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:

Рубан Анна Сергеевна. Обеспечение работоспособности металлополимерных трибосистем типа герметизирующих устройств на основе моделирования тепловых процессов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.04 / Рубан Анна Сергеевна; [Место защиты: Сиб. федер. ун-т].- Омск, 2008.- 161 с.: ил. РГБ ОД, 61 08-5/1055

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы.

Проблема обеспечения высокой степени герметичности подвижно
сопряженных поверхностей деталей машин относится к одной из сложных
научно-технических задач трибологии, материаловедения и

герметологии. Значительные трудности, возникающие при разработке теории герметизации и уплотнительной техники, связаны с необходимостью решения комплексных задач на стыке нескольких наук: физики, химии, трибологии, материаловедения. Механизм герметизации подвижных сопряжений обусловлен не только механическим взаимодействием контактирующих поверхностей, но и физико-химическими процессами трения и изнашивания материалов в зоне контакта, а также структурно-фазовыми превращениями в материалах в процессе эксплуатации в различных средах.

При обеспечении высокой степени герметичности ухудшаются условия смазки рабочей кромки уплотнительного элемента, увеличивается работа трения и температура, особенно при высоких значениях рабочего давления и скорости скольжения и как следствие возрастает интенсивность изнашивания уплотняющих элементов. Названные обстоятельства существенно усложняют задачу обеспечения заданного ресурса и безотказности работы, поскольку работоспособность герметизирующих устройств (ГУ) в определяющей степени зависит от работоспособности уплотняющего элемента и, в первую очередь, от физико-механических и триботехнических свойств материала уплотняющего элемента. Успешное решение названной проблемы определяет реальные возможности повышения технического уровня и эффективности эксплуатации технических систем.

Названные обстоятельства свидетельствуют о сложности и актуальности проблемы обеспечения длительной работоспособности металлополимерных трибосистем типа герметизирующих устройств.

Цель и задачи исследования.

Разработать методику обеспечения и прогнозирования работоспособности металлополимерных ГУ на основе исследования триботехнических свойств и напряженно - деформируемого состояния полимерного композиционного материала (ПКМ) уплотнительных элементов ГУ и моделирования тепловых процессов в зоне трения.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Разработать методику и специальную установку для исследования распределения температуры в зоне трения металлополимернои трибосистеме и износостойкости ПКМ.

2. Получить зависимости триботехнических свойств ПКМ от
концентрации компонентов-модификаторов.

3. На основе структурного анализа определить закономерности
влияния модификатора-наполнителя и фрикционного взаимодействия на
структурно-фазовые превращения в ПКМ на основе ПТФЭ.

4. Разработать методику расчета скорости изнашивания ПКМ на основе
экспериментальной оценки значений коэффициента трения.

5. Выполнить анализ напряженно-деформируемого состояния
уплотнительных элементов ГУ ступицы опорного катка гусеничной
машины.

6. Разработать математические модели термодинамических процессов
(распределения температуры и тепловых потоков) в трибосистеме,
учитывающие влияние теплофизических и триботехнических свойств
материалов трибосистемы.

7. Разработать рекомендации по методике проектирования, оценке работоспособности и прогнозирования ресурса металлополимерных ГУ на этапе проектирования.

Научная новизна определяется следующими результатами:

  1. Методикой и специальной установкой исследования распределения температуры в металлополимерной трибосистеме и триботехнических свойств ПКМ, отличающейся от существующих методик тем, что позволяет проводить комплексные исследования теплофизических и триботехнических свойств ПКМ.

  2. Методикой расчета скорости изнашивания (износостойкости) ПКМ на основе экспериментальной оценки значений коэффициента трения.

  1. Закономерностями влияния концентрации ультрадисперсного наполнителя - модификатора на параметры надмолекулярной структуры полимерного композиционного материала на основе ПТФЭ.

  2. Математическими моделями термодинамических процессов распределения температуры и тепловых потоков в трибосистеме, учитывающие влияние теплофизических и триботехнических свойств материалов металлополимерной трибосистемы и режимов механического нагружения.

Практическая ценность работы.

Разработана и изготовлена установка для исследования триботехнических свойств ПКМ, температуры в зоне трения и температурного распределения для металлополимерных пар трения.

Разработана автоматическая тепловизионная установка, которая может быть использована для исследования тепловых процессов в узлах трения и других систем машин.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования влияния состава ПКМ на триботехнические характеристики позволили

предложить методику расчета скорости изнашивания ПКМ по значениям коэффициента трения, получаемых путем проведения краткосрочных испытаний, в которых необходимым условием является стабильное значение коэффициента трения.

Результаты исследования позволяют прогнозировать изменения структуры и свойств уплотнительного элемента, изготовленного из ПКМ, что позволит на этапе проектирования выбрать оптимальный состав ПКМ в зависимости от условий эксплуатации ГУ.

На защиту выносятся:

1. Методики и специальная установка исследования распределения
температуры в металлополимерной трибосистеме и триботехнических
свойств ПКМ.

2. Уравнения регрессии, отражающие зависимость температуры,
скорости изнашивания и коэффициента трения от контактного давления
и концентрации наполнителя-модификатора.

3. Методика расчета скорости изнашивания (износостойкости) ПКМ на
основе экспериментальной оценки значений коэффициента трения.

4.Закономерности влияния концентрации ультрадисперсного наполнителя-модификатора на параметры надмолекулярной структуры полимерного композиционного материала на основе ПТФЭ.

5. Математические модели термодинамических процессов распределения температуры и тепловых потоков в трибосистеме, учитывающие влияние теплофизических и триботехнических свойств материалов металлополимерной трибосистемы и режимов механического нагружения.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях: Международная конференция "Образование через науку", Москва,2005г.; I Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых, 24-26мая 2006г. "Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений", Омск,2006г.; Международная - практической школа-конференция "Славянтрибо7а. Теоретические и прикладные новшества и инновации обеспечения качества и конкурентноспособности инфраструктуры сквозной логистической поддержки трибообъектов и их производства", Рыбинск,2006г.; Международная научно- практическая конференция: "Актуальные проблемы трибологии", Самара,2007г.

В полном объеме работа докладывалась и получила одобрение на заседании кафедры "Физика" Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии.

Публикации. По теме работы опубликовано 7 печатных работ, в том числе одна работа в издании, рекомендованном перечнем ВАК

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 161 страницах, содержит 47 рисунков, 14 таблиц, список литературных источников, включающий ПО наименований.

Подобные работы
Матлахов Виталий Павлович
Моделирование трибологических процессов цилиндрических поверхностей и установление технологических возможностей в обеспечении и повышении их износостойкости
Курень Сергей Григорьевич
Квантовохимическое моделирование продуктов трибохимических реакций в условиях безызносного трения и повышение на этой основе эксплуатационных свойств трибосопряжений
Коркина Светлана Владимировна
Повышение электрических характеристик наружной изоляции устройств электроснабжения на основе моделирования процессов загрязнения
Михеев Евгений Александрович
Научно-методические основы моделирования информационных процессов для обеспечения подготовки специалистов по управлению многоуровневыми производственными системами
Щетинин Алексей Викторович
Моделирование литейных процессов на основе средств обеспечения вычислительных экспериментов
Масалов Руслан Владимирович
Повышение долговечности аксиально-поршневых насосов строительных и дорожных машин на основе моделирования процессов в плунжерных парах
Балабанов Игорь Петрович
Автоматизированная система управления формообразованием на основе моделирования процесса формирования отклонений комплекса показателей точности
Дема Роман Рафаэлевич
Продление ресурса сменного оборудования метизных агрегатов на основе моделирования процесса изнашивания и применения плакирования рабочих поверхностей
Тютеряков Наиль Шаукатович
Повышение ресурса валковой арматуры для бескалибровой прокатки на основе моделирования процессов ее взаимодействия с прокатываемым металлом
Балабанов Игорь Петрович
Автоматизированная система управления формообразованием на основе моделирования процесса формирования отклонений комплекса показателей точности : На примере токарных операций

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