Кирищиева Виктория Игоревна. Повышение эксплуатационных характеристик металлополимерных фторопластсодержащих подшипников

Краткое описание

Кирищиева Виктория Игоревна. Повышение эксплуатационных характеристик металлополимерных фторопластсодержащих подшипников;[Место защиты: ФГБОУ ВО «Ростовский государственный университет путей сообщения»], 2023

РОСЖЕЛДОР
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Ростовский государственный университет путей сообщения»
(ФГБОУ ВО РГУПС)
На правах рукописи
Кирищиева Виктория Игоревна
ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ
ФТОРОПЛАСТСОДЕРЖАЩИХ ПОДШИПНИКОВ
Специальность 2.5.3. Трение и износ в машинах
ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель: доктор технических наук, доцент М. А. Мукутадзе
Ростов-на Дону
2023 
ОГЛАВЛЕНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 12
1.1 Полимерные антифрикционные покрытия 12
1.2 Полимерные композиты в жидких смазочных средах 19
1.3 Жидкостное трение металлополимерных подшипников 29
1.4 Цель и задачи исследования 35
Глава 2. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТНЫЕ МОДЕЛИ
МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ ТРИБОСИСТЕМ 37
2.1 Давление в маслоподдерживающей канавке 39
2.2 Подшипники со стандартной опорной поверхностью 43
2.3 Подшипники с нестандартной опорной поверхностью 58
2.4 Выводы по главе 87
Глава 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 88
3.1 Общая структура исследований 88
3.2 Оборудование и инструменты 93
3.3 Применяемые материалы и образцы 96
3.4 Экспериментальные планы и их статистическая обработка 102
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 104
4.1 Смазывание фторопластсодержащих покрытий 104
4.2 Режимы работы подшипников 109
4.3 Лабораторные и промышленные испытания 120
4.4 Выводы по главе 123
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 125
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 127
ПРИЛОЖЕНИЕ

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Исследуемые антифрикционные полимерные покрытия, обладающие вязкоупругими свойствами, находясь под рабочим контактным давлением, подвержены ползучести. При этом шейка вала вдавливается в покрытие и образуется плотный беззазорный контакт, препятствующий образованию гидродинамического клина. При вращении вала в канавке вдоль оси подшипника возникает движение жидкого смазочного материала, и гидродинамическое давление поднимает вал, образуя зазор для смазочного материала.
Обобщенные итоги исследований дают возможность сделать следующие выводы:
1 Впервые разработан и подтвержден экспериментально комплекс расчетных моделей для радиальных подшипников скольжения с полимерным покрытием и осевой канавкой, позволяющих выполнять смену видов смазывания с граничного на гидродинамическое.
2 Расчетные модели радиальных подшипников со стандартным опорным профилем с осевой канавкой и полимерным покрытием основаны на учете трибологических параметров в условиях смазывания микрополярным смазочным материалом с неньютоновскими реологическими свойствами или вязким смазочным материалом при одновременном учете давления и температуры, а также турбулентного характера течения.
3 Установлены зависимости, позволяющие определить эксплуатационные характеристики радиальных металлополимерных подшипников с покрытием и нестандартным специальным некруговым профилем опорной поверхности, адаптированным к конкретным условиям трения, смазываемым вязким или микрополярным жидким смазочным материалом.
4 На основе общего подхода к моделированию подшипников скольжения различной конструкции разработан комплекс расчетных моделей, позволяющий выполнять инженерные проектировочные расчеты радиальных металлополимерных подшипников с осевой канавкой, при которых происходит смена режимов смазывания с граничного, устойчиво работающего при высоких значениях контактного давления и низких скоростях (а ~ 150 МПа и V < 0,25 м/с), при смазывании фторопластом на гидродинамический - при снижении нагрузок и повышении скорости (а ~ 14 МПа и V > 1 м/с).
5 Результаты проведенных экспериментальных исследований подтвердили значимость полученных теоретически расчетных моделей и эффективность характеристик разработанных радиальных металлополимерных подшипников с осевыми канавками оптимальной ширины, позволяющих обеспечить их устойчивую работу в гидродинамическом режиме смазывания при увеличении скоростного режима их эксплуатации.
Промышленные испытания разработанных подшипников, проведенные на Ростовском-на-Дону электровозоремонтном заводе (филиал АО «Жел- дорреммаш») на пружинно-вальценавивочном станке, показали, что ресурс работы подшипников увеличился на 12,3-15,1 %, и оцениваются удовлетворительно