Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Трение и изнашивание в машинах

Диссертационная работа:

Алексеев Станислав Павлович. Повышение износостойкости и долговечности оборудования механической обработки посредством применения пластичных смазочных материалов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.02.04 СПб., 2006 177 с. РГБ ОД, 61:06-5/3593

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

1. АНАЛИЗ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ОБОРУДО
ВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 11

  1. Современные проблемы надежности работы оборудования механической обработки 11

  2. Анализ потока отказов оборудования механической обработки... 17

  3. Технические решения, применяемые для повышения износостойкости и долговечности оборудования механической обработки.... 23

  4. Опыт применения пластичных смазочных материалов для повышения износостойкости и долговечности оборудования механи- 29 ческой обработки

  5. Принципы выбора пластичных смазочных материалов для повышения износостойкости и долговечности работы трибосопряже- 36 ний оборудования

  6. Современные методы оценки влияния пластичных смазочных материалов на долговечность трибосопряжений оборудования механической обработки 42

  7. Определение общей цели и постановка задач исследований 53

2. МЕТОДИКА И ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЯ 56

2.1. Общая методика исследования 56

2.2 Моделирование условий работы трибосопряжений оборудования

механической обработки 59

  1. Программа экспериментальных исследований 64

  2. Выбор материалов объектов исследования и смазочных материа- 67

лов

  1. Лабораторное оборудование 75

  2. Комплексный метод оценки эксплуатационных показателей оборудования механической обработки, обеспечивающих выполнение заданных технологических операций и качества обработки ... 81

  3. Математическая обработка экспериментальных данных и компьютерное моделирование процессов изнашивания трибосопряжений 93

Выводы по второй главе 95

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ МЕХА
НИЗМОВ ОБОРУДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ ПЛАСТИЧНЫХ СМА
ЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ 96

3.1. Оценка долговечности механизмов оборудования механической

обработки в зависимости от физико-химических свойств пла-
стичных смазочных материалов 97

  1. Влияние приработки сопряжений на долговечность механизмов оборудования механической обработки 107

  2. Повышение долговечности сопряжений механизмов оборудования механической обработки за счет уменьшения потерь на тре- ИЗ

ние

  1. Влияние пластичных смазочных материалов на повышение дол- 132 говечности сопряжений механизмов, работающих по принципу качения (подшипники и направляющие качения)

  2. Влияние пластичных смазочных материалов на повышение долговечности сопряжений механизмов, работающих по принципу 138

скольжения (подшипники и направляющие скольжения)

Выводы по третьей главе 146

4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИС- 148
СЛЕДОВАНИЙ

  1. Рекомендации по оценке влияния пластичных смазочных мате- 148 риалов на износостойкость и долговечность оборудования механической обработки

  2. Рекомендации по использованию результатов исследований при 151 конструировании станочного оборудования

  3. Рекомендации по использованию результатов исследований при 154 проектировании технологических процессов

  4. Рекомендации по использованию результатов исследований при 155 ремонте оборудования

  5. Использование результатов исследований в учебном процессе 156

Выводы по четвертой главе 157

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ 158

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 159

ПРИЛОЖЕНИЯ 174

ПЕРЕЧЕНЬ И СОКРАЩЕНИЙ:

ОМО - оборудование механической обработки

МОО - металлообрабатывающее оборудование

ВО - вспомогательное оборудование

МС - металлорежущий станок

ПСМ - пластичный смазочный материал

СМ - смазочный материал

АРЛ - автоматическая роторная линия

ТК - технологический комплекс

Введение к работе:

В связи с возрастающими требованиями к оборудованию механической обработки (ОМО), более интенсивной работой механизмов в условиях низ-ских и высоких удельных давлений и скоростей, решение проблемы их надежности, и в первую очередь таких показателей надежности, как износостойкость и долговечность деталей машин, становится одной из главных задач современной науки.

Большое количество деталей металлообрабатывающего (МОО) и вспомогательного оборудования (ВО) предприятий машиностроения подвергаются различным видам изнашивания с последующим выходом из строя.

Износ деталей МОО и ВО приводит к ухудшению режимов работы, снижению КПД, потери энергии агрегатов, а также вызывает шум и вибрацию, приводящую к снижению качества продукции и преждевременному выходу из строя режущих инструментов.

По данным работы [19], современный отечественный парк МОО составляет 2,2 млн.единиц. Из них реально эксплуатируется около 50%, причем отечественное оборудование составляет 90%. Из них более 1,5 млн.единиц составляют металлорежущие станки (МС), из которых 85% - отечественные.

МС работают во всех отраслях народного хозяйства, в том числе [19]:

ВПК - более 45%;

Автомобильная промышленность - около 14%;

Машиностроение - более 23%;

Сельхозмашиностроение - более 8%;

Приборостроение и электротехника - около 8%.

Для замены станочного оборудования требуются значительные капиталовложения, а приобретение эффективного оборудования зарубежных производителей не всегда приемлемо для отечественных потребителей вследствие высокой стоимости, поэтому исследования в области повышения износо-

стойкости и долговечности рабочих органов станков является весьма актуальной технической и экономической задачей.

Затраты труда и материалов на ремонтные работы по устранению последствий изнашивания деталей станков сопоставимы с изготовлением новых деталей или целых агрегатов.

В связи с тем, что современное МОО и ВО имеет большой спектр три-босопряжений (зубчатые, червячные, цепные, ременные и винтовые передачи, фрикционные передачи, муфты, кулачковые механизмы, подшипники качения и скольжения, направляющие качения и скольжения, насосы, электрические скользящие контакты и др.), то имеют место практически все виды изнашивания, оговоренные государственным стандартом [29].

Исследованиями, связанными с повышением работоспособности и надежности деталей машин и различного оборудования занимались отечественные ученые: Э.Д.Браун [107,123,74], Н.А.Буше [12,13], И.А.Буяновский [14,64,118], Д.В.Васильков [17-21], Д.Н.Гаркунов [25,26], В.С.Комбалов [42], Б.И.Костецкий [44-47,139], И.В.Крагельский [49-51], П.М.Лысенков [60], Р.М.Матвеевский [63,64,142], В.Ф.Пичугин [65], Л.И.Погодаев [82-84], А.С.Проников [92,93], Д.Н.Решетов [97,98], П.А.Ребиндер [96], Э.В.Рыжов [99], А.П.Семенов [103], В.В.Синицын [104,105,121], Г.М.Сорокин [109], М.М.Тененбаум [113], С.В.Федоров [119], К.В.Фролов [120], А.В.Чичинадзе [110,111,123], С.Г.Чулкин [124-127], Шульц В.В. [128] и др., и зарубежные специалисты: Х.Блок [132,133], Ф.П.Боуден и Д.Тейлор [11], Р.Качиньски [138], Д.Мур [71], Г.Польцер и Ф.Майснер [86], М.Хебда [110,111], Х.Чихос [135] и др.

Большинство исследований выполнено в области трения и изнашивания при различных видах контактного взаимодействия в условиях сухого трения, либо при смазывании жидкими смазочно-охлаждающими технологическими средствами (СОТС). Исследований, направленных на изучение пластичных смазочных материалов (ПСМ), применяемых при обкатке и эксплуатации узлов и механизмов МОО и ВО, проведено недостаточно.

Известно [70], что смазка трущихся поверхностей станков устраняет их непосредственный контакт, благодаря чему не только значительно уменьшаются силы трения, но и создаются условия для устранения или резкого уменьшения износа поверхностей и соответственно - утечек материалов в соединениях. Кроме того, уменьшается шум при работе станка, уменьшается уровень вибрации, возрастает КПД. Смазывание трущихся поверхностей способствует сохранению точности станков. Все вышесказанное способствует улучшению экологической обстановки на производстве и повышению экономических показателей.

Несмотря на то, что благодаря усилиям российских и зарубежных ученых многое сделано в рассматриваемой области, до сих пор остаются открытыми вопросы:

создание достоверных физических моделей процессов изнашивания деталей трибосопряжений, работающих в условиях применения пластичных смазочных материалов (ПСМ), а также объективных критериев, определяющих влияние последних на износостойкость деталей;

расчета и прогнозирования долговечности станочного оборудования в условиях применения ПСМ;

подбора эффективных ПСМ для конкретных трибосопряжений станочного оборудования, в т.ч. и при замене дорогостоящих штатных ПСМ для импортного оборудования на эквивалентные российские.

Объектом настоящих исследований являются механизмы ОМО, работающие по принципу скольжения, качения и качения с проскальзыванием.

Целью настоящих исследований является выработка рекомендаций по повышению износостойкости и долговечности оборудования механической обработки за счет применения эффективных пластичных смазочных материалов для приработки и конкретных условий эксплуатации.

Во введении представлена общая характеристика работы, обоснована актуальность темы исследования, сформулирована цель исследования, пока-

8 зана научная новизна и практическая значимость работы, перечислены основные результаты, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации изложено состояние вопроса по рассматриваемой проблеме и поставлены задачи исследования.

Проведенный анализ работ отечественных и зарубежных авторов в области надежности оборудования механической обработки позволил установить, что причиной отказа в большинстве случаев является износ деталей трибосопряжений.

Анализ применяемых технических решений (конструкторских, технологических и эксплуатационных) позволил выявить совокупность методов, оказывающих существенное положительное влияние на процесс изнашивания рабочих органов и увеличение долговечности узлов и механизмов станков. Показано, что применение ПСМ уменьшает интенсивность изнашивания деталей трибосопряжений.

Анализ применяемых для оборудования механической обработки ПСМ позволил определить их приоритетность. Установлено, что наиболее приемлемыми с точки зрения являются смазочные композиции на литиевой основе.

Приведены основные методы оценки физико-химических и триботех-нических свойств ПСМ, применяемых в настоящее время в нашей стране и за рубежом.

Вторая глава посвящена разработке методики и программы исследования влияния ПСМ на надежность оборудования механической обработки.

Обоснован выбор условий испытаний и методика проведения экспериментов.

Рассмотрена классификация трибосопряжений оборудования по условиям изнашивания, необходимая для моделирования работы механизмов.

Разработан комплексный метод оценки эксплуатационных параметров оборудования механической обработки, обеспечивающих выполнение заданных технологических операций и качества обработки.

Приведена методика математической обработки экспериментальных данных и компьютерного моделирования процессов изнашивания трибосопряжений.

Третья глава содержит материалы экспериментальных исследований работы механизмов ОМО при использовании широкого спектра ПСМ.

Приведены результаты исследования физико-химических свойств ряда известных и широко применяемых ПСМ, а также новых смазочных композиций (на литиевой основе. ГМТ-1).

Рассмотрено влияние ПСМ на прирабатываемость трибосопряжений оборудования.

Приведены результаты исследований влияния ПСМ на эксплуатационные характеристики основных механизмов ОМО (коэффициент трения и долговечность), работающих в условиях трения качения, скольжения и качения с проскальзыванием.

Дана качественная и количественная оценка величины изнашивания при работе основных трибосопряжений ОМО с использованием широкого спектра ПСМ.

В четвертой главе приведены материалы по практическому использованию результатов исследований.

Разработаны рекомендации по оценке эффективности применения ПСМ для повышения надежности ОМО.

Разработаны рекомендации по использованию результатов исследований в конструкторской и технологической документации на изготовление деталей и проведение ремонтных работ конкретных трибосопряжений МОО и ВО.

Показано использование полученных результатов в учебном процессе Санкт- Петербургского института машиностроения.

В результате проведенных аналитических и лабораторных исследований автором получены следующие основные результаты:

  1. Предложен метод оценки эксплуатационных параметров ОМО, основанный на учете физико-химических свойств ПСМ.

  2. Установлены закономерности изменения эксплуатационных показателей механизмов ОМО, работающих по принципу качения, скольжения и качения с проскальзыванием, при смазывании ПСМ.

  3. Показана эффективность ПСМ на литиевой основе с точки зрения повышения долговечности оборудования; выявлено позитивное влияние геомодификаторов трения, вводимых в ПСМ, на долговечность трибосопряже-ний.

  4. Сформулировано уточнение известной математической модели изнашивания трибосопряжений ОМО.

  5. Предложен коэффициент эффективности ПСМ.

  6. Разработаны рекомендации по оценке влияния ПСМ на повышение надежности ОМО.

  7. Разработаны рекомендации по использованию результатов исследований при конструировании станков, при проектировании технологических процессов механической обработки деталей и при ремонте оборудования.

  8. Разработаны рекомендации по использованию научных результатов диссертации в учебном процессе высшей школы.

1. АНАЛИЗ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Подобные работы
Буглаев Анатолий Михайлович
Совершенствование конструктивно-технологических методов повышения износостойкости инструментов для обработки неметаллических материалов
Соболь Дмитрий Александрович
Повышение износостойкости металлических пар в синтетических смазочных материалах трибомодификацией поверхностей трения
Досов Леонид Геннадиевич
Разработка и применение композиционных материалов в тяжелонагруженных опорных трибосопряжениях железнодорожного подвижного состава
Федосов Андрей Викторович
Повышение работоспособности металлорежущего оборудования за счет введения фуллероидных наномодификаторов в смазочные материалы
Тарасов Анатолий Андреевич
Повышение износостойкости конструкционных, инструментальных сталей и чугунов магнитной обработкой
Тогоев Александр Игнатьевич
Разработка методов повышения износостойкости шарниров цепей торфяных машин
Китаева Татьяна Ивановна
Повышение износостойкости реверсивных пар трения, работающих в условиях граничной смазки
Михайлов Владимир Вениаминович
Повышение износостойкости слаботочных контактов, работающих в динамических условиях
Вареца Роман Сергеевич
Повышение износостойкости трибосопряжений стальной вал-термопластичная втулка при воздействии микроабразивных частиц
Марков Дмитрий Петрович
Трибологические аспекты повышения износостойкости и контактно-усталостной выносливости колес подвижного состава

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net