автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Улучшение рабочих характеристик карданных шарниров на игольчатых подшипниках в приводе машин

□ОЗОБЗ123

На правах рукописи

Полюшкин Николай Геннадьевич

УЛУЧШЕНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК КАРДАННЫХ ШАРНИРОВ НА ИГОЛЬЧАТЫХ ПОДШИПНИКАХ В ПРИВОДЕ МАШИН

05 02 02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 4 НАЙ 2007

Красноярск 2007

003063123

Работа выполнена в Красноярском государственном аграрном университете

Научный руководитель

доктор технических наук, доцент Меновщиков Владимир Александрович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Усаков Владимир Иосифович

кандидат технических наук, доцент Кулешов Владимир Ильич

Ведущая организация Сибирский государственный аэрокосмический

университет имени академика М Ф Решетнева г Красноярск

Защита состоится «30» мая 2007 г в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета К 212 099 04 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет» по адресу

660074, г Красноярск, ул Ак Киренского, 26, ауд Г2-70 тел 8(3912)91-21-95 факс 8 (3912) 43-06-92 e-mail srk@fivt krasn ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Политехнического института Сибирского федерального университета

Отзыв на автореферат в двух экземплярах с подписью составителя, заверенные печатью организации, просим высылать по указанному адресу на имя секретаря диссертационного совета

Автореферат разослан «27» апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Е А Сорокин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Подшипниковые узлы современных машин и технотогического оборудования достаточно широко распространены На сегодняшний день многие вопросы выхода из строя подшипниковых узлов не достаточно проработаны, особенно это относится к подшипниковым узлам работающим в условиях качания под нагрузкой Достаточно широкое распространение такие узлы получили в карданных приводах применяемых в современных транспоргно - технологических машинах

На работоспособность шарнирного узла влияют различные факторы, как внешнего (динамика трансмиссии машин), так и внутреннего (кинематика подшипника, перекос игл и пластические деформации в рабочей зоне) характера В настоящее время внешние факторы изучены достаточно, что же касается внутренних, то они исследованы в значительно меньшей степени Из этого следует, что ряд факторов в расчетах долговечности не учитывается, это отражается на точности прогнозирования ресурса работы карданного шарнира Этой точки зрения придерживаются С В Пинегин, К Г Ган, Л М Заитов, О П Леликов, а также ведущие фирмы -производители подшипников качения

По данным эксплуатации и стендовых испытаний выявлен значительный разброс долговечности Последнее обстоятельство связано с тем, что нагрузочные и температурные режимы, действующие в узле, могут существенно отличаться от стендовых испытаний

Актуальность диссертационной работы определяется тем, что рабочие характеристики игольчатых подшипников карданных шарниров могут быть улучшены уже на стадии проектирования, путем учета технических параметров влияющих на работоспособность

Цель работы Улучшение рабочих характеристик игольчатых подшипников карданного шарнира в приводе машин Выявление и оценка степени влияния на долговечность, основных технических параметров определяющих работоспособность карданного шарнира

Задачи исследования. Для достижения поставленной дели были сформулированы и решены следующие задачи

1 Провести численное моделирование поведения тел качения в зоне контакта при влиянии различных факторов (неравномерность нагружения, перекашивание тел качения в зоне силового контакта, упругопластические деформации), что даст возможность реализации уточненных методов расчета на долговечность,

2 Разработать методики и выполнить комплекс экспериментальных исследований, для цилиндрических тел качения с отношением 1рМе > 3, по оценке влияния технических параметров, на эксплуатационные свойства игольчатых подшипников карданного шарнира в модельных, стендовых и реальных условиях работы,

3 Разработать уточненную методику расчета долговечности игольчатых подшипников карданного шарнира, учитывающую влияние неравномерности

нагружения, угла изюма карданного вала, угла перекоса тел качения и неравномерности вращения,

4 Создать смазочные композиции с улучшенными антифрикционными и эксплуатационными свойствами посредством применения модифицирующих ультрадисперсных добавок Установить влияние созданных смазочных композиций на рабочие характеристики подшипников качения

Научная новизна

- разработана математическая модель поведения тел качения в зоне нагрузки, с учетом пластического оттеснения материала в контакте

- выполнен комплекс экспериментальных исследований по оценке поведения поверхностного слоя материала, нагружаемого телами качения ци-линдрическои формы с отношением сторон !Р/с/Р < 3 и 1Р/с1Р > 3, в условиях модечьных испытаний а также испытаний подшипниковых узлов на стендах и натурных условиях

- определено влияние на работоспособность игольчатых подшипников карданного шарнира следующих факторов неравномерность нагружения, угол излома карданного вала, угол перекоса тел качения, неравномерность вращения

Практическая значимость работы. На основании теоретических и экспериментальных исследований усовершенствована методика расчета иготьчатых подшипников карданных шарниров Предложены аналитические выражения для оценки их долговечности, обеспечивающие гарантированный ресурс Разработаны оригинальные методики и оборудование Предложены технические решения для повышения долговечности и улучшения рабочих характеристик эксплуатируемых подшипниковых узлов на современных предпри .тиях

Объект исследования - игольчатые подшипники карданного шарнира приводов транспортно-технологических машин

Методы исследования. Были использованы положения теории упругости и пластичности, теории и методы расчета долговечности подшипников качения, физика деформированного твердого тела, теории трения, износа и смазки, теории эксперимента, дифференциальное исчисление и математическое моделирование

Достоверность результатов исследований по оценке параметров игольчатых подшипников, коэффициентов трения, сил и моментов трения, поведения поверхностного слоя материала в силовом контакте подтверждена использованием испытательного и регистрирующего оборудования, позволяющего с достаточной точностью осуществлять измерения требуемых па-раметрог в процессе испытаний, а также обработкой полученных результатов с применением современных средств вычислительной техники и программного обеспечения

Па защиту выносятся:

Результаты теоретического исследования поведения тел качения в силовом контакте с учетом пластических деформаций, влияющих на формирование зон сцепления и скольжения

Результаты экспериментальных исследований по оценке надежности работы карданных шарниров на игольчатых подшипниках в условиях модельных, стендовых и натурных испытаний

Методика уточненного расчета и прогнозирования долговечности игольчатых подшипников карданного шарнира, учитывающая влияние неравномерности нагружения и вращения, угла излома карданного вала, угла перекоса тел качения в зоне силового контакта

Апробация работы. Основные положения работы рассматривались на Региональной студенческой научной конференции «Красноярский край освоение, развитие, перспективы» (Красноярск, 2004 г), Всероссийской студенческой научной конференции «Студенческая наука - взгляд в будущее» (Красноярск, 2005 г), Региональной научно-практическои конференции «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 2006 г ), научно - технических семинарах в Красноярском государственном аграрном университете и Политехническом инсттуте Сибирского федерального университета (20062007 гг)

Реализация результатов работы. Основные результаты исследований внедрены, в сервисных центрах ОАО «Красгазсервис» при техническом обслуживании трансмиссий, на базе усовершенствованных карданных передач транспортных машин Результаты научных разработок используются в учебном процессе в ПИ СФУ при подготовке специалистов по дисциплине «Триботехника»

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 статей, получено 4 патента на изобретения Список публикаций, отражающих основное содержание диссертации, приведен в конце автореферата

Структура и объем диссертации Работа состоит из введения, пяти разделов, основных выводов, библиографического списка из 135 наименований и приложения Материалы диссертации изложены на 160 страницах основного текста, включая 85 рисунков и 15 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, поставлены цели и задачи исследований Показана научная новизна и практическая значимость полученных результатов

В первом разделе проведен обзор и анализ опубликованных результатов исследований, направленных на определение возможных путей улучшения эксплуатационных характеристик подшипниковых узлов за счет учета расчетным путем основных влияющих факторов на их работоспособность

Отражены конструктивные и технологические особенности игольчатых подшипников карданных шарниров Приведены основные причины потери работоспособности данных подшипниковых узлов

Первые теоретические исследования работы игольчатого подшипника изложены в трудах П Феррети, В Н Трейера, С В Пинегина, М И Лысова,

Б А ЧуДакова Согласно этим исследованиям грузоподъемность игольчатого подшипника обусловливается явлениями, существенно отличающимися от тех, которые характерны для обычных подшипников качения Исследованиями и испытаниями карданных шарниров занимались Г С Чулкин, К С Сдобин, Л Н Собелин, Н А Спицын, И Я Дъяков, У Б Утемисов

Изучению явлений, возникающих вблизи и в зоне локального силового контакта деталей, посвящено много исследований, рассматривающих эти явления в химическом, физическом и механическом аспектах

Исследованием напряженно-деформированного состояния контактирующих тел, геометрии, кинетики формирования контакта деталей, изучали многие известные ученые Г Герц, А Н Динник, Н М Беляев, Н И Мусхе-лишвили, И Я Штаерман, А И Лурье, Л А Галин, И И Ворович, В И Мос-саковский, М В Коровчинский, Н И Глаголев, М М Саверин, А И Петрусе-вич, В М Александров, И В Крагельский, Ю В Линник, П Е Дьяченко, В А Журавлев, Н Б Демкин, Э В Рыжов, Д Н Решетов, Я А Рудзит, Г Томлин-сон, Р Хольм, Ф Боуден, Д Тейбор, И Арчард, К Джонсон, А Шалломах, Ж Гринвуд, Ж Уильямсон и др

На сегодняшний день, несмотря на все многообразие исследований выполненных в этой области, теория контактных разрушений материалов развита еще совершенно недостаточно Можно указать, например, что разброс по долговечности, среди одинаковых деталей работающих в совершенно одинаковых условиях при контактном нагружении, недопустимо велик и это явление не получило еще четких объяснений Недостаточно изучено влияние механических и термических способов поверхностного упрочнения деталей на их усталостную контактную прочность Даже в наиболее простом случае, когда контактируемые детали изготовлены из относительно однородных и изотропных материалов, а деформации почти не выходят за пределы упругости, не установлена твердая закономерная связь между распределением контактных напряжений, с одной стороны, и зарождением и развитием усталостных трещин - с другой Еще более неясным становится этот вопрос при сложном чередовании напряжений на протяжении каждого цикла нагружения во время качания под нагрузкой Подобные условия характерны для карданных шарниров на игольчатых подшипниках приводов транспортных и технологических машин

Широко используемые до настоящего времени расчетные критерии -максимальное напряжение в центре площадки контакта и максимальное касательное напряжение, действующее на критической глубине под поверхностью, не увязаны с действием касательных сил на контакте (сил трения)

Все это тормозит разработку уточненных методов расчета на долговечность игольчатых подшипников, что в свою очередь отражается на темпах совершенствования конструкций машин Поэтому установление или уточнение связей между внешними нагрузками, напряженным состоянием и развитием процессов разрушения, должно рассматриваться как шаг к усовершенствованию методов расчета подшипниковых узлов

Рассмотренные в обзоре методы расчета долговечности дают неполное решение В настоящее время многие факторы, определяющие долговечность подшипников качения, еще недостаточно изучены Расчет на долговечность нуждается в уточнении Этой точки зрения придерживаются С В Пипегин, К Г Гаи, JIМ Заитов, О П Леликов, а также ведущие фирмы - производители подшипников качения - SKF (Швеция), FAG (Германия), NSK (Япония)

В конце раздела приведены выводы по обзору и постановка задач исследования, направленных на решение поставленной проблемы

Во втором разделе приведено аналитическое исследование поведения тел качения в зоне контакта с учет пластического оттеснения материала

Механизм разрушения подшипников качения с телами в виде игл, когда отношение lF/dP >3, имеет специфический характер, т е бринеллирова-ние Данное явление и причины появления лунок деформированного и оттесненного материала изучались многими исследователями, однако вопрос остается до конца не изученным В результате появления пластического течения материала в зоне нагрузки возникает сопротивление качению, приводящее к росту сопротивления перемещения тел качения В данном случае необходимо рассматривать сопротивление при комплексном влиянии многих факторов и в том числе перекоса тел качения в зоне силового контакта Перекос игл вызывает проскальзывание тел качения в контакте, что приводит к увеличению сопротивления движению

Обоснование роста сопротивления качению в зоне контакта, по нашему мнению, возможно при наличии как упругого внедрения, так и упруго- пластического оттеснения при работе тел качения на дорожках качения подшипников

Для решения поставленной задачи примем следующую расчетную схему (рис 1)

Рисунок 1 - Схема контакта при наличии упругого внедрения

Тело качения (1) внедряется в полупространство (2) на величину к, при этом образуется участок, где формируется сопротивление, вызванное оттеснением материала из зоны контакта В зависимости от величины внедрения к, в контакте будет происходить качение, скольжение или качение со скольжением Причем, вытесненный участок материала, за счет внутреннего тре-

У° s кУ\

ния в материале, формирует дополнительное сопротивление движению тела качения (1)

Представим, что на упругопластическом полупространстве находится жесткий цилиндр радиусом г Если отсутствует действие внешних сил, то касание цилиндра с граничной плоскостью полупространства происходит по образующей цилиндра

Если приложим к цилиндру внешнюю нагрузку б и то вследствие упругости упругопластического полупространства граничная плоскость изменит форму и цилиндр опустится, как это показано на рис 1

в [Р±|(?|.

1

{Г2 + 02)

Л -2^6

Анализ полученного выражения показывает, что угол контакта, при внедрении тела качения в полупространство, формирует два условия существования контакта при движении

при а< атк - тело катится со скольжением, приаг>атах - тело качения буксует

При этом угол контакта связан с величиной относительного внедрения тела качения в полупространство следующим выражением

к = г{\-соъа),

где г - радиус тела качения, а - угол контакта тела качения с полупространством

При движении элемента (2) по поверхности полупространства (рис 1) в первом приближении, из геометрии расчетной схемы, запишем коэффициент трения качения

° о

у31п2а0 -Fslna0 /о= р ,

<2 + у81п2а0 -65111 а0

При заданных <2, Р, & имеем

[при >/0-тело катится со скольжением [при /,</„- тело качения скользит

В результате внедрения тела качения в поверхность дорожки качения, в зоне контакта возникает дополнительное сопротивление движению Полученное решение позволяет оценить и объяснить причины возникновения проскальзывания в зоне фрикционного контакта подшипников качения

При расчете деталей, работающих в условиях контактного нагружения, обычно принято ориентироваться на исходную форму рабочих поверхностей, воспринимающих нагрузку, и принимать ее постоянной на протяжении всего времени работы Вместе с тем практика и эксперименты свидетельствуют о

времени работы Вместе с тем практика и эксперименты свидетельствуют о том, что вследствие различных причин, участки поверхностей деталей в рабочей зоне на начальном этапе приобретают форму, существенно отличающуюся от исходной

Следует заметить, что в начальный период времени появляются остаточные деформации, составляющие 80 - 90% от деформации за все время работы При различных углах перекашивания глубина отпечатков и криволи-нейность поверхности касания различны

Для расчета остаточной деформации воспользуемся зависимостью из работы С В Пинегина

д'ист = В(<Т01)"'

Начальные остаточные деформации различаются при различных углах перекоса ип в подшипнике

при перекосе иглы <Г 8ост =0 24 Ю^(ст0|)1,76,

при перекосе иглы >Г ^<>о;?=05 Ю^Чс,,,)2'65

На графике (рис 2), представлена зависимость остаточной деформации &ост от угла перекоса для центральной иглы

5 ост, мкч

Рисунок 2 - График зависимости остаточной деформации от угла перекоса иглы

График показывает, что с увеличением угла перекоса иглы остаточная деформация растет С ростом же начальной остаточной деформации резко сокращается долговечность шарнирного узла

Игольчатый подшипник в шарнире карданного вала предназначен для восприятия радиальных нагрузок, хотя сам способен создавать осевое усилие Это усилие вызывает добавочные потери на трение и перекос игл Сказанное находит подтверждение в изменении формы поверхности контактирующих деталей по виду остаточных деформаций, появляющиеся при работе шарнира под нагрузкой

Для решения задачи при чистом изгибе иглы приняты следующие допущения контактные деформации отсутствуют, эллиптическая поверхность сечения шипа крестовины не ограничивает прогиб иглы, который рассматривается как прогиб свободно изогнутой оси балки, нагрузка по длине иглы распределяется симметрично относительно ее середины

Рассмотрим общий случай, когда просвет между серединой поверхности иглы (2) (рис 3) и внешним телом (3) равен просвету между по-

верхностью перекошенной иглы на концах и шипом крестовины, т е Д23 = Д21

- — — первоначальное положение тел

Рисунок 3 - Схема для расчета удельных давлений в зоне контакта

Из рассматриваемой схемы нашли распределение давлений в зоне контакта

Чхк \,212т]раг

Расчеты, проведенные для карданного шарнира машин тягового класса 14 кН по вышеприведенным зависимостям при угле перекоса игл в 2°, показали, что удельное давление в контакте наиболее нагруженной иглы в начальный момент нагружения превышает величину давления, подсчитанного без учета изгиба на 15-18%, что оказывает существенное влияние на долговечность карданного шарнира

Анализ эксплуатационных отказов подшипников качения показывает, что игольчатые подшипники подвергаются бринеллированию, т е материал нижнего кольца подшипника пластически деформируется Поэтому найдем решение для оценки величины деформаций сжатия и сдвига с учетом упруго-пластических процессов в зоне контакта, из условия работы соответствующих сил в контакте

а) без учета сил трения

^ву ..о.,,.,

Ке - - - и кг -.. ..............—-

3(1^ +1 )--(1-2/1„)

б) с учетом сил трения

Результаты расчетов полученных коэффициентов деформации сжатия и сдвига показали, что 3/4 общего объема материала, подвергнутого механическому воздействию, приходится на деформацию сжатия и 1/4 на деформацию сдвига. Учет трения в контакте приводит к перераспределению величин деформаций в контакте, так 2/3 общего объема приходите« на деформацию сжатия и 1/3 на деформацию сдвига. Коэффициенты деформаций зависят от физико-механических свойств материалов,

В I рстьея разделе описан порядок проведения экспериментальных исследований. Представлены методики лабораторных и стендовых испытаний по оценке напряженно-деформированного состояния, масштабов деформации поверхностного слоя материала в условиях статического и динамического нагружения. Приведена Методика определения влияния модифицированного смазочного материала с твердой добавкой на ресурс подшипников качения.

С целью выявления масштабов начальных пластических деформаций, проводились исследования в условиях статического и динамического нагружеиия для тел качения цилиндрической формы при различных отношениях //с/,:

Статические исследования заключались в следующем - на плоские образцы воздействовали индентором при различных нагрузках. Нагружение осуществлялось с помощыо г идравлического пресса. Число опытов для каждого реж ша нагружения составляло не менее 10.

Для исследований были выбраны образцы из сталей, следующих марок: СтЗ, Сталь 45, У8А с твердостью поставки и закаленные до 45 - 56 ИКС. В качестве индентора выступал шар диаметром 10 мм, а также цилиндрические тела в виде роликов, имеющие разные отношений 1р/с1р. Испытанию подвергали тела качения, имеющие отношения I¡Мр < 3 и \pZdp > 3, при одинаковой длине щ. Материал тел качения ШХ15 с твердостью 60 - 63 НЯС.

Моделирование работы игольчатого подшипника в условиях качатель-ногб движения осуществлялось с помощью разработанного и изготовленного стенда (рис.4).

|

I '

Рисунок 4 - Общий вид стенда: 1 - узел нагружения; 2 - узел трения; 3 - возвратный механизм; 4 рама; 5 - электродвигатель

К, = 2

/Дсо5[5(2И„+1)

ЗЕГТ

К., =

Методика проведения испытаний предусматривала следующий порядок выбор материалов и подготовка их к стендовым испытаниям, проведение стендовых испытаний при заданных режимах нагружения, оценка полученных результатов Величину остаточных напряжений оценивали с помощью профилографа-профилометра TR200 В качестве объекта исследования был выбран цилиндр при движении по плоскости в условиях реверсивного движения

Структурные изменения были исследованы методом металлографического анализа и микротвердости в приповерхностной зоне, где наиболее ярко выражены эти изменения Микротвердость карданных шарниров замеряли в зоне контакта в различные периоды времени по глубине, по длине и по контуру образца Измерение микротвердости проводили твердомером ПМТ-3 Твердость поверхностей плоских образцов измеряли на портативном твердомере TIME ТН 130

Напряженное состояние оценивалось методом фотоупругости Принципиальная схема стенда представлена на рис 5

13 2 4

0

Л 0

Рисунок 5 - Поляризациоино-оптический стенд 1 - источник света, 2 - образец из оптически-активного материала, 3 - цилиндрический ииден-тор,4 — экран для вывода полученного изображения, Р - поляризатор, А - анализатор

Методика проведения модельных испытаний предусматривала следующий порядок На образец (2), из оптически-активного материала, воздействовали цилиндрическим индентором (3) (тело качения), с соотношением сторон 1Р! йР>Ъ и 1Р / с1Р < 3 Исследования проводились в условиях статического и динамического нагружения Величина действующей нагрузки составляла 50Н, 100Н, 150Н и 200 Н Динамическое нагружение достигалась действием сдвигающей силы

Глубина залегания напряжений в поверхностном слое определялась по линейной шкале Количество экспериментов составило на менее десяти для каждого диапазона нагрузок

Оценка влияния смазки с модифицирующей добавкой на работоспособность и долговечность подшипников качения проводилось на машине трения СМТ-8П В качестве основного смазочного материала использовался Литол-24 На е1 о основе была приготовлена смазочная композиция с добавлением УДП-АГ Изменения поверхности внутреннего кольца подшипника

оценивали с помощью кругломера мод 290, класс точности 2, ГОСТ 17353-71

Также в данном разделе описаны характеристики используемых измерительных приборов и оборудования Приведена методика оценки погрешностей измерений, основанная на специфике измеряемых параметров и рекомендациях по статистической обработке экспериментальных данных Для обработки результатов исследований использовались возможности MathCad, Excel

В четвергом разделе представлены результаты экспериментальных исследований

Особый интерес, с нашей точки зрения, представляет определение остаточных деформаций, при статических испытаниях цилиндрических тел качения, имеющих разные ветчины сочетаний отношения lP/dp Испытанию подвергались тела качения, имеющие отношения lP/dP < 3 и lP/dp > 3 при одинаковой длине 1р Результаты испытаний представлены на рис 6 Относительное расположение кривых дает представление о влиянии нагрузки на величину остаточных деформаций

Рисунок 6 - График зависимости размера <1 и глубины Ь отпечатка для цилиндра при /р/Ур > 3 (игла) и при /¿/4, < 3 (ролик) от нагрузки Материал полуплоскости а) сталь У8А закаленная до твердости 45 - 56 Н11С, б) сталь 45 закаленная до твердости 45 - 56 НЯС

Анализ полученных результатов статических исследований показывает, что размер отпечатка й, для закаленной стали 45, не подчиняется четкой линейной зависимости, в то время как для стали У8А зависимость линейная Подобные данные были получены С В Пинегиным для стали ШХ15, где зависимость размера отпечатка с!, также подчиняется линейной зависимости, кроме зоны малых нагрузок В тоже время, остаточная деформация, по глубине лунки, для всех указанных сталей подчиняется параболическому закону

Все это говорит о том, что на величину остаточных деформаций оказывает влияние струит} ра материала

При движении тел качения по поверхности кольца подшипника реализуется пластическое оттеснение материала, что характерно для карданных шарниров на игочьчатых подшипниках

В результате проведенных исследований, были получены топограммы поверхностей плоских образцов для стали 45 и стали 45 закаленной до твердости 45 - 56 ШС (рис 7)

Оценивая поверхности образцов из стали 45 можно сказать, что часть материала поверхностного слоя перераспределялась в глубь образца, а часть выдавливалась из области силового контакта, образуя волну пластически деформированного материала Основная доля деформаций (50 - 70%) появлялась в первые циклы нагружения Закаленные образцы пластическому деформированию подвергались в меньшей степени

Ь \ik\I

Ста"1ь нрогя испытаний Tt=I мни

^ -Ь - - - 1 - — — _ ~ — — — — - - - J J ' кг

\ у" / —--

4 г и id I: L мм

h м к м

Синь 45-лк пка нр(.мн щ.пытаниЛ Ti=l мим

J < * [» I L мм

---Pi Рг - Рз

Рисунок 7 - Топограмма поверхности образцов, из стали 45 и стали 45 закаленной Действующая нагрузка Р = 250, 300, 400 Н

Топограммы поверхностей (рис 7) позволяют оценить степень уплот-няемости материапа, масштабы деформаций и очаги зарождения трещин в зоне силового контакта

Для изучения перекашивания игл в рабочей зоне подшипника и оценке втияния его на остаточную деформацию были проведены испытания Измерения перекоса игл производились по отпечаткам игл на шипе

На рис 8 представлен график зависимости остаточной деформации от величины перекоса иглы в подшипнике (кривая 2) Из графика видно, что с ростом угла перекоса остаточная деформация увеличивается

0,5 1,0 1,5 2,0 у, град Рисунок 8 - График зависимости остаточных деформаций от угла перекоса тел качения в зоне контакта по результатам теоретических и экспериментальных исследований

Перекос иглы способствует уменьшению площади контакта, что приводит к росту контактных напряжений Экспериментальная кривая (2) несколько выше теоретической (1) Расхождение результатов экспериментальных и теоретических исследований составляет в среднем около 14 %

С целью изучения природы образования вмятин и динамики их развития были проведены исследования партии карданных шарниров трактора МТЗ - 52/82 Было установлено, что при наработке 1000 - 2000 часов, крестовины кардана имели вмятины глубинои до 0,1 - 0,2 мм, расположенные под углом в 3° к оси шипа крестовины

Эксплуатационные и стендовые испытания показали, что долговечность игольчатого шарнира зависит не только от вида и величины нагрузок, но и от угла излома карданного вала Результаты испытаний представлены на рис 9

ШЛИ 63/100

0 5 10 15 20 25 30 Г, град

Рисунок 9 - График зависимости долговечности от угла излома карданного вала

В результате исследования напряженного состояния методом фотоупругости, были получены фотографии распределения напряжений в силовом контакте, тело качения - плоский образец (рис 10)

Рисунок 10 - Распределение напряжений при отсутствии (о) и наличии (б) касательной силы Т. Р= 200 Н, Т~ 0,2Р, /,, > 3 .

Из анализа полученных результатов следует, что на распределение напряжений влияет как геометрия индентора, так и величина нагрузки. Необходимо, отметить, что немаловажное значение в этом случае имеет отношение ¡¡¡/с^г- При действии сдвигающей силы происходит выход касательных напряжений, и связанных с ними касательных усилий, на поверхность. В результате, действие нормальных контактных напряжений уменьшается, а касательных увеличивается. Это приводит к тому, что при определенных условиях формируются касательные усилия по величине больше сдвиговой прочности материала. Данное условие в конечном итоге приводит к пластическим деформациям поверхностного слоя - бр инел л и рован ию.

Глубида залегание ядра максимальных касательных напряжений зависит от отношения и возрастает с увеличением диаметра с! цилиндриче-

Рисуиок 11 - График отношения глубины залегания напряжений в зависимости от величины действующей нагрузки

Исследование напряженно-деформированного состояния материала в зоне силового контакта показывает, что напряжения распределяются в приповерхностном слое и приводят к образованию разрушаемого слоя в виде трещин па поверхности и но глубине не более 2 мм (рис. 12).

Рисунок 12 — Поверхность стали 45 без травления

Появление деформаций в виде пластического течения материала перед катящимся телом можно оценить по результатам исследований микротвердости. Твердость, как один из параметров определяющих свойства поверхностного контакта, дает возможность определить наличие зоны подповерхностного и поверхностного слоя, как доказательство того, что нагрузка полностью распределяется в этих слоях и далее не распространяется.

Наибольшая твердость наблюдается не на поверхности, а на глубине порядка 10 20 мкм. На стальных поверхностях верхний слой под влияниям трения или многократной пластической деформации может разупрочнятъея. Микротвердость уменьшается по мере удаления от поверхности детали, причем более резко по толщине слоя с раздробленной структурой. Проведенные исследования микротвердости показывают, что наклеп металла под выступом и неровностями обычно меньше, чем под впадинами.

Проведенные экспериментальные исследования подтвердили влияние на работоспособность игольчатых подшипников таких параметров, как угол излома карданного вала, неравномерность вращения, перекос тел качения и пластические деформации в зоне силового контакта.

В пгятом разделе приводится усовершенствованная методика расчета параметров карданного шарнира на игольчатых подшипниках. Работоспособность игольчатых подшипников определяется не только условиями эксплуатации, но и закладывается на стадии проектирования, путем учета основных факторов влияющих па расчет и выбор подшипников.

Методика расчета учитывает влияние на долговечность ряда факторов: неравномерность распределения нагрузки; угол излома карданного вала; угол перекоса тел качения в зоне силового контакта. Учет этих факторов па стадии проектирования позволит более точно оценивать долговечность игольчатых подшипников карданного шарнира и иметь возможность проектировать подшипники для различных условий эксплуатации.

В основу расчета положены зависимости, определяемые

Предложена формула, определяющая приведенную нагрузку с учетом скорректированной величины радиальной, осевой и центробежной сил.

ГОСТ 18855-94 (ИСО 281-89).

/

\

р =

\

* А (Т1р + Тдш ) ^ 12А1ийп яиц/

+

Приведенная зависимость позволяет на стадии расчета учесть влияние геометрических, кинематических и силовых факторов на долговечность игольчатого подшипника карданного шарнира

Параметры расчета игольчатого шарнира подтверждаются практическим совпадением с экспериментальными данными Значение расчетной долговечности отличается от экспериментального не более чем на 13%, при практической идентичности эксплуатационным данным

В заключении сформулированы основные выводы и результаты, полученные в диссертационной работе

Основные результаты и выводы по работе:

1 Выявлены основные факторы и произведена оценка степени их влияния на работоспособность игольчатых подшипников карданных передач Установлено влияние следующих факторов неравномерность распределения нагрузки, и как следствие повышенный уровень контактного давления, перекос тел качении и угол излома карданного вала, и как следствие неравномерность нагружения элементов подшипника, перераспределение поверхностного слоя материала и структурные изменения в силовом контакте, и как следствие снижение вязкостных и пластических свойств материала

2 Установлено существенное влияние касательных усилий в формировании напряженно-деформированного состояния в зоне силового контакта Ядро максимальных касательных напряжений перемещается к поверхности под углом в 45°, что при определенных условиях формирует касательные усилия по величине больше сдвиговой прочности материала, которые способствуют образованию волны деформации - бринеллированию Глубина залегания ядра напряжений зависит от отношения 1Р1 с1Р

3 Установлено, что коэффициенты деформаций зависят от физико-механических свойств материалов Определены масштабы деформации сжатия и сдвига 2/3 общего объема приходится на деформацию сжатия и 1/3 на деформацию сдвига Учет трения в контакте приводит к перераспределению величин деформаций в контакте, так 3/4 общего объема материала приходится на деформацию сжатия и 1/4 на деформацию сдвига

4 Разработано специальное экспериментальное оборудование и методика иссдедования работоспособности подшипниковых узлов с телами качения цилиндрической формы имеющих отношением сторон 1Р1 йр >3

5 Исследовано влияние пластичного смазочного материала Литол-24 модифицированного твердой добавкой УДП-АГ, на работоспособность и долговечность подшипников качения По результатам модельных испытаний

подшипников качения установлено снижение износа внутренних колец на 60-70 %

6 В результате проведенного комплекса теоретических и экспериментальных исследований усовершенствована методика расчета игольчатых поднгапников карданных шарниров на долговечность, учитывающая неравномерность нагружения и вращения, угол излома карданного вала, угол перекоса тел качения

Основные положения и результаты диссертационнои работы опубликованы в следующих работах

В изданиях, рекомендуемых перечнем ВАК:

1 Полюшкин, Н Г Аналитическое решение сопротивления движению при упруго-пластическом внедрении тела качения в полупространство / Н Г Полюшкин, В А Меновщиков, Д Д Абазия, А Е Митяев И Вестник КрасГАУ Вып 9 - Красноярск, 2005 - С 209-214

2 Полюшкин, Н Г Механизм контактного разрушения сталей при статическом нагружении / Н Г Полюшкин, В А Меновщиков, В М Ярлыков // Вестник КрасГАУ Вып 10 - Красноярск, 2006 - С 198-203

В статьях п материалах конференций.

1 Полюшкин, Н Г Влияние смазочного материала с твердой добавкой на ресурс подшипников качения / Н Г Полюшкин // Красноярский край освоение, развитие, перспективы мат-лы регион студ науч копф - Красноярск КрасГАУ, 2004 - С 145 - 147

2 Полюшкин, Н Г Распределение деформированного материала в контакте в условиях возвратно-поступательного движения / Н Г Полюшкин // Студенческая наука - взгляд в будущее мат-лы всеросс студ науч конф -Красноярск КрасГАУ, 2005 - С 127-128

3 Полюшкин, Н Г Оценка влияния смазочного материала с твердой добавкой на ресурс подшипников качения / Н Г Полюшкин // Сб тр молодых ученых « Молодые ученые — науке Сибири» Вып 1 - Красноярск, 2005 -С 149-151

4 Полюшкин, Н Г Определение коэффициентов деформации сжатия и сдвига во фрикционном контакте / НГ Потюшкин, В А Меновщиков // Ресурсосберегающие технологии Приложение к «В ее гайку КрасГАУ» Вып 3 - Красноярск, 2005 - С 56-58

5 Полюшкин, Н Г Оценка напряженного состояния поляризационпо-оптическим методом / II Г Полюшкин // Сб тр молодых ученых « Молодые ученые - науке Сибири» Вып 2 - Красноярск, 2006 -С 30-32

6 Полюшкин, Н Г Исследование напряженного состояния на моделях при статическом и динамическом нагружении / Н Г Полюшкин // Аграрная наука на рубеже веков мат-лы регион науч -практич конф - Красноярск КрасГАУ, 2007 - С 224 - 226

В патентах па изобретения-

1 Патент № 58637 Устройство для исследования топографии рабочих поверхностей деталей подшипников качения / В А Меновщиков, Н Г По-люшкин, СП Ереско - № 2006122018, Заявлено 20 06 2006, Опуб 27 11 2006-2 с

2 Патент Л'° 58638 Стенд для испытаний материалов на контактную прочность при возвратно-поступательном движении образца / Н Г Полюш-кин, В А Меновщиков, СП Ереско - № 2006121246, Заявлено 15 06 2006, Опуб 27 11 2006-1 с

3 Патент № 61371 Стенд для испытаний карданных шарниров на игольчатых подшипниках / В А Меновщиков, Н Г Полюшкин, С П Ереско - № 2006121298, Заявлено 15 06 2006, Опуб 27 02 2007 - 1 с

4 Патент № 61821 Карданный шарнир / В А Меновщиков, НГ Полюшкин, А В Худолей - № 2006135080, Заявтено 03 10 2006, Опуб 10 03 2007-1 с

Санитарно-эпндимиалогическое заключение № 24 49 04 953 П 000381 от 25 09 2003 г Подписано в печать 26 04 2007 Формат 60x84/16 Бумага тип № 1 Объем 1,0 п л Тиране 100 экз Заказ X? 961 Издательство Красноярского государственного аграрного университета 660017, Красноярск, ул Ленина, 117

Соискатель

Введение.

Условные обозначения.

1 Обзор теоретических исследований игольчатых подшипников качения.

1.1 Анализ конструкций и технологических параметров игольчатых подшипников.

1.2 Обзор исследований по игольчатым подшипникам.

1.3 Анализ исследований долговечности подшипников качения

1.4 Анализ напряженного состояния в зоне силового контакта подшипников качения.

1.5 Анализ факторов, влияющих на работоспособность игольчатых подшипников.

1.6 Основные причины потери работоспособности игольчатых подшипников качения.

1.7 Выводы к разделу 1.'

2 Экспериментальные исследования игольчатых подшипников карданного шарнира.

2.1 Экспериментальное определение остаточных деформаций в силовом контакте в условиях статического нагружения.

2.1.1 Описание приспособления для снятия топографии поверхности с плоских образцов.

2.2 Проведение стендовых испытаний на моделях в условиях возвратно-поступательного движения.

2.2.1 Описание стенда.

2.2.2 Порядок проведения испытаний.

2.2.3 Оценка пластических деформаций.

2.3 Оценка структуры материала и определение твердости рабочих поверхностей.

2.4. Оценка напряженного состояния поверхностных слоев на моделях.

2.5 Оценка влияния смазки на работоспособность и долговечность подшипников качения.

2.6 Оценка ошибок измерения.

2.7 Выводы к разделу 3.

3 Результаты экспериментальных исследований.

3.1 Результаты исследования поведения поверхностного слоя материала в условиях статического нагружения.

3.2 Результаты исследования поведения поверхностного слоя материала при реверсивном движении под нагрузкой.

3.3 Результаты испытаний игольчатого шарнира на экспериментальных стендах.

3.4 Результаты испытаний игольчатого шарнира в полевых условиях.

3-.5 Результаты исследования напряженного состояния на моделях в условиях статического и динамического нагружения.

3.6 Результаты исследования нарушения структуры материала и твердости рабочих поверхностей.

3.7 Результаты исследования влияния смазочного материала с твердой добавкой на работоспособность подшипников качения

3.8 Выводы к разделу 4.

4 Комплексная математическая модель напряженно-деформированного состояния элементов карданного шарнира.

4.1 Моделирование сопротивления в зоне контакта, с учетом перекоса тел качения.

4.2 Моделирование остаточных деформаций в силовом контакте тел качения.

4.3 Моделирование напряженного состояния в зоне контакта, с учетом перекоса тел качения.

4.4 Определение коэффициентов упругих и упругопластических деформаций в зоне силового контакта.

4.5 Выводы к разделу 2.

5 Методика расчета параметров карданного шарнира на игольчатых подшипниках привода машин.

5.1 Разработка методики расчета.134 *

5.2 Алгоритм расчета.

5.3 Выводы к разделу 5.

Проектирование деталей машин в настоящее время поставило перед наукой новые задачи в области совершенствования подшипниковых узлов. Подшипниковые узлы современных машин и технологического оборудования находят достаточно широкое распространение и есть необходимость разработки уточненной теории расчета и совершенствования конструкций. Несмотря на большое количество выполненных работ в этой области, многие вопросы выхода из строя подшипниковых узлов недостаточно проработаны, особенно это касается подшипниковых узлов работающих в условиях качания под нагрузкой. Достаточно широкое распространение такие узлы получили в карданных приводах применяемых в современных транспортно -технологических машинах.

Основная масса подшипниковых узлов общего назначения выходит из строя в результате усталостного выкрашивания, в то время как характерным видом разрушения карданных шарниров на игольчатых подшипниках является пластическое оттеснение материала из зоны силового контакта («бринел-лирование»). Во многом этот вид разрушения напрямую связан с углом излома карданного вала и перекосом тел качения в зоне силового контакта игольчатого подшипника.

На работоспособность шарнирного узда влияют различные факторы, как внешнего (динамика трансмиссии машин), так и внутреннего (кинематика подшипника, перекос игл и пластические деформации в рабочей зоне) характера. В настоящее время внешние факторы изучены достаточно, что же касается внутренних, то они исследованы в значительно меньшей степени.

Практика показывает, что долговечность подшипниковых узлов зачастую не совпадает с циклической долговечностью поверхностей. По данным эксплуатации и стендовых испытаний выявлен значительный разброс показателей долговечности. Последнее обстоятельство связано с тем, что нагрузочные и температурные режимы, действующие в узле, могут существенно отличаться от стендовых испытаний. Расчет на долговечность нуждается в уточнении. Этой точки зрения придерживаются С.В. Пинегин, К.Г. Ган, JI.M. Заитов, О.П. Леликов, а также ведущие фирмы - производители подшипников качения.

Основным звеном каждого расчета являются анализ напряженного и деформированного состояния рассчитываемого элемента и выбор наиболее опасных напряжений или комплекса напряжений и деформаций, ответственных за нарушение прочности детали. Изучение явлений, возникающих вблизи и в зоне силового контакта деталей, посвящено много исследований, рассматривающих эти явления в механическом, физическом и химическом аспектах.

Исследованием напряженно-деформированного состояния контактирующих тел, геометрии, кинетики формирования контакта деталей, изучали многие известные ученые: Г. Герц, А.Н. Динник, Н.М. Беляев, Н.И. Мусхе-лишвипи, И.Я. Штаерман, А.И. Лурье, Л.А. Галин, И.И. Ворович, В.И. Мос-саковский, М.В. Коровчинский, Н.И. Глаголев, М.М. Саверин, А.И. Петрусе-вич, В.М. Александров, И.В. Крагельский, Ю.В. Линник, П.Е. Дьяченко, В.А. Журавлев, Н.Б. Демкин, Э.В. Рыжов, Д.Н. Решетов, Я.А. Рудзит, Г. Том-линсон, Р. Хольм, Ф. Боуден, Д. Тейбор, И. Арчард, К. Джонсон, А. Шалло-мах,Ж. Гринвуд, Ж. Уильямсон и др.

На сегодняшний день, несмотря на все многообразие исследований выполненных в этой области, теория контактных разрушений материалов развита еще совершенно недостаточно, особенно это относится к игольчатым подшипникам качения с отношением сторон тел качения l/dp < 3.

Наиболее рациональное использование подшипника возможно лишь при условии правильного его выбора и расчета, в зависимости от условий работы данной опоры. Очевидно, что ввиду разнообразия этих условий и высокого уровня требований к эксплуатационным характеристикам подшипников указанная задача является довольно сложной и успешно может быть решена лишь при должном понимании и учете отдельных технических параметров, влияющих на их работоспособность.

Все это свидетельствует о том, что не все факторы учтены при получении расчетных зависимостей, отсутствуют надежные методы расчета и проектирования элементов машин, учитывающие реальные условия эксплуатации. Поэтому установление или уточнение связей между внешними нагрузками, напряженным состоянием и развитием процессов разрушения, должно рассматриваться как шаг к усовершенствованию методов расчета изучаемых деталей машин.

Актуальность

Актуальность диссертационной работы определяется тем, что рабочие характеристики карданного шарнира на игольчатых подшипниках могут быть улучшены уже на стадии проектирования, путем учета технических параметров влияющих на работоспособность подшипникового узла.

Цель исследования

Улучшение рабочих характеристик игольчатых подшипников карданного шарнира в приводе машин. Выявление и оценка степени влияния на долговечность, основных технических параметров определяющих работоспособность карданного шарнира.

Задачи исследования

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

1. Провести численное моделирование поведения тел качения в зоне контакта при влиянии различных факторов (неравномерность нагружения, перекашивание тел качения в зоне силового контакта, упругопластические деформации), что даст возможность реализации уточненных методов расчета на долговечность.

2. Разработать методики и выполнить комплекс экспериментальных исследований, для цилиндрических тел качения с отношением lp/dp > 3, по оценке влияния технических параметров на эксплуатационные свойства игольчатых подшипников карданного шарнира в модельных, стендовых и реальных условиях работы.

3. Разработать уточненную методику расчета долговечности игольчатых подшипников карданного шарнира, учитывающую влияние неравномерности нагружения, угла излома карданного вала, угла перекоса тел качения и неравномерности вращения.

4. Создать смазочные композиции с улучшенными антифрикционными и эксплуатационными свойствами посредством применения модифицирующих ультрадисперсных добавок. Установить влияние созданных смазочных композиций на рабочие характеристики подшипников качения.

Научная новизна:

1. Разработана математическая модель поведения тел качения в зоне нагрузки, с учетом пластического оттеснения материала в контакте.

2. Выполнен комплекс экспериментальных исследований по оценке поведения поверхностного слоя материала, нагружаемого телами качения цилиндрической формы с отношением сторон lp/dp < 3 и lp/dp > 3, в условиях модельных испытаний, а также испытаний подшипниковых узлов на стендах и натурных условиях.

3. Определено влияние на работоспособность игольчатых подшипников карданного шарнира следующих факторов: неравномерность нагружения; угол излома карданного вала; угол перекоса тел качения; неравномерность вращения.

Практическая значимость работы

На основании теоретических и экспериментальных исследований усовершенствована методика расчета игольчатых подшипников карданных шарниров. Предложены аналитические выражения для оценки их долговечности, обеспечивающие гарантированный ресурс. Разработаны оригинальные методики и оборудование. Предложены технические решения для повышения долговечности и улучшения рабочих характеристик эксплуатируемых подшипниковых узлов на современных предприятиях.

Объект исследования - карданные шарниры на игольчатых подшипниках.

Методы исследования

Были использованы положения теории упругости, упругопластичности и пластичности, теории и методы расчета долговечности подшипников качения, физика деформированного твердого тела, теории трения, износа и смазки, теории эксперимента, дифференциальное исчисление и математическое моделирование.

Достоверность результатов исследований по оценке параметров игольчатых подшипников, коэффициентов трения, сил и моментов трения, поведения поверхностного слоя материала в силовом контакте подтверждена использованием испытательного и регистрирующего оборудования, позволяющего с достаточной точностью осуществлять измерения требуемых параметров в процессе испытаний, а также обработкой полученных результатов с применением современных средств вычислительной техники и программного обеспечения.

Апробация работы

Основные положения работы рассматривались на Региональной студенческой научной конференции «Красноярский край: освоение, развитие, перспективы» (Красноярск, 2004 г.), Всероссийской студенческой научной конференции «Студенческая наука-взгляд в будущее» (Красноярск, 2005 г.), Региональной научно-практической конференции «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 2006 г.), научно-технических семинарах в Красноярском государственном аграрном университете и Политехническом институте Сибирского федерального университета (2006-2007 гг.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 статей, получено 4 патента на изобретения. Также принято участие в трех научно-технических конференциях с публикацией тезисов и докладов.

Объем и структура диссертации

Материалы диссертационных исследований представлены на 160 страницах основного текста, включая 85 рисунка и 15 таблиц. Работа состоит из введения, пяти разделов, основных выводов, библиографического списка из 135 наименований и приложения.

5.3 Выводы к разделу 5

Полученное решение позволяет сделать следующие выводы:

1. Учет влияния перекоса тел качения позволяет существенно уточнить долговечность игольчатого подшипника карданной передачи. Значение расчетной долговечности, по данной методике, отличается от эксперимента не более чем на 13 %.

2. Введение в расчет коэффициентов неравномерности и повышенной нагруженности рабочей зоны контакта в подшипнике позволяет на 18% увеличить точность расчета параметров игольчатого подшипника карданного шарнира.

3. Предложена формула, определяющая приведенную нагрузку с учетом скорректированной величины радиальной, осевой и центробежной сил, позволяющая на стадии расчета учесть влияние геометрических, кинематических и силовых факторов на долговечность игольчатого подшипника карданного шарнира.

Заключение

1. Выявлены основные факторы и произведена оценка степени их влияния на работоспособность игольчатых подшипников карданных передач. Установлено влияние следующих факторов: неравномерность распределения нагрузки, и как следствие повышенный уровень контактного давления; перекос тел качении и угол излома карданного вала, и как следствие неравномерность нагружения элементов подшипника; перераспределение поверхностного слоя материала и структурные изменения в силовом контакте, и как следствие снижение вязкостных и пластических свойств материала.

2. Установлено существенное влияние касательных усилий в формировании напряженно-деформированного состояния в зоне силового контакта. Ядро максимальных касательных напряжений перемещается к поверхности под углом в 45°, что при определенных условиях формирует касательные усилия по величине больше сдвиговой прочности материала, которые способствуют образованию волны деформации - бринеллированию. Глубина залегания ядра напряжений зависит от отношения lp/dp.

3. Установлено, что коэффициенты деформаций зависят от физико-механических свойств материалов. Определены масштабы деформации сжатия и сдвига: 2/3 общего объема приходится на деформацию сжатия и 1/3 на деформацию сдвига. Учет трения в контакте приводит к перераспределению величин деформаций в контакте, так 3/4 общего объема материала приходится на деформацию сжатия и 1/4 на деформацию сдвига.

4. Разработано специальное экспериментальное оборудование и методика исследования работоспособности подшипниковых узлов с телами качения цилиндрической формы имеющих отношение сторон lp/dp> 3.

5. Исследовано влияние пластичного смазочного материала Литол-24 модифицированного твердой добавкой УДП-АГ, на работоспособность и долговечность подшипников качения. По результатам модельных испытаний подшипников качения установлено снижение износа внутренних колец на 60-70 %.

6. В результате проведенного комплекса теоретических и экспериментальных исследований усовершенствована методика расчета игольчатых подшипников карданных шарниров на долговечность, учитывающая неравномерность нагружения и вращения, угол излома карданного вала, угол перекоса тел качения.

1. Андриенко, JI.A. Прогнозирование ресурса подшипников качения по критерию изнашивания / Л.А. Андриенко // Справочник. Инженерный журнал. 2001 №9. С. 22-25.

2. Барун, В.А. Микрогеометрия обработанной металлической поверхности и ее измерения / В.А. Барун. -М.: Машгиз, 1948.• 3. Бейзельман, Р. Д. Подшипники качения: справочник / Р.Д. Бейзельман, Б.В. Цыпкин, Л.Я. Перель. М.: Машиностроение, 1967.

3. Беляев, Н.М. К Местные напряжения при сжатии упругих тел / Н.М. Беляев // Инженерные соединения и строительная техника. Л.: Изд-во «Путь», 1924.

4. Беляев, Н.М. К вопросу о местных напряжениях в связи с сопротивлением рельсов смятию / Н.М. Беляев // Труды ЛИИПС. Вып. 99, Л., 1929.

5. Блаер, И.Л. Метод устранения перекосов беговой дорожки роликоподшипников / И.Л. Блаер // Вестник машиностроения. 2005, №11. С. 8-11.

6. Боуден, Ф.П. Трение и смазка твердых тел / Ф.П. Боуден, Д. Тейбор. М.: Изд-во, 1968.

7. Брокли, С. А. Временная зависимость статического трения / С. А. Брокли // Проблемы трения и смазки. 1968 № 1.

8. Вайншток, В.В. Пластичные смазки как средство снижения абразивного износа / В.В. Вайншток // Практическая трибология. Мировой опыт.

9. Т. 1. Под ред. А.В. Чичинадзе. М.: Центр «Наука и техника», 1994.

10. Вейбулл, В.А. Усталостные испытания и анализ результатов / Пер. с нем. -М.: Машиностроение, 1969.

11. Вирабов, Р.В. О реализации касательной силы в зоне контакта упругих тел при качении / Р.В. Вирабов // Машиноведение. 1967 № 2.

12. Вирабов, Р.В. Качение упругого колеса по жесткому основанию / Р.В. Вирабов // Известие вузов. Машиностроение. 1967 № 4-7.

13. Вирабов, Р.В. Оценка сопротивления качению, обусловленного трением в контакте цилиндрических тел / Р.В. Вирабов // Машиноведение. 1968 №2.

14. Воронин, Н.А. Теоретическое модель упруго-пластического внедрения жесткой сферы / Н.А. Воронин // Трение и износ. 2003 №1(24). С. 16-25.

15. Влияние смазки на долговечность, трение и износ подшипников качения / Пер. ст. X. Мюнних из журнала: Schiertechnik. -1968, Vol Л 5 № 2. Р. 87-92.

16. Гаевик, Д.Т. Подшипниковые опоры современных машин / Д.Т. Гаевик. -М.: Машиностроение, 1985.

17. Галин, JI.A. Контактные задачи теории упругости и вязкоупругости / JI.A. Галин. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1980.

18. Ган, К.Г. Моделирование методов расчета коэффициента смазки и материала при определении ресурса подшипников качения / К.Г. Ган, JI.M. Заитов//Вестник машиностроения. 1994, № 12. С. 3 -7.

19. Ган, К.Г. Уточненный расчет ресурса подшипников качения с учетом смазочного материала / К.Г. Ган, Ф.Д. Зунг // Вестник машиностроения. 1998, № 5. С. 24-27.

20. Гаркунов, Д.Н. Триботехника / Д.Н. Гаркунов. М.: Машиностроение, 2000.

21. Гастев, В.А. Курс теории упругости и основ теории пластичности / В.А. Гастев. JL: Изд-во Ленинградского университета, 1973.

22. Герц, Г. Принципы механики, изложенные в новой связи/ Г. Герц; Под. ред. И.И. Артоболевского. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1959.

23. Глаголев Н.И. Трение и износ при качении цилиндрических тел / Н.И. Глаголев // Инженерный журнал Т. IV Вып. 4,1964.

24. Горячева, И.Г. Влияние относительного проскальзывания и свойств поверхностного слоя на напряженное состояние упругих тел при трении качения / И.Г. Горячева, С.М. Захаров, Е.В. Торская // Трение и износ. 2003, №1(24). С. 5-15.

25. ГОСТ 2752-74 Карданные передачи с/х машин.

26. Грозин, Б.Д. Образование питтинга и пластические деформацли метастабильных структур стали. В кн. «Трение и износ в машинах». Т.1 / Б.Д. Грозин. М. - Л.: изд-во АН СССР, 1947.

27. Громаковский, Д.Г. Исследование трения и износа в роликовых направляющих металлорежущих станков: дис. . канд. тех. наук: 05.02.02./ Д.Г. Громаковский.-М., 1972

28. Демкин, Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей / Н.Б. Демкин. М.: Наука, 1970.

29. Дехтяр, Б.А. Опыт совершенствования карданных передач / Б.А. Дехтяр //Автомобильная промышленность. 1970 № 5.

30. Джонсон, K.JI. Контактные напряжения при качении / K.JI. Джонсоь //Машиноведение. 1968 № 5.

31. Джонсон, K.JI. Механика контактного взаимодействия: пер. с англ / К. Джонсон. М.: Мир, 1989.

32. Динник, А.Н. Удар и сжатие упругих тел / А.Н. Динник // Известия Киевского политехнического института. Кн.4, 1909.

33. Динник, А.Н. Избранные труды / А.Н. Динник. Изд - во АН УССР. Т. 1, 1952.

34. Дмитриев, В.А. Детали машин / В.А. Дмитриев. JL: Судостроение,1970.

35. Добровольский В.А. Исследования движения иглы в игольчатом подлиннике / В.А. Добровольский // Вестник металлопромышленности. 1936 №9.

36. Докшанин, С.Г. Анализ работы подшипников качения и возможность повышения их долговечности / С.Г. Докшанин // Вестн. КГТУ.

37. Вып. 21: Машиностроение. 2000. С. 62 64.

38. Драйгор, Д.А. Износостойкость и усталостная прочность иглы в зависимости от обработки стали и процесса трения / Д.А. Драйгор. АН УССР, Киев, 1959.

39. Дроздов, Ю.Н. Состояние поверхностных слоев контакта катящихся со скольжением роликов при трении с пластичной смазкой / Ю.Н. Дроздов, С.Ф. Мугнециян // Вестник машиностроения. 1993, № 1. С. 11 13.

40. Дьяков, И.Я. Перспективные направления повышения ресурса работы (долговечности) карданных шарниров / И.Я. Дьяков, У.Б. Утемисов // Вестник машиностроения. 1970, № 12.

41. Евдокимов, В.Д. Реверсивность трения и качество машин / В.Д. Евдокимов. Киев: Техника, 1977.

42. Егоров, JT.A. Об испытаниях автомобильных карданных передач / JI.A. Егоров, Д.К. Розов // Автомобильная и тракторная промышленность. 1955 №2.

43. Завьялов, В.Б. Стендовые испытания игольчатых подшипников / В.Б. Завьялов, Е.Н. Пустынцев // Вестник машиностроения. 1971 № 7.

44. Информационный ресурс ОАО «Саратовский подшипниковый завод» / http://www.spz.ru.

45. Ишлинский, А.Ю. Трение качения. Прикладная математика и механика / А.Ю. Ишлинский. Изд-во АН СССР, 1938 т. 2.

46. Ишлинский, А.Ю. Теория сопротивления перекатыванию (трение качения) и смежных явлений / А.Ю. Ишлинский // Труды Всесоюзной конференции по трению и износу в машинах. Изд-во АН СССР, 1940 т. 2.

47. Ишлинский, А.Ю. О проскальзывании в области контакта при трении качения / А.Ю. Ишлинский // Изд-во АН СССР. Отделение технических наук 1956 № 6.

48. Коллинз, Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение: пер. с англ. / Дж. Коллинз. М.: Мир, 1984. -624 с.

49. Коровчинский, М.В. Распределение напряжений в окрестностях локального контакта упругих тел при одновременном действии нормальных касательных сил / М.В. Коравчинский // Машиноведение. №6. 1967.

50. Костецкий, Б. И. Трение, смазка и износ в машинах.^ / Б. И. Костецкий. М.: Машиностроение, 1970. 339-340 с.

51. Костецкий, Б.И. Сопротивление изнашиванию деталей машин / Б. И. Костецкий. М.: Машгиз, 1959.

52. Крагельский, И.В. Основы расчетов на трение и износ / И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов. М.: Машиностроение, 1977. 45-49, 200-271 с.

53. Кульчицкий-Жигайло, Р. Приближенное решение контактной задачи теории упругости о вдавливании параболического штампа в упругое слоистое полупространство / Р. Кульчицкий-Жигайло, В. Колодзейчик,// Трение и износ. 2004 №2(22). С. 125-133.

54. Лапшин, С.А. Пути повышения долговечности карданных передач тракторов / С.А. Лапшин, С.Г. Борисов, В.А. Васильев // Тракторы и сельхозмашины. 1971 № 4.

55. Лапшин, С.А. Некоторые нагрузки в трансмиссии автомобиля, вызванные работой карданной передачи / С.А. Лапшин // Сб. исследование нагруженности трансмиссии автомобиля и её деталей. М.: НАТИ, 1965.

56. Леликов, О.П. Контактное взаимодействие деталей машина / О.П. Леликов // Справочник. Инженерный журнал. 2001 № 4. С. 25-34.

57. Леликов, О.П. Новая методика расчета ресурса подшипников качения. / О.П. Леликов // Справочник. Инженерный журнал. 2003 № 1. С. 15 -23.

58. Лундберг, Г. Динамическая грузоподъемность подшипников качения: пер с англ. № 169 - 53 / Г. Лундберг, А. Пальмгрен. - М.: Главподшипник. 1954. 71 с.

59. Любичева, А.Н. Напряженное состояния упругих тел с включениями при контактном взаимодействии / А.Н. Любичева, Е.В. Торская // Трение и износ. 2004 №4(25). С. 416-421.

60. Меновщиков, В.А. Повышение работоспособности игольчатых шарниров карданных приводов транспортно-технологических машин /

61. B.А. Меновщиков // Докторская диссертация. Красноярск: КрасГАУ, 2006.

62. Мусхелишвили, Н.И. Некоторые основные математические задачи теории упругости и вязкоупругости / Н.И. Мусхелешвили. М.: Наука, 1966. 435-439 с.

63. Никитин, А.В. Новая методика расчета долговечности подшипников качения / А.В. Никитин // Вестник машиностроения. 1994 № 5,1. C. 3 8.

64. Орлов, А.В. Контактная прочность и расчет тяжелонагруженых опор качения / А.В. Орлов. М.: Машиностроение, 1975.

65. Орлов, А.В. Коэффициент трения при дифференциальном скольжении в тяжелонагруженом контакте / А.В. Орлов // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2005 №4. С. 68-74.

66. Орлов, А.В. Расчет на износ подшипников качения / А.В. Орлов, В.Г. Павлов // Трение и износ. 2001 №4(22). С. 225-232.

67. Орлов, А.В. Оценка надежности шарикоподшипника по критерию стабильности сцепления / А.В. Орлов // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2004 №4. С. 77-83.

68. Орлов, П.И. Контактная прочность / П.И. Орлов //Справочник. Инженерный журнал. 1998 №1. С. 26-30.

69. Отчет НАТИ 15199. Исследование условий работы карданных передач трактора Т-150 и разработка мероприятии по повышению их долговечности.

70. Отчет НАТИ 14066. Исследование видов и процессов возникновения разрушений карданов трактора К-700.

71. Пальмгрен, А. Шариковые и роликовые подшипники /

72. A. Пальмгрен. М.: Машгиз, 1949.

73. Патент СССР 300033, МКП F 16с 19/22. Радиальный роликовый подшипник / Э. Энде. № 1214695/25-97; Заявлено 02.11.68; Опуб. 26.03.71, Бюл. №12-2 с.

74. Патент СССР 638757, МКП F 16с 19/22. Многорядная роликовая опора для карданного шарнира / В.Я. Анилович, О.И. Черненький,

75. B.JI. Латвиенко, Г.Е. Огий, Б.А. Розенцвай, С.Н. Власов, А.В. Левченко. №. 2405890/25-27; Заявлено 20.09.76; Опуб. 25.12.78, Бюл. №47 - 2 с.

76. Патент РФ на полезную модель по заявке № 2006312200/22 Стенд для исследования топографии рабочих поверхностей деталей подшипников качения / В.А. Меновщиков, Н.Г. Полюшкин, С.П. Ереско.

77. Патент РФ на полезную модель по заявке № 200632214/22 Стенд для испытаний материалов на контактную прочность при возвратно-поступательном движении образца / Н.Г. Полюшкин, В.А. Меновщиков,1. C.П. Ереско.

78. Погодаев, Л.И. Теория и практика прогнозирования износостойкости и долговечности материалов и деталей машин / Л.И. Погодаев. СПб.: СПГУВК. 1997. 415 с.

79. Полюшкин, Н.Г. Распределение деформированного материала в контакте в условиях возвратно-поступательного движения / Н.Г. Полюшкин // Студенческая наука взгляд в будущее: мат-лы всеросс. студ. науч. конф. -Красноярск: КрасГАУ, 2005. - С. 127-128.

80. Полюшкин, Н.Г. Оценка напряженного состояния поляризационно-оптическим методом / Н.Г. Полюшкин // Сб. тр. молодых ученых « Молодые ученые науке Сибири». Вып. 2. - Красноярск, 2006. - С. 30 - 32.

81. Полюшкин, Н.Г. Определение коэффициентов деформации сжатия и сдвига во фрикционном контакте / Н.Г. Полюшкин, В.А. Меновщиков // Ресурсосберегающие технологии: Приложение к «Вестнику КрасГАУ». Вып. 3. Красноярск, 2005. - С. 56 - 58.

82. Полюшкин, Н.Г. Механизм контактного разрушения сталей при статическом нагружении / Н.Г. Полюшкин, В.А. Меновщиков, В.М. Ярлыков // Вестн. КрасГАУ. Вып. 10. Красноярск, 2006. - С. 198 - 203.

83. Пинегин, С.В. Гидродинамические явления внутри игольчатого подшипника / С.В. Пинегин // Подшипник. 1937 № 5.

84. Пинегин, С. В. Остаточные деформация при контактном нагружении / С. В. Пинегин, Д.В. Орлов. М.: Машиностроение, 1971.

85. Пинегин, С.В. Контактная прочность и сопротивление качению / С.В. Пинегин. М.: Машиностроение, 1969. 243 с.

86. Пинегин, С.В. Влияние внешних факторов на контактную прочность при качении / С.В. Пинегин, И.А. Шевелев, В.М. Гудченко. М.: Наука, 1972. 102 с.

87. Пинегин, С.В. Трение качения в машинах и приборах / С.В. Пинегин. М.: Машиностроение, 1976.

88. Пинегин, С.В. Общие элементы расчета игольчатого подшипника / С.В. Пинегин//Подшипник. 1938 № 1-2.

89. Пинегин С.В. Работоспособность деталей подшипников / С.В. Пинегин. -М.: Машгиз, 1949.

90. Пинегин, С.В. В. Общие элементы расчета игольчатого подшипника / С.В. Пинегин // Подшипник. 1938.-№ 3-4.

91. Подшипники качения. Справочное пособие / Под ред. Н. А: Спицына и А. И. Спришевского. М.: Машгиз, 1961.

92. Повреждение и ненормальные явления подшипников качения и их причины. Коио Сэйко Ко., Лтд. №16: Предпринт. М.: 1974. 21с.

93. Повышение надежности и долговечности роликоподшипников / Под. ред. JI. Г. Куклина. М.: Машиностроение, 1969. 112 с.

94. Польцер, Г. Основы трения и изнашивания: Пер с нем. О.Н. Огерского, В.Н. Палянова; Под ред. М.Н. Добычина / Г. Польцер, Ф. Майсонер.-М.: Машиностроение, 1984. 135-137 с.

95. Пуссэт, JT.A. Упругое проскальзывание в фрикционной передаче / JI.A. Пуссэт // Труды ВНИИ звукозаписи, вып. 5, 1959.

96. Пустынцев, Е.Н. Стендовые испытания игольчатых карданных подшипников / Е.Н. Пустынцев, В.Б. Завьялов // Вестник машиностроения. 1971, №7.

97. Ракин, Я. Ф. Эксплуатация подшипниковых узлов машин / Я. Ф. Ракин. М.: Расгропиздат, 1990. 192 с.

98. Решетов, Д.Н. Совместное действие на шариковые подшипники радиальной и осевой нагрузок / Д.Н. Решетов // Подшипник. 1939 №11.

99. Решетов, Д.Н. Надежность машин / Д.Н. Решетов, А.С. Иванов, В.З. Фадеев. -М.: Высш. школа. 1988.

100. Сасаки, Т. Характеристика игольчатых подшипников: пер. с японского / Т. Сасаки, № 35599/9 ВНИТИ, М. 1964.

101. Силкин, А.С. Исследование явления износа шипов крестовин кардана, работающих в игольчатых подшипниках / А.С. Силкин, В.А. Какуевицкий //Вестник машиностроения. 1961 №8.

102. Собенин, JI.H. О повреждении цапф крестовин карданных валов тепловозов / JI.H. Собенин // Сб. трудов ЛИИЖТ. 1966 вып. 246.

103. Спришевский, А. И. Подшипники качения / А. И. Спришевский. -М.: Машиностроение, 1969. 632 с.

104. Спришевский, А.И. Износ подшипников качения. В кн. «Подшипники качения». Справочное пособие / А.И. Спришевский. М.: Машгиз, 1961.

105. Сухарев, И.В. Прочность шарнирных узлов машин. Справочное пособие / И.В. Сухарев. М.: Машиностроение, 1977. 38-45 с.

106. Терентьев, В.Ф. Трибонадежность подшипниковых узлов в присутствии модифицированных смазочных композиций / В.Ф. Терентьев, Н.В. Еркаев, С.Г. Докшанин. Новосибирск: Наука, 2003. 52 с.

107. Тимошенко, С.П. Теория упругости: Пер. с англ., под. ред. Шапиро Г.С. / С.П. Тимошенко, Дж. Гудьер. М.: Наука, 1979.

108. Тоцуо, У., Сасаки Т. и др. Динамическая характеристика игольчатых подшипников: тех. перевод / У. Тоцуо, Т. Сасаки // № 220-64.ВНИИПП, М. 1964.

109. Трейер, В.Н. Теория и расчет подшипников качения / В.Н. Трейер. -М.! Машиностроение и металлообработка.

110. Третьяков, Е.М. Исследование влияния формы твердых тел на величину предельных контактных напряжений / Е.М. Третьяков // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2004 №4. С. 45-53.

111. Утемисов, У.Б. Особенности динамики нагружения карданных передач трактора К-700 / У.Б. Утемисов, И. Я. Дьяков // Тракторы и сельхозмашины. 1970 № 9.

112. Федоров, А.В. О составляющих общего упругого сближения при силовом контакте сферических твердых тел / А.В. Федоров, Н.В. Асеев, Н.Г. Дудкина // Справочник. Инженерный журнал. 2000 №12. С. 33-36.

113. Флик, Э.П. Исследование работоспособности с/х карданных шарниров с игольчатыми подшипниками / Э.П. Флик // Диссертация, М., 1970.

114. Флик, Э.П. Повышение надежности карданных шарниров с/х машин / Э.П. Флик, А.А. Гафанович // Тракторы и сельхозмашины. 1965 № 11.

115. Харазия, J1.B. Исследования работоспособности элементов пар трения карданного шарнира на игольчатых подшипниках / JI.B. Харазия // Диссертация. М., 1975.

116. Харазия, JI.B., Перекос игл в паре трения карданного шарнира на бессепараторном игольчатом подшипнике / JI.B. Харазия, В.А. Меновщиков // (Рукопись депонирована в НИИмаш 13 января 1975г. № 84). ВИНИТИ. РЖ, реф. 5. 48. 381-75 с.

117. Цыбанев, Г.В. Влияние величины и длительности циклического нагружения на триботехнические свойства стали / Г.В. Цыбанев, О.Н. Бе лас // Проблемы прочности. 2005 № 1. С. 96-106.

118. Черменский, О.Н. Влияние контактного трения на работоспособность подшипников качения / О.Н. Черменский // Вестник машиностроения. 2003 №4. С. 39-43.

119. Шевелев, И.А. Напряжения при совместном действии нормальных и касательных сил на эллиптической площадке контакта / И.А. Шевелев, Д.В. Чернилевский // Справочник. Инженерный журнал. 2000 №3. С. 22 27.

120. Шевелев, И.А. Экспресс-метод расчета контактных напряжений в подшипниках качения / И.А. Шевелев, Д.В. Чернилевский //Справочник. Инженерный журнал. 2000 № 5. С. 21 27.

121. Шевелев, И.А. Подшипники качения. Критерий контактной усталости при совместном действии нормальных и касательных сил на контакте качения / И.А. Шевелев, А.В. Орлов, Д.В. Чернилевский // Справочник. Инженерный журнал. 2001 № 1. С. 24 30.

122. Эрлих, Л.Б. Природа питтинга / Л.Б. Эрлих // Подшипник. 1940, №11.

123. Chivers, T.S. The variation of real contact area between surfaces without contact pressure and material hardness / T.S. Chivers, L.A. Mitchell, M.D. // Rowe Wear. 1974 №28, P.l71.

124. Dareing, D.W. Misaligned rollers bearings / D.W. Dareing, Radzimovsky // Machine design. 1964? № 13. P. 175 179.

125. Ferreti, P. Esperienze su cuscinetti and agni. Revista Aeronautica / P. Ferreti. № 40, 1932.

126. Fromm, H. Fromm H. Berechnung des Schluflfes Beim Rollen deformierbaren Scheiben / H. Fromm, Z. Angew // Math und Mech., 1927., Bd. 7 H.l.

127. Harris. T.A. The effect of misalignment on the fatigue life of cylindrical roller bearings haviny crowned rolliny members, paper American sos. Meck.Eng. 1963, №3

128. Lorenz, R. Schien und rad / R. Lorenz. Z. V. DY. 72, 1928.

129. Manea, G. Metodele de calcul aplicate orgenelor de magini in lumina cerceterilor moderne / G. Manea. Sesiunea jubiliara IAMu. Bis 7.6.1960. Ed. Academiei. s. 67-99.

130. Mundt, R. Ermundungsbrush und Zullassige Belastung von Walzquerlager / R. Mundt. VDI - Berlin. 1929, Bd. 73, №1. S. 53-59.

131. Pavelescu, D. Neuere Anschauungen, Berechnungen und Anwendungen auf den Gebieten Reibung und VerschleiB / D. Pavelescu. -> Bukarest: Verlag der Sozialitischen Republik Rumanien, 1971.

132. Stribeck, R. Kugellager fur beliebige Belastungen / R. Stribeck// Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure VDI Zeitschrift. Berlin, 1901. - Vol. 45, №3.-P. 73-79, 118-125.

133. Reunolds, 0. On Rolling Fristion. Phuloph Trans/ O. Reunolds // Soc/Zondon, vol. 196,1878. P.l.

134. Weibull, W.A. Statistical theory of strength of materials / W.A. Weibull. Stockholm, 1939. № 151. - 145 p.