Анализ факторов определяющих работоспособность опор скольжения

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

SCIENCE TIME
АНАЛИЗ ФАКТОРОВ ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ОПОР СКОЛЬЖЕНИЯ
Марчук Дмитрий Владимирович, Сердобинцев Юрий Павлович, Волгоградский государственный технический
университет, г. Волгоград
E-mail: trandul@yandex. ru
Аннотация. Данная статья посвящена анализу факторов, определяющих работоспособность опор скольжения. Рассмотрены основные схемы обеспечения 0 режима жидкостного трения в подшипниках скольжения. Выявлены проблемы • применения гидростатических и гидродинамических подшипников скольжения Сделаны выводы об эффективности применения комбинированного режима поддержания разделительного слоя смазочного материала и покрытия, образующего сервовитную плёнку.
Ключевые слова: подшипник скольжения, работоспособность опор скольжения, подшипники.
Подшипниковый узел подвергается повышенному износу, и поток отказов составляет 30% от общего числа поломок [1]. Наибольший износ подшипников скольжения вызывает работа в режиме граничного трения.
Износ пар трения в подшипниковых узлах нарушает их взаимодействие, может вызывать значительные дополнительные нагрузки, удары в сопряжениях и вибрации, а также стать причиной заклинивания и внезапного разрушения как самого подшипникового узла, так и оборудования, в котором он установлен, что может привести к аварийной ситуации.
В связи с этим большое значение имеет обеспечение устойчивого разделительного слоя смазочного материала. В идеале — поддержание в подшипнике режима жидкостного трения, когда процесс трения переносится в слой жидкого смазочного материала, обладающего невысоким сопротивлением сдвигу и предохраняющего поверхности деталей от повреждения и перегрева
[2].
Существует два способа обеспечения режима жидкостного трения в подшипниках скольжения: гидростатический и гидродинамический.
244
о
Щ SCIENCE TIME Щ
В гидростатических подшипниках данный режим поддерживается следующим образом. Насос подаёт жидкий смазочный материал в зазор между цапфой и втулкой подшипника. Вследствие эксцентричного расположения цапфы в подшипнике под нагрузкой торцовые зазоры между цапфой и подшипником оказываются снизу меньшими, чем сверху. В результате расход жидкости через зазор приводит к появлению подъёмной силы и цапфа «всплывает» в подшипнике [3].
Преимуществом таких подшипников является возможность реализации режима жидкостной смазки при любой форме зазора и любой скорости относительного скольжения, даже для неподвижных цапфы и подшипника. Потому такие подшипники могут применяться в технологических машинах с высокими нагрузками, с частыми пусками и остановами, а так же в технологических машинах, в которых требуется высокая точность
позиционирования. К недостаткам можно отнести трудность поддержания необходимой «жесткости» разделительного слоя при изменении нагрузки, и необходимость применения дополнительной системы создания и поддержания подачи смазочного материала под давлением [4]. Такая схема снижает общую _ надёжность подшипникового узла, поскольку при прекращении подачи смазки подшипник продолжает работу в режиме граничного и даже сухого трения, что приводит к выходу его из строя. Надёжность всего подшипникового узла равна произведению надёжностей самого подшипника и системы создания и поддержания давления смазочного материала.
Повышение надёжности применением дублирующей системы создания и поддержания давления смазочного материала нецелесообразно ввиду высокой сложности и стоимости системы.
В гидродинамических подшипниках жидкий смазочный материал заполняет пространство между цапфой и подшипником. При движении вала цапфа увлекает смазочный материал в клиновой зазор, в котором создаётся избыточное давление, вызывающее гидродинамическую силу и цапфа «всплывает» во втулке подшипника [3].
Основным преимуществом гидродинамических подшипников является их простота и дешевизна, в сравнении с гидростатическими подшипниками. Гидродинамические подшипники допускают работу при очень высоких частотах вращения вала. Недостатком является работа в режиме граничного (и даже сухого) трения в периоды пуска, останова и работы на низких частотах вращения вала, что существенно повышает износ [4]. Так, например, тяжёлые турбины с гидродинамическими подшипниками позволяют производить 2−3 цикла пускостанов до обслуживания подшипника [1].
Можно сделать вывод, что наиболее приемлемым было бы использование комбинированного режима работы: до выхода на номинальные обороты слой
о
Щ SCIENCE TIME Щ
смазочного материала поддерживается гидростатически, а после -гидродинамически. При этом, для наиболее эффективного переключения между режимами применяется ЭВМ с заранее просчитанным набором данных в соответствии с режимом работы и конструктивными особенностями подшипника [1, 3].
Рис. 1 Зависимость коэффициента трения от скорости вращения вала [3, 4]:
1−2 — гидростатическая характеристика- 2−3 — переходная характеристика, соотвествующая прекращению принудительной подачи смазки-
3−4 — гидродинамическая характеристика
Подшипники сочетающие качества гидростатических и гидродинамических подшипников применяются в промышленности ограниченно. Ограничение вызвано ростом нелинейных колебаний с ростом частоты вращения вала [4].
Применяется газотермическое напыление рабочих поверхностей порошками, которые в процессе трения образует тонкую плёнку, называемую сервовитной. Плёнка обладает высокими антифрикционными свойствами и снижает коэффициент трения, а также предохраняет стальные поверхности подшипника от изнашивания при работе подшипника в режиме сухого и граничного трения [3, 4, 5].
Для обеспечения работоспособности технологических машин, оснащённых опорами скольжения, необходимо обеспечивать устойчивый разделительный слой смазочного материала на всех этапах их эксплуатации.
246
о
Щ SCIENCE TIME Щ
Этого можно достичь применением системы автоматического управления режимами работы подшипника скольжения и созданием на рабочих поверхностях покрытия, образующего сервовитную плёнку, способного в режимах с нарушением подачи смазочного материала обеспечить отсутствие задиров и высокие антифрикционные свойства.
Литература:
1. Венгер Ю. Г. Адаптивная система поддержания режима низкого трения в опорах скольжения высокоскоростных машин: дис. … магистра техники и технологии: 220 200. 68−08 / Ю.Г., Венгер — ВолгГТУ. — Волгоград, 2011. — 93с.
2. Иосилевич Г. Б. Детали машин: учебник для студентов машиностроит. спец. вузов / Г. Б., Иосилевич — М: Машиностроение, 1988. — 368 с.
3. Гаркунов Д. Н. Триботехника (износ и безызносность): учебник — 4-е изд., перераб. и. доп. / Д.Н., Гаркунов — М: Издательство МСХА, 2001. — 616 с.
4. Мышкин, Н. К., Петроковец М. И. Трение, смазка, износ. Физические основы и технические приложения трибологии. / Н.К., Мышкин, М.И., Петроковец — М:
6 ФИЗМАТЛИТ, 2007. — 368 с.
5. А.с. 1 750 264 СССР (ДСП), МПК 5 С 23 С 4/04, С 22 С 19/03 Самофлюсующийся порошок на основе никеля для газотермического нанесения покрытий / Казначеева Г. И., Сердобинцев Ю. П., Кудинов В.В.- Мосстанкин. -1990, 2 с.
247
а

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой