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

Текст из файла (страница 4)

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 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.

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.

При наличии смазки происходит в начальной зоне снижение напряжений (эпюра слегка сдвинута вправо, и максимум тоже в силу наличия сил растяжения в зоне входа в контакт) далее из-за «валика» деформации возникает подпор гидродинамического слоя (сужение зазора на перетекание смазки), что приводит к локальному росту гидродинамического давления на выходе. Для моторно-трансмиссионных масел рост составляет 20-300%.

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 (сложность соблюсти адекватность нагрузочных режимов)

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

• Сложная сепарация потерь

Достоинства стендов с разомкнутым контуром:

• Возможность испытывать как узлы, так и агрегаты в целом

• Легкая сепарация потерь

• Возможность моделировать реальные нагрузки

• Простота и наглядность наблюдаемых процессов

Недостатки:

• Большие габариты

• Плохая экономичность

• Сложность использования натурных образцов

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

Единой методики испытаний нет. Связано это, в первую очередь, с технологическими возможностями испытательных стендов и измерительных систем, а также характером решаемых задач.

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. (но сложно поймать переход и погрешность базирования)

Третий метод – метод эталонного профиля. Вырезается кусок, часть зуба работает, а другая эталонная. После приработки сравнивается. Основной плюс этого метода – убирается погрешность базирования. Сам контроль осуществляется, к примеру, методом фото-наложения, измерением профилометрами и дальнейшим наложением друг на друга, а также оптическое сравнение.

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 в быстроходных передачах до 40%.

Лекция №6

Методика расчета на износ (механическое истирание)

Наиболее опасные точки по износу – это точки пересопряжения, перехода из однопарного в двухпарное зацепление и наоборот, где происходит скачек контактного напряжения.

(рис.6.1)

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 сочетаний смазка - контактирующие тела экспериментально-расчетным путем и в комплексном виде может быть представлена:

– твердость поверхости

– коэффициент масла, учитывающий его свойства

–

–

–

– кинематическая вязкость при 100⁰С (паспортная величина)

– кинематическая вязкость при нашей температуре

– приведенный модуль упругости

– приведенная шероховатость

– минимально допустимая толщина пленки (из условия работоспособности) = 0,1мкрн

– толщина контактно-гидродинамической смазочной пленки на расчетном режиме.

Зависимость интенсивности изнашивания от количества циклов представлена ниже на графике:

Для минеральных масел характерны 2 зоны:

1. С высоким износом, где происходит приработка. Заканчивается в районе 2 млн. циклов

2. Режим нормальной эксплуатации после приработки, характеризуется меньшей интенсивностью изнашивания.

С ростом рабочей температуры графики будут идти круче.

Интенсивность изнашивания и характер износа (природа) зависит от режима трения в контакте. При жидкостном трении условно можно выделить 3 характерных режима:

1. h_см > 3 R_a Контакт между телами осуществляется через смазку. Механически контакт по вершинам микронеровностей практически отсутствует.

2. R_a < h_см < 3 R_a Смешанный режим. Нагрузка передается через гидродинамический клин и частично по вершинам неровности.

3. 0,1 мкм < h_см < R_a Граничный режим. Наиболее жесткий. Для него характерно, что основная нагрузка передается через деформированные выступы микронеровностей, которые подразгружаются смазочным слоем, который лакунарно окружает эти выступы.

В результате приработки установлено, что вне зависимости от исходной шероховатости шероховатость поверхности стремится к фиксированной величине R_a = 0,2 + - 0,02 мкм.

По окончании первого этапа (приработки) поверхности имеют шероховатость R_a1≈R_a2≈0,2 мкм.

Исходная шероховатость до приработки практически не оказывает влияние на шероховатость после приработки, от исходной шероховатости зависит только время приработки. Шероховатость по окончанию приработки называется равновесной шероховатостью.

Особенным образом себя ведет силиконовая синтетическая смазка Б-3В – отсутствует стадия приработки. Высокая химическая активность Б-3В приводит к высокой интенсивности изнашивания, но оно же образует устойчивые окисные пленки, обеспечивающие работоспособность контакта в более широком диапазоне температур, а так же запуске и выбеге (турбины).

Для определения вязкости в контакте используют уравнение Вальтера:

Характеристики

Список файлов лекций