Лекции по трибологии (1033304), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

- продольный радиус качения (вдоль скорости качения).

При высоких скоростях качения и скольжения тепловыделением пренебрегать нельзя. При этом в быстроходных передачах при малом времени взаимодействия прирост к температуре будет давать адиабатическое сжатие.

В эллиптическом контакте при высоких частотах (подшипники гироскопов управления ракеты – частота вращения 8000 об/мин) разогрев подшипников от адиабатического сжатия 30 градусов).

:

1. Если толщина масляного слоя в результате расчета получается больше 3 , то гарантирован гидродинамический режим течения смазки (и трения соответственно).

2. Если толщина масляного слоя в результате расчета получается меньше , то имеем граничный режим трения.

3. Если толщина масляного слоя в результате расчета получается меньше 3 , но больше , то имеем смешенный режим трения.

Лекция 4.

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ РОЛИКОВЫХ ПОДШИПНИКОВ.

Характеризующим параметром несущей способности роликового подшипника является

где - площадь смазочного слоя,

- приведенная шероховатость

Рассмотрим роликовый подшипник в наихудшем режиме его нагружения, т.е. когда ролик находится по оси действия нагрузки. В этом случае львиная доля (порядка 90%) нагрузки передается через один ролик.

– диаметр ролика

- диаметр дорожки качения внутреннего кольца

– вязкость на входе в контакт

– пъезовязкостный коэффициент

– частота вращения

- удельная нагрузка

– радиальная нагрузка.

– эффективная длинна ролика без учета фасок

– количество роликов в подшипнике

Все размерности в данной зависимости приведены в системе кгс.

В окончательном виде расчет ресурса подшипника состоит из 4 этапов:

1. Расчет эквивалентной нагрузки

2. Расчет теплового состояния (температурного режима) подшипника

3. Расчет толщины масляной пленки в подшипнике

4. Расчет параметра

Аналогично параметр можно рассчитать для шарикоподшипника, используя расчетную зависимость h пленки при эллиптическом контакте (см. предыдущую лекцию).

Если не проходит подшипник ( ), делаем следующее:

1. Меняем класс подшипника. 0 – 6 – 5 – 4 – 3 – 2 – 1. От 0 до 6 лучше на 21 процент, но дороже. 4 класс – селективная сборка – не терпят больших перепадов температур в силу малого зазора.

2. Замена сепаратора со стального на текстолитовый или точеный (стальной, бронзовый). Текстолитовые сепараторы не любят высоких скоростей с частым и быстрым торможением или разгоном.

3. Меняем материал, но это уже не стандартный подшипник (специальные серии подшипников).

4. Меняем диаметр роликов, беговых дорожек и так далее.

У шариковых подшипников есть собственные частоты. В случае совпадения с внешними силами ресурс подшипника может существенно упасть. В большей степени это касается малонагруженных подшипников.

Принудительный подвод смазки к подшипнику требует организацию стока смазки, либо откачивающего насоса с производительностью, превышающей приток в 1.5 раза.

В быстроходных передачах подшипник качения может быть «спален» из-за избыточного количества, что обусловлено высокими гидродинамическими потерями и как следствие рост температуры.

Подшипник качения легко поддается вибродиагностике из-за своих характерных фиксированных частот.

ИЗНОС.

Условия, ограничивающие область процессов трения и изнашивания, в общем случае, можно рассматривать как взаимодействие двух шероховатых поверхностей, сопровождающихся разрушением микронеровностей.

Можно выделить 3 вида:

1. Пятна контакта возникают и исчезают без отделения материала, участвующего в контакте (упругий контакт).

2. В результате возникновения контакта материал отделяется (разрушается) при однократном взаимодействии (классический контакт)

3. Материал отделяется при многократном взаимодействии (упругопластический контакт).

Сам износ можно условно разделить на 2 группы, в которых в свою очередь можно выделить следующие типы:

1. 1 группа:

• Механические разрушения сцепленных неровностей.

• Усталостное разрушение в результате многократных механических взаимодействий микронеровностей или переменного давления смазки.

• Разрушение вследствие наклепа и повышения хрупкости, возникающих вследствие деформации при стирании.

• Отслаивание образующих пленок окисла.

• Механические разрушения, обусловленные молекулярным схватыванием по неровностям в контакте.

• Механические разрушения неровностей из-за высоких температур.

1. 2 группа:

• Износ вследствие адгезии. Этот вид износа характерен для металлов и групп металлов, склонных образовывать адгезионные связи. Адгезия – это свойство одного материала внедряться в другой.

• Износ вследствие коррозии.

• Износ вследствие абразивных частиц.

• Износ вследствие пропахивания твердыми микронеровностями более мягкого контртела.

• Износ вследствие эрозии поверхности. Происходит по прожилкам концентраторов напряжений.

• Износ вследствие флуктуации дефектов кристаллической решетки.

• Водородный износ

• И т.д.

В трансмиссии присутствуют все виды износа, перечисленные выше. Но доминирующим, как правило, является один. Все остальные виды износа как бы «поглощаются» доминирующим видом износа.

ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ В ТРИБОЛОГИИ.

В связи с тем, что в трибологии методика расчета носят расчетно-экспериментальный характер, то актуальным является вопрос разработки единых методов подхода к разработке экспериментальных установок и методов обработки полученных данных.

Условно, все существующие стенды можно классифицировать следующим образом:

Моделирующие стенды подразумевают замену зубчатых передач, кулачков и т.д. контактом двух криволинейных тел (цилиндров), моделирующие исследуемую точку в узле трения.

Натурные стенды подразумевают использование в схеме стенда оригинальных узлов исследуемой пары трения.

Стенд с разомкнутым контуром подразумевает приводной двигатель, испытуемый узел и тормоз.

Стенд с замкнутым контуром подразумевает наличие циркулирующей мощности, которая и создает нагрузочный режим, замыкающего контура, (может быть механическим, электрическим, гидравлическим) и приводной мощности на преодоление потерь в замкнутом контуре.

Достоинства стендов с замкнутым контуром:

• Энергосберегающие технологии. Потребная мощность 10% от циркулирующей.

• При простых конструкциях – относительно небольшие габариты

• Простота и наглядность стенда

• Доступность в обслуживании

Недостатки:

• Сложно моделировать динамические нагрузки

• При использовании зеркально-симметричной схемы большие проблемы с собственными частотами и вибрациями.

• Сложная сепарация потерь

Достоинства стендов с разомкнутым контуром:

• Легкая сепарация потерь

• Возможность моделировать реальные нагрузки

• Простота и наглядность наблюдаемых процессов

Недостатки:

• Большие габариты

• Плохая экономичность

При использовании моделирующих стендов необходимо еще разработать пакет программ, позволяющих перенести полученный результат с модели на натурный образец.

ИЗМЕРЕНИЕ ИЗНОСА.

С начала применения зубчатых передач предпринимались попытки разработать методы контроля их работоспособности и прогнозирования ресурса.

Первые работы были сделаны в 50-х годах IX века английскими корабелами.

Первый метод – метод отпечатков и слепков.

Второй метод контроля – метод рисок и меченых лунок. По мере износа, зная угол основания риски можно пересчитать толщину изношенного слоя.

Третий метод – метод эталонного профиля. Вырезается кусок, часть зуба работает, а другая эталонная. После приработки сравнивается.

Четвертый метод – метод меченых атомов. Поверхность зуба подвергается бомбардировке -частицами, а в картере устанавливается датчик рядом с магнитной пробкой. По мере износа зуба, частицы попадают в картер, собираются на магнитной пробке и замеряются. Погрешность метода до 40%.

Лекция 5.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА НА ИЗНОС.

Наиболее опасная точка по износу – это точки пересопряжения из однопарного в двухпарный и наоборот, где происходит скачек контактного напряжения.

Для оценки износа наиболее часто пользуются понятием интенсивности изнашивания

Основные допущения при расчете на износ:

• Доминирующим видом износа является механическое истирание поверхностного слоя (многоцикловое взаимодействие).

• Смазка - Ньютоновская жидкость

• Течение смазки в зацеплении ламинарное

• Поверхность тел упругая и шероховатая.

Из решения контактной задачи, следует что

- погонная нагрузка

– приведенный радиус в расчетной точке

– скорость скольжения в расчетной точке

– модуль упругости 2-го рода

- суммарная скорость качения в рабочей точке

– количество циклов

Интенсивность изнашивания определяется для каждой пары экспериментально-расчетным путем и в комплексном виде может быть представлена:

– твердость поверхости

–

–

–

– кинематическая вязкость при 100⁰С (паспортная величина)

–

Характеристики

Список файлов лекций