Оборудование для испытания.

5.2. Обоснование объема испытаний, методика и обработка результатов испытаний.

5.3. Методика измерения толщины смазочного слоя.

5.4. Разработка методики измерения температуры.

5.5. Анализ результатов эксперимента.

5.6. Экспериментальное исследование деформированного состояния пористого вкладыша.—-------------.

6. Опытно-промышленные испытания пористых подшипников многослойным вкладышем переменной толщины и с пористым слоем на рабочей поверхности шипа

6.1. Конструкция многослойных пористых подшипников с пористым шипом;. —. ^ 6.2. Разработка промышленного способа изготовления пористых

МНОГОСЛОЙНЫХ-'ПОДШИШ1ж6в^::ПОрИСТЬШ1ПШПОМг. .•.,.'

6.2.1. Выбор способа нанесения многослойных пористых покрытий

6.3. Оценка работоспособности слоистых пористых

ПОДШИПНИКОВ С:пористым ШИПОМ ..".;;.'.,;

6.3.1. Определение объема испытаний.

6.3 .2. Зависимость толщины напыленного слоя от гранулометрического состава порошка

6.3.3. Зависимость прочности сцепления первого слоя пористого покрытия втулки с основанием от параметров процесса напыления..^

6.3.4; Исследование пористости и объемной плотности пористых покрытий

6.3.5. Исследование маслопоглотительной способности / плазменных пористых покрытий .'.

6.3.6. Макро-и микротвердость пористых многослойных покрытий

6.3.7. Износовые характеристики многослойных пористых покрыт^ 6.4. Стендовые испытания многослойных пористых подшипников,

6.4.1. Программа и методика стендовых испытаний многослойных пористых подшипников.

6.4.2. Анализ стендовых испытаний.

6.5. Определение основных кинематических параметров режимов плазменно-порошкового напыления.

6.6. Оптимизация электрических параметров плазменного нанесения пористых покрытий.

6.7. Эксплуатационные испытания.

6.7.1. Экономическая эффективность применения слоистых пористых подшипников с пористым шипом.

Актуальность темы. Возрастающий грузооборот железнодорожного транспорта требует совершенствования технологии ремонта и текущего содержания пути, машинизации всех видов путевых работ. Для решения этой задачи в путевом хозяйстве используется большой парк путевых машин, насчитывающий несколько тысяч единиц и свыше 40 типов машин [1-8].

Условия эксплуатации отечественных железных дорог имеют ряд существенных особенностей, основными из которых являются большая грузонапряженность линий; интенсивный рост грузонапряженности; повышение скоростей движения поездов, интенсивности движения и осевых нагрузок.

В таких сложных условиях эксплуатации железнодорожного пути требуется выполнение значительного объема работ по текущему содержанию и ремонту пути практически без прекращения движения поездов. Объемы подбивочно-выправочных работ при текущем содержании пути по трудоемкости в среднем составляют 50-60% общих трудовых затрат. Поэтому важной задачей является снижение трудоемкости этих работ за счет широкой механизации. Это можно обеспечить только достаточным количеством современных высокопроизводительных путевых машин.

Начиная с 1976 г. на заводах Министерства тяжелого и транспортного машиностроения организовано производство путевых машин нового поколения (типа ВПР-1200, ВПРС-500, Р-2000 и др.). Объем производства этих машин и их модификаций ежегодно возрастает.

Все работы по ремонту пути при текущем содержании выполняются в «окна», предусмотренные в графике движения поездов.

Потребность железных дорог в подбивочно-выправочных и рихтовочных машинах может быть определена исходя из необходимого объема ремонтных работ, эксплуатационной производительности и их годовой выработки при использовании их на подъемочном ремонте и текущем содержании пути. При определении числа машин нужно учитывать простои по техническим и организационным причинам, время на капитальный и средний ремонт.

Средний и капитальный ремонт путевых машин должен обеспечить безотказную работу машины в «окно». Поэтому качественное выполнение ремонтных работ основных узлов и механизмов путевых машин является актуальной проблемой. Наиболее нагруженными и быстроизнашивающимися узлами машин типа ВПР и ВПРС являются подшипниковые узлы подбивочного блока, поставляемые австрийской фирмой «Плассер и Тойрер». Низкий ресурс работы этих узлов продолжает оставаться одной из основных причин" преждевременной остановки машин, сокращения времени работы в «окно».

В этой связи в последнее время реализуется такой подход к выбору материалов для изготовления и ремонта деталей, когда механическая прочность обеспечивается применением одного материала, а сопротивление воздействию внешних факторов (износу, коррозии и др.) гарантируется формированием на ее поверхности слоев со специальными функциональными свойствами. Таким образом, обеспечивается надежность и долговечность детали.

Технологические приемы получения антифрикционных покрытий разнообразны, но в последнее время интенсивное развитие получила группа газотермических способов.

Они основаны на едином принципе формирования наносимого защитного слоя дискретных частиц, нагретых и ускоренных струей высокотемпературного газа.

Широкие технологические возможности газотермических способов нанесения покрытий вызывают повышение интенсивности научных разработок, изыскание применения этих способов для новых технологических решений.

Это объясняется универсальностью газотермических способов, обладающих широкими возможностями изменения свойств поверхности изделий и разнообразием наносимых материалов покрытий.

Натекание высокотемпературных гетерогенных струй на поверхность сопровождается плавлением и испарением частиц напыляемого материала, образованием оксидов, нитридов и, другими физико-химическими превращениями, приводящими к изменению, свойств исходных материалов,: кристаллизацией и; газовыделением' с образованием пор, возникновением: внутренних термических напряжений в объеме покрытия и каждой частицы. В этой связи представляется возможным получение новый многослойных пористых подшипниковых конструкций с целью увеличения их несущей способности и увеличения проницаемости пористых слоев.

Решение проблемы замены подшипников скольжения в подбивочных блоках путевых машин затрудняется из-за отсутствия систематизированных данных, о многослойных пористых антифрикционных материалах, надежно работающих в нагруженных до 28 МПа подшипниковых узлах при скоростях скольжения до 80 м/с. Кроме того, вследствие повышенных требований к эксплуатационной надежности узлов путевых машин требуется; комплексный подход к решению данной проблемы с учетом^ мнения ведущих разработчиков и эксплуатационников отрасли. Поэтому усовершенствование многослойных пористых подшипников скольжения, созданных на основе всестороннего изучения гидродинамических и тепловых процессов* а также способов их получениях полным и точным учетом факторов, связанных с особенностями структуры этих материалов, является одной из • актуальных задач машиностроения.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является установление общих теоретических и экспериментальных закономерностей; работы пористых подшипников с многослойными вкладышами переменной толщины . и с пористым слоем на шипе, разработка- на этой основе конструктивных и режимных параметров подшипников, обеспечивающих жесткость, проницаемость и аномально низкий коэффициент трения.

В соответствии поставленной целью необходимо решить следующие задачи: разработать метод гидродинамического расчета радиальных подшипников конечной и бесконечной длины с многослойным пористым вкладышем переменной толщины и с шипом с пористым слоем на рабочей поверхности; получить аналитические зависимости для основных рабочих характеристик подшипника. Дать оценку влияния числа слоев их толщин и проницаемости на основные рабочие характеристики подшипника; установить закономерность изменения толщины многослойного пористого вкладыша, обеспечивающей повышенную несущую способность подшипника; дать оценку влияния нелинейных факторов, а также коэффициента проницаемости пористого слоя на поверхности шипа на несущую способность подшипника и на коэффициент трения; определить характер и динамику изменения основных параметров слоя гидродинамической смазки в зависимости от нагрузки и скорости скольжения; разработать научные рекомендации по совершенствованию конструкций опорных подшипников подбивочных блоков путевых машин с целью повышения их эксплуатационных характеристик; разработать способ получения слоистых пористых подшипников с вкладышами переменной толщины и пористым слоем на рабочей поверхности шипа; дать экспериментальную оценку основным теоретическим результатам и разработать практические рекомендации для их внедрения на предприятиях отрасли; провести промышленную апробацию эксплуатационной надежности и долговечности слоистых пористых подшипников в узлах путевых машин при наиболее характерных условиях их работы.

Научная новнзна разработана математическая модель течения смазки в пористом подшипнике конечной и бесконечной длины с многослойным вкладышем и с пористым слоем на шипе; дан метод расчета пористого подшипника с эффективной работой в турбулентном режиме трения; разработан метод гидродинамического расчета пористого подшипника конечной и бесконечной длины с многослойным вкладышем переменной толщины и с пористым слоем» на шипе. Установлены значения функциональных, конструктивных и режимных параметров подшипника, обеспечивающие необходимую жесткость и аномально низкий коэффициент трения; найдено оптимальное число слоев и закономерность изменения проницаемостей этих слоев и слоя на поверхности шипа, при которых максимальная несущая способность подшипника сочетается с наименьшим трением; разработана математическая модель прогнозирования передаточных характеристик центрально нагруженного демпфера со сдавливаемой пленкой и пористой обоймой при полном заполнении смазкой зазора; найдены аналитические выражения для гидродинамического давления в пористой обойме и в масляной пленке, а также для составляющих усилия пленки; составлено уравнение движения шипа, найдены характеристики устойчивости при возмущении начального положения и начальной скорости; получено аналитическое выражение для коэффициента передачи воздействия дисбаланса на корпус; установлено, что в случае пористой обоймы (особенно двухслойной переменной толщины) передаваемое усилие дисбаланса значительно меньше, чем в случае сплошной обоймы;

- разработана математическая модель прогнозирования, деформационного состояния- двухслойного пористого вкладыша постоянной и- переменной толщины под действием гидродинамического давления;

- научно обоснована возможность интенсификации процессов-плазменного и газопламенного, нанесения^ слоев покрытия с переменными параметрами (по толщине, составу,1 пористости, твердости, износостойкости)' путем-использования транспортирующего газа с повышенной' энтальпией, восстановительными, свойствами и возможностью получения «мягкой» струи нагретого газа с легко регулируемыми параметрами.

Методы исследования и достоверность полученных результатов. Достоверность научных положений и выводов, сформулированных в диссертации и полученных результатов обеспечивается:

- использованием концептуальных положений гидродинамической теории смазки;

- достоверность численных результатов подтверждена сравнением с данными экспериментальных исследований, а также использованием методов математической статистики, метода планирования эксперимента;

- практическим обсуждением результатов работы с экспертами и учеными на республиканских и международных конференциях.

Практическая значимость. С использованием слоистых пористых вкладышей переменного сечения и шипа с пористым слоем на рабочей поверхности.разработана новая конструкция и технология получения пористых подшипников. Использование конструкции и технологии пористых подшипников позволило:

- многократно повысить их ресурс работы;

- обеспечить жидкостный режим работы слоистых пористых подшипников;

- упростить ремонт подшипников подбивочных блоков путевых машин типа ВНР.

Многослойные пористые подшипники прошли апробацию в рабочих узлах подбивочных блоков путевых машин типа ВПР-1200, ВПРС-500 и фирмы

Доуматик». За период с 1998 по 2001 г. рычажные системы подбивочных блоков перечисленных машин были оснащены многослойными пористыми подшипниками переменного сечения с пористым шипом изготовленными на участке газотермических технологий путевой механизированной дистанции пути ПЧМ-2 станции Тихорецкая.

Конструкция и технология пористых подшипников с вкладышами переменного сечения принята к внедрению на путевой механизированной дистанции пути ПЧМ-1 ст. Новочеркасск.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе в виде содержательной части лекций, учебных пособий, раскрывающих теоретические и технологические особенности применения многослойных пористых подшипников, при чтении курсов «Новые технологии при изготовлении и ремонте машин», «Новые эксплуатационные материалы», «Методы повышения надежности триботехнических систем».

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и получили положительную оценку на Всесоюзной научно-технической конференции «Новые процессы сварки, наплавки и газотермических покрытий в машиностроении», г. Таганрог, 1986 г.; Всесоюзной научно-технической конференции «Теория и практика газотермического нанесения покрытий», г. Дмитров, 1989 г.; 4-й Украинской республиканской научно-технической конференции «Современные методы наплавки, упрочнения, защитные покрытия и используемые материалы», ИЭС, Киев 1990 г.; Международной конференции «Газотермическое напыление в промышленности», С.-Петербург, 1993 г.; Российской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии», Москва, МАТИ, 1994 г.; Межгосударственном научно-техническом семинаре «Проблемы физики процессов прйпекания, наплавки защитных порошковых покрытий и теплофизики в производстве», Таганрог, 1995 г.; Международной конференции «Напыления и Покрытия - 95», С.Петербург, 1995 г.; Международной конференцЙи «Йленки и покрытия», С.Петербург, 1998 г., 2001 г.; Отраслевой конференции «Актуальные проблемы

Дону, 1999 г.; Международного экологического конгресса «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности», С.-Петербург, 2000 г.; Всероссийской научно-технической конференции «Транспорт 2001», РГУПС, Ростов-на-Дону, 2001 г.; Международном конгрессе «Мехтриботранс-2003», РГУПС, Ростов-на-Дону.

Работа доложена и обсуждена на совместном заседании кафедр ПСМ, ЭРМ, ОПМ и ППХ Ростовского государственного университета путей сообщения, на докторском совете РГУПСа, на заседании кафедры «Износостойкости машин и оборудования» Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина, на заседании научно-технического семинара «Проблемы транспортного материаловедения» Комплексного отделения «Транспортное металловедение» ВНИИЖТа, на научно-техническом совете главных инженеров служб СКЖД, на научно-техническом совете ПЧМ-1 ст. Новочеркасск и ПЧМ-2 ст. Тихорецк службы пути СКЖД.

Публикации. По теме диссертации имеется 57 публикации.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 339 страницах основного текста, состоит из введения, шести глав, заключения и 9 приложений. Список литературы содержит 312 наименований.

6.8. Выводы и рекомендации

1; Усовершенствование подшипников скольжения; путевых машин с целью повышения их эксплуатационной надежности и долговечности при всех мерах технологического усовершенствования невозможно без замены традиционных бронзовых вкладышей на антифрикционный материал с более высокими ' физико-механическимми и триботехническими свойствами. Применение для этой цели слоистых пористых подшипников с пористым шипом вызвало необходимость теоретического обоснования их оптимальных параметров, обеспечивающих гидродинамическую и тепловую устойчивость работы подшипников, с последующей оценкой их ресурсных возможностей.

2. Разработка основ усовершенствования работы пористых подшипников, обладающих повышенной несуществующей способностью, необходимой жесткостью и работающих с аномально низким коэффициентом трения, приводит к необходимости решения задачи гидродинамического расчета пористого подшипника с многослойным вкладышем переменой толщины и шипом, содержащий пористый слой на рабочей поверхности.

3. Решена задача о движении смазкиг в пористых подшипниках конечной и бесконечной длины с многослойными вкладышами переменой толщины. Найдено воздействие смазки на шип и получены статистические зависимости для главного вектора и главного момента сил воздействия смазки на шип, удобные для инженерных расчетов. Это позволило дать качественную картину течения смазки в смазочном слое и в слоях вкладышах и учитывать закономерности изменения толщины слоев их проницаемостей, а также числа слоев, обеспечивающих оптимальный режим работы подшипника, т. е. когда область максимального коэффициента нагруженности соответствует области минимального коэффициента трения.

4. Установлен экстремальный характер зависимости коэффициента нагруженности и коэффициента трения от давления питания, проницаемостей слоев и от других функциональных параметров подшипника. Теоретически показано и экстремально подтверждено, что многослойный вкладыш переменной толщины в случае, когда относительный эксцентриситет подшипника и относительное смещение центров слоев (имеющих круговой контур) вкладыша имеют одинаковый порядок, обеспечивается двукратное повышение несущей способности подшипника по сравнению с пористым вкладышем постоянной толщины.

5. Установлено, что если проницаемости слоев (начиная от слоя, прилегающего к смазочному) образуют убывающую последовательность, а их толщины возрастающую последовательность, то при п = 3 повышается несущая способность подшипника, сочетающаяся: с минимальным трением: При этом, если проницаемость пористого слоя, содержащегося на поверхности шипа-такого же порядка, что и проницаемость внутреннего слоя слоистого пористого вкладыша, то коэффициент трения почти в два раза меньше по сравнению таковым, когда рабочая поверхность шипа является сплошной.

6. Разработана математическая модель прогнозирования передаточных характеристик центрально нагруженного демпфера со сдавливаемой пленкой и пористой обоймой при полном заполнении1 смазкой зазора.

7. Найдены аналитические выражения для- гидродинамического давления в пористой обойме и в масляной1- пленке, а также для составляющих усилия пленки:

8. Составлено уравнение движения шипа,, найдены характеристики устойчивости при возмущении начального положения и начальной скорости.

9. Получено аналитическое выражение для коэффициента передачи1 воздействия-дисбаланса на корпус. Установлено;, что в случае пористой обоймы (особенно двухслойной переменной толщины) передаваемое;усилие дисбаланса значительно меньше, чем в случае сплошной обоймы.

ГО. Разработана^ инженерная методика; расчета подшипника скольжения с многослойным вкладышем переменой толщины и с шипом с пористым слоем на рабочей поверхности^ позволяющая при известных диаметре вала, скорости скольжения и нагрузке получить оптимальные конструктивные параметры:

- радиальный зазор в подшипнике;

- пористость слоев вкладыша и пористого слоя на поверхности шипа;

- необходимую длину подшипника;

- давление подачи масла.

11. Осциллограмма изменения толщины смазочного слоя для подшипника с двухслойным пористым вкладышем постоянной и переменой толщины показывает, что минимальная толщина в двухслойном подшипнике переменой толщины почти в два раза больше, чем в двухслойном пористом подшипнике постоянной толщины.

12. Показано, что с увеличением коэффициента проницаемости у/ пористого слоя многослойного вкладыша, прилегающего к смазочному слою, угол положения нагрузки уменьшается. Величина этого угла стабилизируется, когда относительное смещение центра внешнего слоя многослойного вкладыша близка к значению относительного эксцентриситета подшипника.

13. В случае, когда многослойный вкладыш имеет постоянную толщину с увеличением относительного эквивалента, угол положения нагрузки уменьшается. При этом в случае многослойного вкладыша переменой толщины угол положения нагрузки практически остается неизменным.

14. Разработана математическая модель прогнозирования напряженно-деформированного состояния двухслойного пористого вкладыша переменной толщины под действием гидродинамического давления.

15. Найдены аналитические зависимости для определения перемещений в двухслойном пористом вкладыше переменой толщины.

16. Дана экспериментальная оценка основным теоретическим результатам по коэффициентам трения и нагруженности, по минимальной толщине пленки, по распределению давления по окружности и по напряженно-деформированному состоянию.

17. Существующий уровень получения пористых покрытий позволяет определить газотермические технологии - плазменный и газопламенный способы - как оптимальные при получении многослойных пористых покрытий.

18. Оснащение подбивочных блоков путевых машин типа ВПР подшипниками с многослойными пористыми покрытиями и пористым шипом предопределяет многократное увеличение ресурса их работы, снижение затрат на обслуживание и сокращение потребности в запасных частях.

19. В процессе стендовых испытаний многослойных пористых подшипников установлено, что ресурс их работы при вибровоздействиях <х>1'= (600-^800) и удельных нагрузках от 24 до 32 МПа увеличилась в 1,9 раза.

20. При формировании рабочего слоя многослойного пористого подшипника с пористым шипом необходим тщательный технологический контроль:

- за рассеиванием применяемого металлического порошка, чтобы используемые фракции были в пределах 60 - 120 мкм;

- за толщиной наносимых покрытий с целью соблюдения заданного эксцентриситета подшипника.

21. Разработана номограмма для определения кинематических параметров газотермического получения пористых слоев с достаточной для практических целей точностью.

22. Определены области электрических параметров плазменного нанесения пористых слоев, обеспечивающих минимальную скорость их изнашивания и необходимую прочность сцепления покрытий с основой в меняющихся технологических условиях.

23. Внедрена промышленная технология получения многослойных пористых подшипников применительно к тяжелонагруженным узлам трения путевых машин.

275

1. Новые путевые машины // Под ред. Ю.П. Сырейщикова. -. М.: Транспорт, 1984. 320 с.

2. Отчет ВНИТИ №2 И-38-31. Экспериментальные исследования кинематики и динамики главных рабочих органов и их взаимодействия с несущими элементами машины и с элементами верхнего строения пути. (Машины ВПР-1200 и ВПРС-500). Коломна, 1981. - 143 с.

3. Отчет ПТКБ ЦП МПС № 94.00.00.0000Э. Обобщение опыта эксплуатации путевых машин типа ВПР-1200, ВПРС-500 и Р-2000 на сети ж.д. в 1984.-М., 1985.- 192 с.

4. ПЛМ-5/901 05 от 16.01.86. «Анализ работы выправочно-подбивочно-рихтовочных машин ВПР-1200, ВПРС-500 и Р-2000 на Московской ж.д. в 1984». - 113 с.

5. Отчет ПКТБ ЦП МПС № 95.00.00.0000Э. Обобщение опыта эксплуатации ВПР-машин типа ВПР-1200, ВПРС-500 и Р-2000 на сети ж.д. в 1985 .-М., 1986.- 147 с.

6. ПЛМ-5/901 05 от 16.01.86. «Анализ р9аботы выправочно-подбивочно-рихтовочных машин ВПР-1200, ВПРС-500* и Р-2000 на Московской ж.д. в 1985». - 149 с.

7. Папасюк В.В., Теплый М.Н. Определение контактных напряжений при внутреннем соприкосновении цилиндрических тел // Прикладная механика. 1971. T.V. Вып.4. С. 3-8 с.

8. Радчик A.C., Радчик B.C. О деформации.поверхностных слоев при трении скольжения. ДАН СССР, Т.119, №5, 1958. С. 933-935.

9. Реши А.К., Нарцисова Н.В. Прогнозирование скорости изнашивания шарниров в строительных и дорожных машинах // Строительные и дорожные машины. 1984. №4. С. 22-24.

10. Айбиндер С.Б., Жегпов О.С. Пластическая деформация поверхностных слоев трущихся тел при граничном трении // Трение и износ. 1981. Т.2. №4. -С. 636-642.

11. Айбиндер С.Б., Жеглов О.С. и др. Исследование фреттинг-коррозии при больших относительных перемещениях и нагрузках // Сб. «Проблемы трения и изнашивания». Киев: Техника, 1976. №9. С. 54-60.

12. Айбиндер С.Б., Жеглов О.С., Подхватилин A.B. Влияние характера относительного перемещения поверхностей трения на износ металлов // Сб. «Проблемы трения и изнашивания». Киев: Техника, 1976. №10. С. 3-7.

13. Алексеев Н.М. Металлические покрытия опор скольжения. М.: Наука, 1973. - 74 с.

14. Бабаков Н.М. Теория колебаний. М.: Изд-во техн.-теор. лит-ры, 1958.-628 с.

15. П.Ахматов A.C. Молекулярная физика граничного трения. М.: ГИФМЛ, 1963. - 427 с.

16. Баюш Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии. — М.: Машиностроение, 1986. 360 с.

17. Белый В.А., Свириденок О.В. Актуальные направления развития исследований в области трения и изнашивания-// Трение и износ. 1987. Т.8. №Г. С. 3-8.

18. Боуден Ф.П., Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел. М.: Машиностроение, 1968.-543 с.21 .Буше H.A. Трение, износ и усталость в машинах // Транспортная техника. М.: Наука, 1987. - 223 с.

19. Буше H.A., Конвитко В.В. Совместимость трущихся поверхностей. -М.: Наука, 1981.- 127 с.

20. Вульфсон И.И. Динамические расчеты цикловых механизмов. М.: Машиностроение, 1976. - 328 с.

21. Демкин Н.Б. Фактическая площадь касания твердых поверхностей. -М.: АН СССР, 1962. 110 с.

22. Кащеев В.Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов. М.: Машиностроение, 1978. - 213 с.

23. Крегельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. - 526 с.

24. Крагелъский И.В., Михин Н.М. Углы трения машин: Справочник. М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

25. Куксенова Н.И., Дянин С.И., Титов В.В. и др. Влияние структурных изменений и свойств поверхностных слоев материалов на несущую способность и долговечность шарнирно-болтовых соединений // Трение и, износ. 1988. № 3. С. 422-430.

26. Лозовской Е.Н. Статистические методьт построения эмпирических формул: Учебн. пособ. — М.: Высш. шк., 1982. — 224 с.

27. Максимов В.П., Егоров КВ. и др. Измерение, обработка и анализ быстропеременных процессов в машинах. М.: Машиностроение, 1987.- 298 с.

28. Машины и стенды для испытания деталей / Под ред. Д.Н. Решетова. -М.: Машиностроение, 1979. 343 с.

29. Методика расчетной оценки- износостойкости поверхностей трения деталей машин. -М.: Изд-во стандартов, 1979. 100 с.

30. Михин КМ. Внешнее тренее твердых тел. М.: Наука, 1977. - 221 с.

31. Николаев Ю.Н. Трибологические особенности работы шарниров цилиндрической формы // Трение и износ. 1985. Т. 6. № 4. С. 597-603.

32. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию. М.: Машиностроение, 1976. - 271 с.

33. Тензометрия в машиностроении / Под ред. Макарова. М.: Машиностроение, 1975. - 288 с.

34. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. Кн. 1, 2 / Под ред. И.В. Крегельского, В.В. Анисина. -М.: Машиностроение, 1978.

35. ЧихосХ. Системный анализ в триботехнике. М.: Мир, 1982. - 351 с.

36. Полевой С.Н., Евдокимов В.Д. Упрочнение машиностроительных материалов. М.: Машиностроение, 1997. - 496 с.

37. Семенов А.П. Схватывание металлов. — М.: Машиностроение, 1958.- 279 с.

38. Семенов А.П. Схватывание металлов и методы его предотвращения // Трение и износ. 1980. № 2. С. 237-245.

39. Бебнев НИ. Пористые подшипники на железной основе с повышенными антифрикционными и механическими свойствами. Исследования в области металлокерамики. М.: УралНИИ тяжелого машиностроения, 1953. - С. 16-19.

40. Мошков А.Д. Пористые антифрикционные металлокерамические материалы. М.: Машиностроение, 1988. - 187 с.

41. Вязников И.В., Ермаков С. С. Применение изделий: порошковрй металлургии в 'промышленности. М. -Л::Машгиз, 1960.- 24 с. .

42. Humenik M. Yall Jr/D/W/ Effect on wear and Franster anisofrogy lamellar solids//Iron Age. I960.- 86, #19. -P: 171-173.

43. Bloh Н. Methoolfordeferminingthesisure protactionofE.P.bubricants I I S.E. Jongnal. 1989.-44. № 5. -P. 193-194.

44. Campbell W.E. ,Kozak R.P. Progress in solid Lubricants Trans. ASME. A.- 1988.-70.-P. 491-492.

45. Мошков А.Д. Применение спеченных материалов в узлах трения. -Ташкент: УзоНИИНТИ, 1969. -G. 71-73. •

46. Прейс Г.А., Некоз А.И., Зозуля В.Д. Влияние температуры на-, выделение масла из пористого подшипника // Проблемы трения и:изнашивания. 1972. № 2.- С. 95-98,

47. Glezl S. Einíluss das;Olkeislanes out die selbstsclinierung bei Sinterlagern II Maschienen boutechnik. 1961. №5. - 24 c.

48. Кудинов ВВ., Иванов B.M. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий.- М.: Машиностроение. 1981. 190 с.

49. Качу да С. Т. Разработка и исследование стальных плазменных покрытий для деталей типа валов: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1961. — 21 с.

50. Зозуля В.Д. Смазки для сеченых подшипников. Киев: Наукова думка, 1967. - 190 с.

51. Бебнев H.H. Пористые подшипники на железной основе с повышенными антифрикционными и механическими свойствами //

52. Исследование в области металлокерамики. М.: УралНИИ тяжелого машиностроения, 1953. - С. 16-19.

53. Devine M.J., Gerini J.P., Stallind S.L. Improving frictionat behavior with solid film lubricants // Metals end Guert. 1967. №7. P. 16-17.

54. Минц Д.М., Шуберт С. А. Гидравлика черных металлов. М.: Машиностроение, 1955. - 297 с.

55. Мизери A.A. Применение металлокерамики и капиллярной смазки при ремонте и модернизации текстильного оборудования. М.: Гостониздат, 1962.- 197 с.

56. Артамонов А.Я. Влияние условий обработки на физико-механические свойства металлокерамических материалов. — Киев: Наукова думка, 1965.- 49 с.

57. Лыков A.B. Теория сушки. М.: Госэнергоиздат, 1950. - 376 с.

58. Морозов Ю.Ф. Исследование влияние технологических факторов на структурообразование и свойства железографитовых материалов.: Автореф. дис. канд. техн. наук. Киев, 1965. - 21 с.

59. Браславский А.Ы. О пропиточной способности» жидкостей в зависимости от формы каппиляров // Журнал «Приключение и химия». 1961.-34. № 4. С. 145-147.

60. Сшапо С., Phelan R.M. Experimental inventigation of porous bronze bearings // ASLE Traus. 1973.-16. № 2. P. 215-221.

61. Pat. 20063 DDR. JC7 с 16b5/02. Verfahren zuz pulvermetallurgischen Herstelling vou Teilen die line Bohrung euthalten zum Beispiel hager buchsen / J. Wafzula, P. Michalski, P. Malz.-Publ. 11.10.60.

62. Федоренко K.M., Кущевский A.E., Пушкарев B.B. и др. Влияние пористости на триботехнические устройства порошковых материалов на основе железа // Порошковая металлургия. 1984. № 5. С. 72-75.

63. Больший М.Ю., Безуднова М.Ф. Металлокерамические материалы: Энцикл. справ. Киев: Наукова думка, 1977. - С. 86-87.

64. Федоренко И.М., Лунина Л.И. Композиционные спеченные антифрикционные материалы. Киев: Наукова думка, 1981. - 404 с.

65. Еременко В.Н. Поверхностные явления в металлах и сплавах. Киев: Изд-во АН УССР, 1961. - 45 с.76: Еременко В.H. Поверхностные явления в металлических процессах. -М.: Металлуриздат, 1963. С. 21-24.

66. Воюцкий С.С., ЯбкоЯ.М. Влияние сорта масел на износ пары трения // Текстил. промышленность. 1960". №'2."- С. 22-23.

67. Панч P.M. Новые смазки. // Тр. Моск. института тонкой химической технологии им. Ломоносова. 1962. Вып. № 3. С. 104-106.

68. Washburn E.W. Lubrication* rovirw //Phys. Rev.-1921.-17. № 3. P. 273-274.

69. Еременко B.H., Лесник Н.Д. О кинетике пористых металлов расплавами // Изд-во АН УССР, Металлургия и топливо. 1971. № 5. С. 43-44.

70. Зозуля В.Д. Эксплуатационные свойства порошковых подшипников. -Киев: Наукова думка, 1989. 288 с.

71. Sumitomo Ta/cao. Impregnating of porous bearing // Elec. Rev. 1962. № 78 -P. 125-132.

72. Морозов IO.Ф. Опыт внедрения железографитовых изделий на Новокраматовском заводе // Порошковая металлургия. М.: Металлургиздат, 1984. - С. 1-52-159.

73. Кузнецов В.Д., Лоскутов А.И., Кисурина Л.М. К вопросу о влиянии смазок на процесс трения // Доклад АН УССР. 1956.-103. №1. С. 124-125.

74. Ахматов A.C. Молекулярная физика граничного трения. М.: Физматгиз, 1963.-376 с.

75. Виноградов Г.В. Доклад на расширенном заседании дирекции ИНХС АН СССР.-12.12.61.-М.: Изд-во АН СССР, 1962. 28 с.

76. Ребиндер П.А., Епифанов Г.И. Влияние поверхностно-активной среды на граничное трение и износ // Развитие теории трения и изнашивания. М.: Изд-во АН СССР, 1957. - С. 182-184.

77. Венцелъ C.B. Смазка двигателей внутреннего сгорания. М.: Машгиз, 1963.-289 с.

78. Венцель C.B., Леток В.А. Результаты исследования приработки на трение // Теория смазочного действия и новые материалы. М.: Наука, 1965. -С. 61-63.

79. Микрюков В.Е., Позняк II. 3. Механические свойства железографитов // Порошковая металлургия. М.: Металлургия, 1954. - С. 65-67.

80. Матвеевский P.M. Температурная: стойкость граничных смазочных слоев и твердых смазочных покрытий при трении металлов и сплавов: — М.: ; Наука, 1971.-267 с.

81. Панов В.В., Папок К.Ю. Смазочные масла современной техники. М.: Наука, 1965. - 124 с.

82. Больший М.Ю. Порошковая металлургия. М.:- Машгиз, 1968. - 248

83. Альшиц И.Я. Сравнительная оценка материалов масла на заедание // Вестник машиностроения. 1952. № 7. С. 16—18.

84. Коровчинский М.В. Теоретические основы работы . подшипников скольжения. -М.: Машгиз, 1979. 265 с.

85. Лоза A.A., Маленко К С., ЯД. Применение крупногабаритныхспеченных подшипников // Повышение износостойкости и срока службы машин. Киев: Укр1 ШИНТИ, 1974. - С. 6-7.

86. Лоза A.A., Зозуля В.Д. особенности образования маслянонпленки при трении: спеченных подшипников -// Порошковая: металлургия: 1980. № 1. — С. 46-49. • . . . •

87. Райко М.В-. Смазка^^зубчатых колес. Киев:;Техника, 1970. - 194 с.103: Райко М.В. О свойствах смазочных слоев при высоких температурах // Тр. Киевского института гражданской авиации. Вып. 12. 1954. - С. 75-77.

88. Аксенов Г.И., Сорокин В.К. Металлокерамические поршневые кольца // Сб: «Порошковая металлургия». Вып. 3. М., НИИТавтоиром, 1956. - С. 7781., . : •■;■;

89. Аравин В.К, Нумеров С.Я. Теория движения жидкостей и газов: в недеформируемой пористой среде. М., Гостехиздат, 1953. - 185 с.

90. Артамонов А.Я. II Порошковая металлургия. 1961, № 3. С. 7 - 11.

91. Артамонов А.Я. II Порошковая металлургия. 1962, № 3. С. 17 - 19.108 .Артамонов А.Я. Влияние условий обработки на физико-механическое состояние металлокерамических материалов. Киев: Наукова думка, 1965. - 114 с.

92. Моухэи, Хан. Расчет демпфирующих опор со сдавливаемой пленкой для жестких роторов. Конструирование и технология машиностроения. — Изд-во «Мир». №3. 1974. 160 с.

93. Артемьев Ю.Н. Экспериментальное исследование влияния угла подвода масла и диаметрального зазора на несущую способность подшипника // Сб. «Трение и износ», IX. М.: Изд-во АН СССР, 1954. - С. 44-46.

94. Ахматов A.C. Граничный смазочный слой как квазитвердое тело // Тр. Всесоюз. конф. по трению и износу в машинах. Изд-во АН СССР, 1949. -118с.

95. Ахматов A.C. Силы атомно-молекулярных взаимодействий, формирование и структура граничных смазочных слоев // Тр. 2-й Всесоюз. конф. по трению и износу в машинах. Изд-во АН СССР, 1949. 119 с.

96. Ахматов A.C. Молекулярная физика граничного трения. М.: Физматгиз, 1963.-271 с.

97. Балъшин М.Ю. Металлокерамика. М.: ГОНТИ, 1938. - 119 с.

98. Балъшин М.Ю. Порошковая металлургия. М.: Машгиз, 1948. -211 с.

99. Балыиин М.Ю. Порошковое металловедение. М.: Металлургиздат, 1948.-301 с.

100. Балъшин М.Ю., Короленко Н.Г. Воизитовые (железографитовые) подшипники. М.: ИТЭИН, 1940. - 17 с.

101. Барабаш M.JI. Исследование износа металлов в присутствии органозолей железа // Тр. конф. «Повышение износостойкости и срока службы машин». Киев, 1953. 117 с.

102. Бебнев П И. Пористые подшипники на железной основе с повышенными антифрикционными-свойствами // Сб. ЦНИИТМАШ. Кн. 56. -М:, 1953.- 181 с.

103. Бебнев ИИ. Коэффициент, трения и износ пористого железографита // Сб. ЦНИИТМАШ. Кн. 56. М., 1953. - 217 с.

104. Бебнев ИИ, Филатова Е.М: . Антифрикционные материалы . на~ железной основе. М.: Филиал ^ВИНИТИ: № 57-221/2, 1957. - С. 1-5.

105. Белова С.К., Саюшнский В.В. // Сб. «Порошковая металлургия». М., НИИТАвтопром.;№4. 1956;-С. 17-18.

106. Благин В.И. и др. Механические свойства и износостойкость изделий из железного порошка // Сб., «Порошковая-металлургия». Ярославль, 1956. —181 с. ; -, ; . ■ .'.■ ■ .

107. Борок Б.А., Ольхов И.И. Порошковая , металлургия. Mi: Металлургиздат, 1948. - 212 с.

108. Боуден Ф.П., ТейборД. Трение и смазка. М.: ИИЛ, 1960. - 436 с.

109. Буланов В.Я. Влияние некоторых легирующих элементов на износостойкость пористых материалов) на железной основе: Дис., ТашИИТ, ИМСС АН УССР, Киев Ташкент, 1962. - 198 с.

110. Вязников И.В., Ермаков С. С. Применение изделий порошковой металлургии^в промышленности. М. - Л. : Машгиз, 1960. -.281; с.

111. Герцрйкеи СД., . Дехтяр ИЛ. Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе. -М.: Физматтиз, 1960. 134 с.

112. Горчаков A.B., Сарвина A.C. Термодиффузионное хромирование металлокерамических изделий // Сб. НЙИТМ «Порошковая металлургия», №1. -М., 1955.-С. 78-81.

113. Григорьева В В. Изготовление деталей из чугунной стружки // Сб. ЦНИИТМАШ. Кн. 56. 1953. 181 с.

114. ЛЗЗ.Гриндорф Б.М. Порошковые сплавы как материал для гильз цилиндров автодвигателей //Тр. СазПИ. Вып. 5, 1957. С. 14-19.

115. Гриндорф Б.М. Восстановление цилиндров автомобильных двигателей постановкой пористых металлокерамических гильз: Дис. ТИИИМСХ, Ташкент, 1962. 188 с

116. Дерягин Б.В., Лазарев В.И. Применение обобщенного закона, трения к граничной смазке и механическим свойствам смазочного ело я.// Тр. 2-й конф. «Трение и износ в машинах». III. M.: Изд-во АН СССР, 1949. - С. 61-67.

117. Дьячков А.К. Расчет подшипников скольжения, работающих в области жидкостного трения // Сб. «Трение и износ в машинах», II. М.: Изд-во АН СССР, 1946.-С. 117-121.

118. Елин JI.B. Прочность масляной пленки и износ металлов при, несовершенной смазке // Сб. «Трение и износ в машинах». Вып. V. М.: Изд-во< АН СССР, 1950. С. 98-101.

119. Ждаиович Г.М. Некоторые вопросы теории процесса прессования металлических порошков и их смесей. Минск: Изд-во БПИ, 1960: — 48 с.

120. Каверин С.ГИсследование антифрикционных свойств пористого железографита с неметаллическими включениями. Ташкент: Изд-во «Наука», 1965.- 198 с.

121. Каминский Я. А. Границы применения линейного закона фильтрации (закона Дарси) в пористой металлокерамике // Тр. VII Всесоюз. конф. по порошковой металлургии. Ереван, 1964. - 89 с.

122. Коровчинский М.В. Прикладная теория подшипников жидкостного трения. М.: Машгиз, 1954. - 49 с.

123. Коровчинский М.В. Теоретические основы работы подшипников скольжения. М.: Машгиз, 1959. - 170 с.

124. Коровчинский М.В. Теория гидродинамической смазки пористых подшипников // Сб. «Трение и износ в машинах», XVI. М.: Изд-во АН СССР, 1962.-С. 101-109.

125. Костарев В.Н. Исследование антифрикционных свойств металлокерамических подшипников: Дис. Л.: ЛПИ, 1954. - 179 с.

126. Микрюков В.Е., Поздняк Н.Э. Теплопроводность, электропроводность и механические свойства железографитовых сплавов // Порошковая металлургия. 1961. № 6. С. 17-21.

127. Мошков А.Д. Исследование проницаемости масла через поры металлокерамических подшипников // Вестник машиностроения. 1950. № 12. — С. 17-21.

128. Мошков А.Д. К вопросу о применении пористых подшипниковых материалов в ремонтном хозяйстве железнодорожного транспорта // Тр. ТашИИТ. Сб. V. Ташкент, 1956. С. 117-121.

129. Мошков А.Д. Пористые антифрикционные материалы. М.: Машиностроение, 1968. - 207 с.

130. Пугина JI.K, Шамрай Ф.И. Влияние некоторых добавок на свойства и структуру металлокерамических материалов на железной основе // Сб. «Порошковая металлургия в машиностроении». Киев, 1961. С. 33-37.

131. Гезехус II. Упругое последствие и-другие сходные с ним физические явления // Журн. Русск. физ.-хим. об-ва. 1982. Вып. 14. - С. 287-385.

132. Евдокимов Ю.А., Колесников, В.И. Изменение механических свойств полимерных материалов под действием температуры и температурного градиента // Тр. РИИЖТ. Ростов н/Д, 1974. Вып. 103. - С. 93-95.

133. Колесников В.К, Тетерин А:И. Исследование влияния температурного поля на твердость материала методом планирования эксперимента // Тр. РИИЖТ. Ростов н/Д, 1974. Вып. 105. - С. 118-123.

134. Колесников В.И. Исследование и применение фильтра компенсационного типа, установленного вместо проходных компенсаторов' в генераторах ГЭУ-1, «Аркус», «Спектр» // Уральская конф. по спектроскопии АН СССР. Свердловск, 1971. - С. 44-46.

135. Пырялов Л.А. Влияние гранулометрического состава порошка на проницаемость пористых материалов // Тр. VII Всесоюзной конференции по порошковой металлургии. Ереван; 1964. - С. 9-12.

136. Хрущев М.М. Некоторые вопросы методики испытания на абразивное изнашивание. М.: Изд-во АН СССР, 1957. - 119 с.

137. Хрущев М.М. Современные теории антифрикционности подшипниковых сплавов // Сб. «Трение и износ в машинах», VI. М.: Изд-во АН СССР, 1950. - С. 89-94.

138. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Исследование изнашивания металлов. — М.: Изд-во АН СССР, 1960. 301 с.

139. Cameron A., Morgan V.T., Stainsby А.Е. «Critical conditions for hydrodynamic lubrication of porous metal bearings». The Institution of Mechanical Engineers Lubrication and Wear group, London, 1962. P. 99-103.

140. Morgan V.T. Stade of the Design Criteria for Porous Metal Bearings, Proceedings of the Conference on Lubrication and Wear, London. 1957. P. 101104.

141. Morgan V.T., Cameron A. Mechanism of Lubrication Porous Metal Bearings, Proceedings of the Conference on Lubrication and Wear, London. 1957. — P. 119-122.

142. TipeiN. La Lubrication des corps permrables, R.P.R. Revue de macanique applique, T. 4. #1. 1959. P. 211-213.

143. Семенов А.П. Создание износостойких и антифрикционных покрытий и сплавов на поверхностях трения деталей машин новыми методами // Трение и износ. 1982. - 4, № 3 - С. 401-414.

144. Семенов А.П. Схватывание металлов и методы его предотвращения при трении // Трение и износ. 1980. - 1, № 2. - С. 237-245.

145. Parles I.M. Retrystallization Welding // Weld. I. 1953. - 32, № 5. P: 7-9.

146. Roach A.E. Scoring characteristics of fearing metals // Prof. End. 1954. -25, №11. -P. 6-8.

147. Бартенев С. С. Федъко Ю.П., Григорьев А.И. Детонационные покрытия в машиностроении. — JL: Машиностроение, 1982 — 215 с.

148. Микуляк О.В. Триботехнические свойства эвтектических газотермических покрытий на основе железа с фазами внедрения: Автореф. дис. канд. техн. наук. Киев, 1985. - 21 с.

149. Карасев A.B., Ваулин P.P., Цидулко А.Г. Исследование фретингостойкости газотермических покрытий на основе карбида хрома // Теория и практика газотермического нанесения покрытий // Тез. VIII Всесоюз. совещания. Рига: Зинатне, 1980. - Т. 2. - С. 46-47.

150. Шестернев В.И. Нанесение детонационных покрытий // Порошковая металлургия. 1968. - № 1. - С. 37-39.

151. Старосельский A.A., Гаркунов Д.Н. Долговечность трущихся деталей машин. М.: Машиностроение, 1967. - 211 с.

152. Теория и практика газотермического нанесения покрытий: Материалы IV семинара 16-18 октября 1974 г. Дмитров. М., 1976. - 233 с.

153. Теория pi практика газотермического нанесения покрытий: Тезисы докл. VII совещания. Дмитров. 1978. - 301 с.

154. Всесоюзный научно-технический семинар «Трение, изнашивание и применение фрикционных и износостойких материалов и покрытий в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении». (19-21 июня 1979 г., г. Чехов): Сборник тезисов. -М., 1979. 127 с.

155. Теория,и практика газотермического нанесения покрытий: Тезисы докл. VIII Всесоюз. совещания. Т.1, 2. Рига: Зинатие. - С. 145-211.

156. Хасуй А. Техника напыления. М.: Машиностроение, 1975. - 288 с.

157. Получение покрытий высокотемпературным распылением / Под ред. А.К. Дружинина, В.В. Кудинова. М.: Атомиздат, 1973. - 312 с.

158. Костиков В.И., Шестерин Ю.А. Плазменные покрытия. М.: Металлургия, 1978. - 159 с.

159. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. —397 с.

160. КатцН.В. и др. Металлизация распылением. -М.: Машиностроение, 1966.-200 с.

161. Троицкий А.Ф. Основы металлизации распылением. Ташкент: Госиздат УзССР, 1960. - 295 с.

162. Кречмар Э. Напыление металлов, керамики и пластмасс. М.: Машиностроение, 1966. - 432с. .

163. Усов- ЛИ, Борисенко ; Применение, плазмы,: для- получения. высокотемпературных покрытий; -М.: Наука; 1965. —85 с.

164. Кудинов В В. Плазменные покрытия. М.: Наука; 1977. - 307 с:

165. Рыэюов Э.В., Суслов А.Г., Федоров В.П. Технологическое обеспечение эксплуатационных . свойств деталей- машин: —■ М.: Машиностроение, 1979.- 176 с.

166. Никитин М.Д.,. Кулик А.Я., Захаров H.H. Теплозащитные и износостойкие покрытия деталей дизелей. Л.: Машиностроение, 1977. - 168 с.

167. Кутъков A.A. Износостойкие и антифрикционные покрытия. М.: Машиностроение, 1976. — 152 с. , ,

168. Тененбаум H.H. Сопротивление абразивному изнашиванию. — М.: Машиностроение, 1976.-271 с.

169. Практические вопросы испытания металлов / Под ред. О.П. Елютина. М:: Металлургия, 1979. - 276 с.

170. Кулагин ИД. Плазменная обработка материалов. ~ М:, 1969.- 137 с;9\. Снеддон И. Преобразования Фурье. М.: Р1зд-во иностран. лит.,1955.-727 с. . . • ; . ' : .

171. Трантер К.Дэ/с. Интегральные преобразования в математической физике. Гостехиздат, 1956. -417 с.

172. Дорожкин H.H. Упрочнение и восстановление деталей машин металлическими порошками. Минск: Наука и техника, 1975. - 179 с;

173. Долгополое Н.И:, Фридман В.И. Плазменная техника. М.: Знание, 1975.-98 с.

174. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперемента; -М.: Наука, 1971. 192 с.

175. Донской A.B., Клубникип B.C. Электроплазменные процессы и установки в машиностроении. — Л.: Машиностроение, 19791 — 222 с.

176. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Исследование изнашивания металлов. — М.: Изд-во АН СССР, 1966. 112 с.

177. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Методы оценки износостойкости наплавок. Износостойкие наплавочные материалы и методы их нанесения: Материалы семинара МДНТПим; Дзержинского, 1966. 107 с.

178. Вадивасов Д.Г. Восстановление деталей металлоизделий. Саратов,1956.-78 с.

179. Власов А.П., Савинков К.П. Высокочастотная металлизация. — М., 1960.-91 с.

180. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента. — М.: Металлургия, 1969. 157 с. ,

181. Адлер Ю.П., Грановский Ю.В. Обзор прикладных работ по планированиюэксперимента.— М.: Изд-во МГУ, 1972. — 125 с.

182. Адлер Ю.П., Маркова ЕЖ, Грановский "Ю:В1 Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. - 279 с.

183. Евдокимов Ю.А., Колесников В.И., Тётерин АН Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа; М.: Наука, 1980:228 с. ' • ■ 'V .

184. Горский В.Г., Адлер Ю.П. Планирование промышленных экспериментов: М.: Металлургия, 1974. — 264 с.

185. Налимов В В., Чернова H.A. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1965. - 340 с.

186. Крагелъский ИВ. О трении несмазанных поверхностей. Т. 1. М.: Изд-во: АН СССР, 1959. С. 543-561.

187. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970:-252 с.

188. БоуденФ.П., Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел. — М.: Машиностроение, 1968. 543 с.

189. Костецкий Б.И. и др. Поверхностная прочность материалов при трении.- Киев: Техника, 1976. 296 с.

190. Костецкий Б.И. Сопротивление изнашиванию деталей!машин. — М— Киев: Машгиз, 1959.-478 с.

191. Уилкок. Турбулентная смазка и её роль< в современной; технике // Проблемы трения и смазки. Изд-во «Мир». 1974, №1, С.2.

192. Новик Ф.С., Арсов ЖЯ Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования: экспериментов. М.: Машиностроение - София, Техника, 1980. -304 с.

193. Кудинов В.В., Иванов В.М. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий. М.: Машиностроение, 1981. - 192 с.

194. Abramovitz S. «Turbulence in a Titring Pad Thrust Bearing» Trans/ ASME, Vol.78, 1956

195. Суденков Е.Г., Румянцев СИ. Восстановление деталей плазменной металлизацией; М.: Высш. шк., 1980. - 40 с.

196. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул. М.: Высш. шк., 1982. - 224 с.

197. Кулагин PI.Д., Николаев A.B. Дуговая плазменная струя как источник теплоты при обработке материалов // Сварочное производство. 1959. - С. 3-7.

198. Дудко . Д.А., Лакиза С.П. О новых возможностях сварки высокотемпературной дугой, сжатой газовым потоком // Автоматическая сварка. 1965. - № 3. - С. 7-10.

199. Аппен A.A. Основные физико-механические принципы создания, жаростойких неорганических покрытий. В кн.: Жаростойкие покрытия. Л., 1965.-С. 3-54.

200. Чайка Б.И. и др. Исследование состава и структуры плазменно-напыленных высокоуглеродистых сталей // Порошковая металлургия. 1969. №2. -С. 17-20.

201. Краснов А.И., Шаривкер С.Ю. Плазменные покрытия. В кн.: Высокотемпературные покрытия. -М. Л., 1967. - С. 161-172.

202. Smith M. J., Fuller D. D., «Journal Beariug Operation at'Super-Lamiuar Speeds», Tpaus. ASME, Vol, 78, 1956, p.469.

203. Рыкалин H.H., Шоршоров M.X., Кудинов B.B. О механизме и кинетике образования прочного соединения между покрытием и подложкой при напылении. В кн.: Жаростойкие и теплостойкие покрытия. — Л., 1969. С. 5-28.

204. Рыкалин H.H., Шоршоров М.Х., Кудинов В.В. Образование прочного сцепления при напылении порошком и металлизации. В кн.: Получение покрытий высокотемпературным распылением. М., 1973. - С. 140-195.

205. Кудинов В.В., Китаев Ф.И., Цидулко А.Г. Прочностные характеристики плазменного покрытия из смесей никель-алюминиевого порошка // Порошковая металлургия. 1975. - №8. - С. 38-44.

206. WilcockD. F., «Designing Turbuleut Bearing For Reduced Power Loss», Proceediugs of Leeds Ldous Symposium, Sept. 1975.

207. Кудинов B.B. Нанесение тугоплавких покрытий дуговой плазмой // Технология машиностроения. 1962. - №12. - С. 21-24.

208. Нг, ПЭН «Линеаризованная турбулентного течения смазки». Теоретические основы инженерных расчётов, №3, 1965, стр. 157, Изд-во «Мир».

209. Annen A.A. О теоретических критериях адгезии покрытий к металлам. В кн.: Неорганические и органосиликатные покрытия. J1., 1975. - С. 3-11.

210. Шаривкер С.Ю., Ковальчук Ю.М. Прочность сцепления с основанием плазменных антифрикционных покрытии // Физика и химия обработки материалов. 1975 - №11. - С. 31-35.

211. Астранцев В.Е., Ильясов А.Р. Нанесение покрытий из никель хром - бор - кремниевых сплавов плазменной металлизацией с последующим оплавлением // Сб. «Автомобильный транспорт». - М.: МАДИ, 1970. - С. 1721.

212. Повышение износостойкости поршневых колец плазменным напылением / И.М. Федорченко, Б.И. Чайка, А.И. Краснов, С.Ю. Шаривкер, В.И. Алексеенко // Порошковая металлургия. 1967. - №5. - С. 14-18.

213. Коломыцев П. Т. Взаимодействие бора с хромом в тройных сплавах на основе никеля. Исследования по жаропрочным сплавам. Т. 6. М.: Изд-во АН СССР, 1960.-С. 18-23.

214. Коломыцев П. Т. Исследование структуры сплавов никель хром -бор. ДАМ СССР. 144. №1. - 1962. - С. 24-32.

215. Эпик А.П., Шаривкер С.Ю. и др. О силах, обусловливающих связь плазменных покрытий с основанием // Порошковая металлургия. — №3. — 1966. -С. 12-16.

216. Морозов А.И. Плазменное напыление // Авиационная промышленность. 1964. - № 6. - С. 14—17.

217. Мадатов Н.М., Векслер М.А. Математическое планирование эксперимента (на примере исследования плазменно дуговой резки металлов под водой) // Сварочное производство. - 1970. - № 6. - С. 26-28.

218. Львов П.Н. Расчет абразивной износостойкости // Вестник машиностроения. 1959. - №7. - С. 46-49.

219. Хрущев М.М. Классификация условий и видов изнашивания деталей машин // Сб. «Трение и износ в машинах». Т.VIII. М.: Изд-во АН СССР, 1953. -С. 5-17.

220. Ахвердиев К. С., Котельнгщкая Л. И., Демидова И. И. Расчет-упорных подшипников с эффективной работой на смазке с расплавом в турбулентном режиме // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения, 2002. № 2.

221. Надежность в технике. Термины и определения. ГОСТ 13377-85.

222. Обеспечение износострйкости изделий. Трение, изнашивание и смазка. Термины и определения: ГОСТ 23002-88.247.,Надежность изделий машиностроения., Планирование наблюдений: ГОСТ 17510-82.

223. Мизери A.A., Применение металлокерамики и капиллярной смазки-при ремонте и модернизации текстильного оборудования. М.: Ростехиздат, . 1962.-197 с. :

224. А. с. СССР № .910209, приоритет 29.07.1980. Плазмотрон для напыления покрытий / А.И: Шевченко, A.B. Песенко, E.H. Богатиков. Бюл. Госкомизобретений № 7, 1980.

225. Шевченко А.И., Никитин CA. Сравнительные исследования износостойкости интерметаллидных плазменных покрытий // Тезисы докл. XI Всесоюз. конф. «Теория и практика газотермического нанесения покрытий». Т. 3. Дмитров, 1989. - С. 137-139.

226. Шевченко А.И., Дзреев И.С. Повышение износостойкости рабочих органов путевых машин II Тезисы докл. IV Украинской Республ. научн.-техн. конф. «Современные методы наплавки, упрочняющие защитные покрытия и используемые материалы». -Киев, 1992. С. 12-14.

227. Шевченко А.И. Особенности напыления порошковых материалов // Межвуз. сб. «Эксплуатация и ремонт строительных и транспортных машин». -Ростов н/Д: РИИЖТ, 1993. с. 19-21.

228. Шевченко А.И. Износостойкие покрытия рабочих органов путевых машин // . Сб. междунар. конф. «Газотермическое напыление в промышленности». СПб, 1993. - С. 219-223.

229. Шевченко А.И. Механическая активация поверхности изделия перед напылением // Межвуз. сб. «Повышение надежности и долговечности машин». Ростов н/Д: РГУПС, 1995. - С. i6-4 8.

230. Шевченко А.И. Адгезионные свойства плазменных покрытий // Межвуз. сб. «Повышение надежности и долговечности путевых и строительных машин». Ростов и/Д: РГУПС, 1995. - С. 57-61.

231. Шевченко А.И. Участок газотермических технологий для восстановления деталей путевых машин // Сб. между нар. конф. «Пленки и покрытия-95». СПб, 1995. - С. 41-43.

232. Козинцев Ю.И. Новые направления в развитии газотермических технологий // Межвуз. сб. «Актуальные проблемы железнодорожного транспорта». Ростов н/Д: РГУПС, 1995. - С. 29-31.

233. Шевченко А.И. Вопросы надежности технологии газотермического напыления // Межгосударственный межвуз. сб. «Проблемы надежности машин». Ростов н/Д: РГУПС, 1995. - С. 19-23.

234. Шевченко А.И., Синолицын Э.К. Газотермические технологии для восстановления деталей путевых машин // Тр. 5-й Междунар. конф. «Пленки и покрытия». СПб, 1998. - С. 153-154.

235. Шевченко А.И, Синолицын Э.К. и др. О факторах, влияющих на прочность сцепления газотермических покрытий с основой // Тр. 5-й Междунар. конф. «Пленки и покрытия». СПб, 1998. - С. 155-158.

236. Шевченко А.И. Восстановление и производство запасных частей современными, технологиями // Юбил. сб. «Повышение эксплуатационной надежности путевых, строительных, ПРМ и фрикционных систем». Ростов н/Д: РГУПС, 1999. - С. 19-25.

237. Ахвердиев КС., Казанчяи O.P., Шевченко А.И. и др. Слоистый пористый подшипник конечной длины // Вестник РГУПС. № 1. 1999. С. 17-24.f' 293

238. Шевченко А.И, Иббадуллаев Г.И. Гидродинамический' расчет ; слоистого пористого подшипника переменной толщины // Тр. междунар. науч.техн. конф. «Проблемы и перспективы развития ж.д. транспорта». Ростов н/Д: ; РГУПС, 1999. - С. 21-29.

239. Шевченко A.A., Шевченко Äüf.Исследование износостойкости валов и втулок виброблоков ВПР-1200 //Вестник РГУПС. №1. 2000. С. 15-18.

240. Ахверднев КС., Казанчян O.P.,Шевченко A.K. и др. Слоистый пористый подшипник бесконечной длины // Вестник РГУПС. № 2. 2000.--С. 5-10.

241. Ахвердиев КС., Иббадуллаев Г.И., Шевченко А.И., Казанчян O.P. и др. Гидродинамический расчет подшипника с переменной проницаемостью вдоль оси // Вестник РГУПС. № 2. 2000. С. 120-127.

242. Ахвердиев КС., Шевченко А.И. и др: Гидродинамический расчет неоднородного трехслойного пористого подшипника с переменной проницаемостью вдоль оси // Трение и износ. Т. 21. № 4. - 2000. - С. 369-375.

243. Ахвердиев КС., Шевченко А.И. Получение многослойных пористых подшипников методами газотермического напыления // Тр. 6-й меясдунар. конф. «Пленки и покрытия-2001». СПб, 2001. - С. 53-55.

244. Шевченко А.И Интенсификация производства на основе новых технологий. 4.2. Ростов н/Д: РГУПС. - 82 с.

245. Шевченко А.И, Казанчян O.P. Определение перемещений в двухслойном вкладыше переменной толщины под действием гидродинамического давления // Тезисы науч.-техн. конф. «Транспорт-2001». -Ростов н/Д: РГУПС, 2001. С. 60-63.

246. Шевченко А.И. Ресурсосберегающие технологии для получения износостойких трибосопряжений // Триботехника на железнодорожном транспорте: современное состояние и перспективы. 2002. — С. 212-220.

247. Ахвердиев КС., Шевченко А.И. Основы расчета, конструирования и изготовления подшипников со слоистыми вкладышами переменного сечения: Монография. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2002. - 252 с.

248. Никитин С.А., Шевченко А.И. Оптимизация процесса плазменного напыления // Межвуз. сб. «Надежность строительных машин и оборудования предприятий промышленности строительных материалов». Ростов н/Д: РИОИ, 1986.

249. Шевченко А.И. Интенсификация производства на основе новых технологий: Лекция. Ч. I. Ростов н/Д: РИИЖТ, 1987.

250. А. с. СССР № 1546892, приоритет 03.06.1988. Устройство для испытания образцов металлов на изнашивание./ Ю.А. Евдокимов, Ю.А. Вулих, И.С. Дзреев. № 1546892. Бюл. Госкомизобретений № 8, 1990 (20.08.1990 г.). .

251. Шевченко А.И, Никитин С.А. Сравнительные исследования износостойкости интерметаллидных плазменных покрытий // Тезисы докл. XF Всесоюз. конф. «Теория и практика газотермического нанесения1 покрытий». -Дмитров, 1989.

252. Шевченко А.И, Дзреев И.С. Повышение износостойкости рабочих органов путевых машин // Тезисы докл. IV Украинской Республиканской науч.-техн. конф. «Современные методы наплавки, упрочняющие защитные покрытия и используемые материалы». Киев, 1990.

253. Дзреев И.С., Шевченко А.И. Повышение износостойкости рабочих органов путевых машин // Тезисы докладов IV Украинской Республиканской науч.-техн.1 конф. «Современные методы наплавки, упрочняющие защитные покрытия и используемые материалы». Киев, 1990.

254. Шевченко А.И. Особенности напыления порошковых материалов // Межвуз. сб. «Эксплуатация и ремонт строительных и транспортных машин». -Ростов н/Д: РИИЖТ, 1993.

255. Шевченко А.И. Износостойкие покрытия рабочих органов путевых машин // Сб. Междунар. конф. «Газотермическое напыление в промышленности». СПб, 1993.

256. Шевченко А.И. Упрочнение деталей путевой машины ВПРС плазменной технологией // Сб. тезисов Российской пауч.-техн. конф. «Новые материалы и технологии». М.: МАТИ, 1994.

257. Шевченко А.И. Исследование изнашивания- деталей' подбивочного блока путевых машин // Межвуз. сб. «Повышение качества и надежности машин». Ростов н/Д: РИИЖТ, 1994.

258. Шевченко А.И. Механическая-активация поверхности изделия-перед напылением // Межвуз. сб. «Повышение надежности и долговечности- путевых и строительных машин». Ростов н/Д: РИИЖТ, 1995.

259. Шевченко А.И Адгезионные свойства плазменных покрытий // Межвуз. сб. «Повышение надежности и долговечности путевых и строительных машин». Ростов н/Д: РГУПС, 1995.

260. Шевченко А.И Участок газотермических технологий для восстановления деталей-путевых машин // Сб. Междунар. конф. «Напыление и покрытия-95». СПб, 1995.

261. Козинцев Ю,Н. Новые направления в развитии газотермических технологий // Межвуз. сб. «Актуальные проблемы железнодорожного транспорта» Ростов н/Д: РГУПС, 1995.

262. Шевченко А.И. Вопросы надежности технологии^ газотермического напыления // Межгосударственный межвуз. сб. «Проблемы надежности машин». Ростов н/Д: РГУПС, 1995.

263. Шевченко А.И. Газотермические технологии для восстановления деталей путевых машин //. Тр. 5-й Междунар. конф. «Пленки и покрытия». -СПб, 1998.

264. Шевченко А.И и др. О факторах, влияющих на прочность сцепления газотермических покрытий с основой // Тр. 5-й Междунар. конф. «Пленки и покрытия». СПб, 1998.

265. Шевченко А.И. и др. Восстановление и производство запасных частей современными технологиями // Юбил. сб. «Повышение эксплуатационной надежности путевых строительных, ПРМ и фрикционных систем». Ростов н/Д: РГУПС, 1999.

266. Иббадуллаев Г.И. Гидродинамический расчет слоистого пористого подшипника переменной толщины // Тр. междунар. науч.-техн. конф. «Проблемы и перспективы развития ж.-д. транспорта». Ростов н/Д: РГУПС, 1999.

267. Шевченко А.И. Исследование износостойкости валов и втулок виброблоков ВПР-1200 // Вестник РГУПС. 2000. - № 1.

268. Ахвердиев КС. Слоистый пористый подшипник бесконечной длины // Вестник РГУПС. 2000. - № 2.

269. Приходъко В.М. и др. Гидродинамический расчет неоднородного трехслойного пористого подшипника'с переменной проницаемостью вдоль оси // Трение и износ. Т. 21. 2000. - № 3.

270. Ахвердиев КС. и др. Гидродинамический расчет радиального подшипника с многослойным пористым вкладышем переменной проницаемости вдоль оси и однородным пористым шипом // Известия высших учебных заведений Северо-Кавказского региона. 2000. - №4.

271. Шевченко А.И. и др. Ресурсосберегающие технологии для получения износостойких трибосопряжений // Триботехника на ж.-д. транспорте: современное состояние и перспективы. — 2002.