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:

Лээс, Рейн Хербертович. Система самосмазывания миниатюрных опор скольжения с газовым вытеснением масла из пор подшипника : Дис. ... канд. технические науки : 05.02.04.- Москва 2007

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 8

1. COBPHVIEHHOE СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ САМОСМЗЫВАНШ В МИНИАТЮРНЫХ
САМОСМАЗЫВАЮЩИХСЯ ОПОРАХ СКОЛЬЖЕНИЯ (МОСС) И ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЯ ....' 15

  1. Основные определения. Общие вопросы 15

  2. Механизм самосмазывания 20

  1. Температурный механизм 21

  2. Капиллярный механизм 25

  3. Роль циркуляции масла в пористом подшипнике 30

1.3. Характеристики пористой структуры спеченных подшипников

и их влияние на трение и самосмазывание в МОСС 33

1.3.1. Стрзгктура норового пространства спеченного металла и

ее характеристики 33

1.3.2. Влияние характеристик пористой структуры подшипника

на триботехнические свойства опор 39

1.4. Постановка задач исследования 43

2. ВЫБОР ОБЪЕКТА И РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ЭКСПЕЖШГАЛЬШХ
ИССЛЕДОВАНИЙ 45

  1. Объект исследования и условия его работы 45

  2. Разработка методики и аппаратуры для исследования газопроницаемости пористых втулок 54

  1. Методика исследования газопроницаемости 54

  2. Аппаратура для исследования газопроницаемости 59

2.3. Методика и средства для исследования масловьщеляющей
способности пористых подшипников 64

  1. Изотермическое вытеснение масла из пор газом 64

  2. Исследование заполнения диаметрального зазора подшипника 67

  1. Методика и аппаратура для определения триботехнических характеристик МОСС 69

  2. Примененные методы математической обработки экспериментальных данных 73

3. РАЗРАБОТКА САМОСШЗЬВАЩЕЙСЯ ТРИБОСИСТМЫ С ГОВЫШЕЕНОЙ
ЖШЮБЬЩЕЛЯЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ ПОРИСТОГО ПОДШИПНИКА. 75

  1. Основные положения термодинамического регулирования процесса самосмазывания в опорах скольжения с пористым подшипником 75

  2. Анализ процесса выделения масла из пористого подшипника

в самосмазывающейся опоре с газокамерой 80

3.3. Аналитический расчет теплообмена в самосмазывающейся

опоре с термодинамическими регуляторами 86

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА СВОЙСТВ РАЗРАБОТАННЫХ
САМОСМАЗЬЮАЮПЩСЯ ОПОР СКОЛЬЖЕНИЯ С ПОРИСТЫМИ
ПОДШИПНИКАМИ 99

4.1. Масловыделяющая способность пористых подшипников
скольжения 99

4.1»1. Изотермическое вытеснение масла из спеченного

подшипника газом 99

4.1.2. Изотермическое вытеснение масла в диаметральный

зазор подшипника 106

4.1.3. Модельное исследование заполнения диаметрального

зазора при нагревании опоры 109

4.2. Исследование газопроницаемости миниатюрных

спеченных втулок 114

4.3. Экспериментальное исследование триботехничееких
свойств МОСС с усовершенствованной системой
самосмазывания 119

5. РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ РЖОМЕЕЭДЩИЙ ПО РЕАЛИЗАЦИИ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 133

5.1. Рекомендации по разработке самосмазывающихся

опор с газокамерой 133

  1. Выбор материала для компонентов самосмазывающейся трибосистемы 133

  2. Разработка конструкций опор с газокамерой 136

  3. Расчет параметров газокамеры для самосмазывающейся опоры 138

  1. Рекомендации по определению параметров пористой структуры подшипников 141

  2. Апробация и реализация результатов работы в практике .. 143

  3. Эффективность и область применения разработанных самосмазывающихся опор скольжения 146

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 151

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 155

ПРИЛОЖЕНИЯ 170

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ СИМВОЛОВ И СОКРАЩЕНИИ

Qt - обобщенная координата; 6 - коэффициент Клинкенберга; С - радиальный зазор; Ujf - внутренний диаметр подшипника; О2. - наружный диаметр подшипника; &К - диаметр капилляра; "ц - диаметр цапфы; І-и, - коэффициент трения цапфы; К - коэффициент истинной проницаемости; kf - коэффициент газопроницаемости; ' - длина подшипника;

ТП - масса непропитанного пористого подшипника; ffinp - масса пропитанного подшипника; ТПщ - масса масла, содержащегося в порах подшипника; 7??е - масса масла, вытесненного из подшипника; ТПк - масса к-того тела; рг - давление газа; Рок - давление окружающей среды; рк - капиллярное давление; Г/f - радиус отверстия подшипника; /^ - наружный радиус подшипника; 5 - длина пути трения; tn - ресурс работы опоры; Иф - скорость фильтрации; if" - скорость скольжения; W - приведенный объем газа (газокамеры); Aj - обобщенная сила; А<р - площадь фильтрации;

D - степень заполнения зазора маслом; гУр - сила трения; - интенсивность изнашивания; LM - площадь поверхности раздела масла; Mjp - момент трения; P(tn) - вероятность безотказной работы; ixfYi ~ массовый расход; R - универсальная газовая постоянная; Kq - удельная газовая постоянная; *^сист~ термическое сопротивление системы; о - энтропия системы; if* - температура газа; Iqk - температура окружающей среды; U - внутренняя энергия системы; Vn - объем масла в порах; 1/е - объем вытесненного масла; Vf - объем газа (газокамеры);

У\[ - работа вытеснения масла в безгазовом периоде; сл> - вязкостный коэффициент сопротивления пористого тела; oCj _ коэффициент теплоотдачи;

в - инерционный коэффициент сопротивления пористого тела; fb^ - температурный коэффициент объемного расширения масла; р>с - то же для материала стенок газокамеры;

О - толщина стенки подшипника; <*М - масловпитываемость по массе; УЦ - динамическая вязкость;

ЯС - коэффициент сжимаемости газа;

/V - коэффициент теплопроводности;

к - химический потенциал к-того тела;

мм - коэффициент маслоотдачи;

О - плотность;

0^ - относительное термическое сопротивление подшипника;

6* - поверхностное натяжение;

% - масштабный фактор пористого подшипника;

ft - коэффициент изотермической вытесняемости масла;

Ф - частота вращения цапфы;

ООц - насыщенность подшипника маслом;

" - краевой угол смачивания;

^Т - безразмерная температура подшипника; ' V'О ~ соответственно общая и открытая пористость;

*Р - тепловой поток; Ч*т - мощность трения; МОСС - миниатюрная самосмазывающаяся опора скольжения.

Введение к работе:

Повышение качества и надежности машин и приборов является в настоящее время одной из важнейших народно-хозяйственных задач, поставленных перед машиностроителями ХХУІ съездом КПСС. Эту задачу необходимо решить в условиях экономного расходования материалов, применения прогрессивной технологии и использования накопленного опыта с целью создания более эффективных машин и приборов, требующих в эксплуатации минимальных материальных и трудовых затрат на обслуживание.

Качество механических систем приборов во многом определяется совершенством их узлов трения. Например, около 80 % из всех случаев нарушения работоспособности электродвигателей малой мощности обусловлены отказами их узлов трения, и поэтому малоэффективны усилия по усовершенствованию каких-либо других элементов двигателей, пока не будет повышена надежность их узлов трения.

В связи с миниатюризацией приборов повышение их качества должно быть обеспечено опорами наименьших размеров. Наряду с уменьшением размеров опор все большее значение приобретают свойства поверхностей раздела их элементов, что налагает свои требования на выбор материалов и на разработку конструкций опор. Применение новых, более качественных антифрикционных и смазочных материалов позволяет в определенных пределах повысить надежность опор приборов. Однако, как показывает опыт эксплуатации, в большинстве случаев резкое повышение качества узлов трения может быть достигнуто

за счет применения более эффективных конструктивных решений.

Самостоятельную группу миниатюрных узлов трения составляют опоры с подшипниками из пористого спеченного материала, пропитанные маслом. Количество масла в порах этих подшипников, как правило, не пополняется за весь период эксплуатации прибора, т.е. эти опоры должны обладать способностью самосмазывания. Такие миниатюрные самосмазывающиеся опоры скольжения (МОСС) обеспечивают малый'и стабильный момент трения в течение длительного срока службы, относительно высокую точность центрирования и низкий уровень акустического шума. Поэтому они нашли широкое применение в приборных средствах автоматизации, часовых механизмах, приборах звуко- и видеотехники и т.п. Особенно широко применяются спеченные подшипники в опорах различных видов элек$ических машин малой мощности.

Несмотря на широкое практическое применение, самосмазывающиеся опоры такого типа до сих пор недостаточно изучены, а их эксплуатационные качества раскрыты лишь частично. Неопределенны и противоречивы рекомендации по проектированию МОСС, что приводит к случайности в оценке работоспособности таких опор. В некоторых случаях опоры с пористыми подшипниками ненадежны в работе, причем сильно расходятся значения их эксплуатационных характеристик, особенно ресурса. В то же время эти опоры способны обеспечить отличные функциональные свойства, имеются данные о безупречной работе таких опор в течение длительного времени. Недостаточная информация о свойствах таких опор, а порою и противоречивые указания по их разработке являются главньзм препятствием внедрению МОСС со спеченными подшипниками в ответственных узлах. Практически не изучены свойства пористой структуры миниатюрного спеченного подшипника и их влияние на самосмазывающую способность, а следовательно, на фрикционные характеристики и ресурс МОСС. В большинстве случаев к моменту отказа этих опор израсходована лишь ничтожная доля масла из пор

подшипника. Это обусловлено малоэффективной маслоотдачей пористого подшипника, в результате чего в зоне трения наблюдаются масляное голодание и связанное с ним увеличение трения.

Требуемый срок службы современных приборных средств автоматизации, электродвигателей малой мощности, приборов звуко- и видеотехники, хронометрических приборов и т.п. исчисляется десятками и сотнями тысяч часов при вероятности безотказной работы свыше 0,9. С технической и экономической точки зрения такие требования могут быть выполнены с наименьшими затратами путем применения в таких приборах самосмазывающихся опор скольжения.

Целью настоящего исследования являлось повышение качества указанной группы приборов путем применения в них опор скольжения с усовершенствованной системой самосмазывания.

Исследование свойств МОСС со спеченными подшипниками, направленное на раскрытие их потенциальных возможностей путем повышения эффективности самосмазывания опор для обеспечения низкого и стабильного трения при длительном ресурсе составляет главную задачу настоящей диссертационной работы.

Создание комплекса методов и средств для разностороннего исследования таких опор составляет вторую задачу настоящей работы, обеспечивающую выполнение основной задачи.

Работа состоит из пяти основных разделов.


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