Повышение долговечности подшипниковых узлов автотракторных трансмиссий путем применения противоизносных добавок в смазочные масла

Увеличение долговечности изделий открывает огромные ресурсы в удовлетворении потребности народного хозяйства продукцией машиностроения при меньших капиталовложениях.

Надежность тракторов в значительной степени зависит от работоспособности трансмиссий. При этом устранение отказов ее деталей в эксплуатации требует больших затрат труда и средств. Основными элементами, снижающими показатели надежности являются сопряжения валов с шестернями, зубчатые зацепления, а также подшипники качения. Подшипники качения являются невосстанавливаемыми деталями.

В настоящее время одним из средств повышения долговечности подшипников качения является применение добавок к смазочным маслам.

Добавки к маслам, могут эффективно снижать износ, предотвращать заедание поверхностей и т. п.- однако не следуют считать, что они способны служить универсальным средством от всех видов повреждений поверхностей трения. В настоящее время на рынке автохимии и смазочных материалов представлен широкий выбор добавок для трансмиссионного масла для повышения долговечности силовых передач, но вместе с тем нет или мало информации об эффективности той 6 или иной добавки, нет также информации о целесообразности применения той или иной добавки в зависимости от наработки силовой передачи.

Целью данной работы является определение добавки в смазочное масло, которая наиболее эффективно увеличивает ресурс подшипников качения, в целом для увеличения ресурса автотракторных трансмиссий.

б. Общие Выводы.

1. В результате выполненных теоретических исследований дано обоснование возможности увеличения долговечности подшипников качения путем применения добавок в трансмиссионные масла за счет изменения параметров микрогеометрии поверхности трения (Ятах ~ максимальной высоты неровностей поверхностиR — среднего радиуса кривизны неровностей). При изменении одновременно Дтах и R на 5% (уменьшении и увеличении R) число циклов фрикционного контакта до разрушения увеличивается на 25%. Интенсивность изнашивания находится в пределах 1=1.47*10~~12 — 1.18*10~~12 .

2. На основании анализа экспериментальных зависимостей температуры от времени до заедания поверхностей трения стальных образцов в условиях одноразовой смазки при трении качения с 15% проскальзыванием установлено, что эффективными противозадирными относительными свойствами обладают следующие добавки: MicroX2, Аспект-Модификатор, ТСК, ER, СУРМ, Roil.

3. По результатам лабораторных испытаний при трении качения с 15% проскальзыванием и чистом качении стальных образцов на основании оценки износов, температуры и времени заедания с учетом весового значения каждого контролируемого параметра, были произведены обобщенные оценки противоизносных свойств добавок. На основании анализа результатов оценки определены наиболее эффективные следующие добавки: СУРМ, ТСК, MicroX2.

4. Результаты исследований показывают, что присутствие абразива в масле может значительно снижать эффект от применения добавок во всем диапазоне нагрузок, это объясняется тем, что мягкие противоизносные пленки легко удаляются с поверхностей трения при наличии абразива в три-боконтакте.

5. В результате исследований на контактную усталость были получены экспериментальные усталостные кривые, практически повторяющие расчетные, что позволяет сделать вывод о соответствии условий испытаний реальными нагрузками. Результаты экспериментальных исследований антифрикционных свойств добавок в трансмиссионные масла проведенных на подшипниках качения показали, что образование стойких антифрикционных пленок, которые не исчезают после смены масла присуще добавкам: ТСК, MicroX2, СУРМ, Roil. Наиболее эффективно снижают момент трении в подшипниках качения следующие добавки: ТСК на — 4 5%- СУРМ на — 17%- Mi-сгоХ2 на — 16%.

6. Результаты испытания новых подшипников качения с добавками ТСК и СУРМ к маслу ТМЗ-18 показали увеличение 90% и 95% ресурса в 1,1−1,2 раза и в 1,5−1,7 раза соответственно по сравнению с работой на чистом масле.

7. Экспериментальные исследования долговечности подшипников качения с наработкой 40−60% ресурса показали, что применение добавки ТСК в смазочное масло позволяет увеличить суммарный 90−95% ресурс в 1,9−2,1 раза по сравнению с работой на чистом масле.

1. Адлер Ю. П. и др. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука. 1976. -337с.

2. Анурьев В. И. Справочник конструктора машиностроителя. Изд. 3-е, перераб. М.: Машиностроение, 1967. -689с.

3. Апанасенко A.M. Результаты исследований эксплуатационно-технических свойств масел в силовых передачах колесных тракторов. — Труды ЧИМЭСХ, вып. 62, ч.2, 1971 г. -89с.

4. Ахматов A.C. Молекулярная физика граничного трения. М.: Физматгиз, 1963. -289с.

5. Боуден Ф. П., Тейбор Д. Трение и смазка. М.: Машгиз, 1960. -542с.

6. Вентцель Е. С., Овчаров JI.A. Теория вероятностей и ее инжененерные приложения. — М.: Наука, 1988.-480с. ISBN 5−02−13 748−0.

7. Вибрация в технике: Справочник. В 6-ти т./Ред. В. Н. Челомей (пред).-М.: Машиностроение, 1980;Т.З Колебания машин, конструкций и их элементов/ Под ред. Ф. М. Диментберга и К. С. Колесникова. 1980. -544с.

8. Виноградова И. Э. Противоизносные присадки к маслам. М.: Химия, 1972. -272 с.

9. Галахов М. А., Бурмистров А. Н. Расчет подшипниковых узлов. М.: Машиностроение, 1988. -272 с.

10. Гаркунов Д. Н. Триботехника. М: Машиностроение. М: Машиностроение. 1989.-380с.

11. Геотрибоэнергетика. Санкт-Петербург: Механобр., 1996.-120с.

12. Герасимова H.H. Влияние волнистости на работоспособность шариковых радиальных подшипников. «Труды института», Труды ВНИИП, М.: ВНИИП, 1960. № 2(22).

13. Григорьев Б. П. Новый режим смазки двигателей внутреннего сгорания. Мурманск: Кн. Изд-во, 1966.-182с.

14. Дроздов Ю. Н. и др. Трение и износ в экстремальных условиях М.: Машиностроение, 1986. -224 с.

15. Завалишин Ф. С. Мацнев М.Г. Методы исследований по механизации сельскохозяйственного производства. М.: Колос, 1982.-320с.

16. Заславский Ю. С. Трибология смазочных материалов. -М.: Химия, 1991. — 241 с. ISBN5−7245−0197-X.

17. Защита от водородного износа в узлах трения./Под ред. А. А. Полякова. М.: Машиностроение, 1980. -135с.

18. Зедгинидзе И. Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. — М.: Наука, 1976. -390 с.

19. Икрамов У. А. Расчетные методы оценки абразивного износа. М.: Машиностроение, 1987. -288 с.

20. Когаев В. П. Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин. М.: Высшая школа, 1991.-274с.

21. Колобов М. П. Эксплуатационные материалы для автомобилей и специальных машин. М.: ДОСААФ СССР, 1987.-388с.

22. Крагельский И. В. и др. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977.-446с.

23. Крагельский И. В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. -480с.

24. Крагельский И. В. Непомнящий Е.Ф. и др. Корреляция расчетных оценок износа поверхностей трения с экспериментом. М.: ДАН СССР, 1969, т.185,№ 4.

25. Лышко Г. П. Нефтепродукты и технические жидкости. -М.: Агропромиздат, 1988. -144 с.

26. Маринич T.JI. В природных зеркалах скольжения отражается наше завтра. * 4Инициатива". АО л^Механобр Технология''. N1 1994. С.7−16.

27. Маринич T.JI. Геотрибоэнергетика. С.-Петербург: Механобр., 1996. -79с.

28. Матвеевский P.M. и др. Смазочные материалы. М.: Машиностроение, 1989. -218с.

29. Материалы и методы упрочнения применяемые, для деталей трансмиссий отечественных и зарубежных тракторов. М.:ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1973.-324с.

30. Машины и стенды для испытания деталей. Под.ред. Д. Н. Решетова. М.: Машиностроение, 1979 г. -343с.

31. Методика расчетной оценки износостойкости поверхностей деталей машин. Под.ред. В. Г. Сазонова, Л. Б. Семеновой. М.: Издательство стандартов, 1979 г. -101с.

32. Мур Д. Ф. Основы и применения трибоники. Изд-во «МИР» 1978. -388с.

33. Мушик Э., Мюллер П. Методы принятия технических решений. Пер. с нем. Н. В. Васильченко и В. А. Душского. М.: Мир, 1990. -208с.

34. Наливкин В. А. Отчет С.-З.МИС за 1969 г. Об испытаниях на эксплуатационную надежность в условиях нормальной эксплуатации самоходных шасси Т-16М повышенной надежности. — Приволжское книжное издательство. Саратов 1965 г.-120с.

35. Орлов П. И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие в 3-х книгах. Кн.1. Изд.2-е, перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1977. -623с.

36. Пальмгрен А. О некоторых свойствах подшипников качения. Гетеборг: перевод ГПНТБ № 28 655, 1961. -4 6с.

37. Папок К. К. Химмотология топлив и смазочных масел. М.: ВИМО, 1980.-290с.

38. Пинегин C.B. Контактная прочность в машинах. — М.: Машиностроение, 1965 г. — 385 с.

39. Пинегин C.B. Контактная прочность и сопротивление качению. — М.: Машиностроение, 1969 г. -247с.

40. Пинегин C.B. Трение качения в машинах и приборах. -М.: Машиностроение, 1976 г. — 264 с.

41. Подшипники качения. Справочник. Под.ред. Н. А. Спицина, А. И. Спришевского. М.: Машиностроение, 1961 г. -605с.

42. Подшипники качения. Каталог-справочник. — М.: НИИНАВТОПРОМ, 1972 г. -448с.

43. Подшипники качения. Методы расчета динамической грузоподъемности и долговечности. ГОСТ 18 855–73.

44. Подшипники качения. Справочник. Под.ред. В. Н. Нарышкина, Р. В. Коросташевского. М.: Машиностроение, 1984 г. -280с.

45. Полыдер Г. и др. Основы трения и изнашивания. М.: Машиностроение, 1984. -264с.

46. Попов В. Н. Исследование работоспособности и выбор рациональных способов восстановления деталей уплотнительных узлов с.-х. тракторов: Дис. кандидата технических наук. -Л.: ЛСХИ, 1975.

47. Пружанский Л. Ю. Исследование методов испытаний на изнашивание. М.: Наука, 1978;240с.

48. Пружанский Л. Ю. Исследование методов испытаний на изнашивание. — М.: Изд-во '' Наука 1978. -116с.

49. Пинегин C.B. Работоспособность деталей подшипников качения. — М.: Машгиз, 1947 г. -164с.

50. Рагульскис K.M. Юркаускас А. Ю. Вибрация подшипников. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние.1985.-119с.

51. Расчет и выбор подшипников качения. Справочник. Под.ред. Н. А. Спицина, Б. А. Яхина, В.H.Забулинов. М.: Машиностроение, 1974. — 620с.

52. Ребиндер П. А., Щукин Е. Д. Поверхностные явления в твердых телах в процессах их деформации и разрушения // Успехи физических наук, 1972. Т108, вып.1. С.3−42.

53. Рекламные проспекты фирм-изготовителей.

54. Розенберг Ю. А. и др. Смазка механизмов машин. М.: Гостоптехиздат, 1960. -340с.

55. Розенберг Ю. А. Смазка механизмов машин. — М.: ГОСТОПТЕХИЗДАТ, 1960. -340с.

56. Розенберг Ю. А. Влияние смазочных масел на надежность и долговечность машин. М.: Машиностроение, 1970.-355с.

57. Сковородин В. Я. Тишкин Л. В. Справочная книга по надежности сельскохозяйственной техники. -Л.: Лениздат, 1985. -204с.

58. Скундин Г. И. Морозов Г. К. Влияние герметичности на повышение долговечности тракторных трансмиссий. // Тракторы и с.х. машины. — 1968 — № 6.

59. Скундин Г. И. Влияние запыленности смазки на срок службы подшипников качения в трансмиссиях тракторов. // Тракторы и с.х. машины. — 1970 — № 10.

60. Смазочные материалы. Справочник. М.: Машиностроение, 1989.-488с.

61. Соловьев В. П. Исследование долговечности шлицевых сопряжений коробок передач тракторов л лКировец'' и разработка мероприятий по ее повышению при эксплуатации и ремонте. Дис. кандидата технических наук. — Л.: ЛСХИ, 1979.

62. Справочник по триботехнике. 1−3 том. М.: Машиностроение, 1989.-388с.

63. Спришевский А. И. Процессы в поверхностных слоях деталей подшипников и их изнашивание. «Технология подшипникостроения» М.: ЭНИИП, 1958 г. — № 17.-187с.

64. Спришевский А. И. Износ подшипников качения. Справочное пособие «Пподшипники качения». М.: Машгиз, 1961 г. -472с.

65. Средства и методы испытаний подшипников качения. Обзор/Под ред. Н. А. Спицына. -М.: НИИАВТОПРОМ, 1966 г.-109с.

66. Спришевский А. И. Вопросы надежности и долговечности подшипников качения. М.: Машиностроение, 1967 г. -172 с.

67. Спришевский А. И. Подшипники качения. М.: Машиностроение, 1969 г. -629с.

68. Статистические методы в инженерных исследованиях. М.: Высш. школа, 1983. -216с.

69. Тененбаум М. М. Сопротивление абразивному изнашиванию. М.: Машиностроение, 1976. -270с.

70. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. В 2-х кн./Под ред. И. В. Крагельского, В. В. Алисина.-М.: Машиностроение, 1978;Кн.1. -270с., Кн.2. -358с.

71. Трибология и надежность машин. Под ред. Авдуевского B.C. М: Наука, 1990.-410с.

72. Хохлов M.JI., Легин Е. К. Физико-химическое состояние и реакции окисления йода в некоторых органических растворителях VI Всесоюз. совещ. по химии неводных растворов: Тез. докл. М.: Наука, 1987. С. 163−164.

73. Хрущов М. М. Определение износа деталей машин за короткие периоды работы. М.: Машиностроение, 1965.-266с.

74. Шехтер Ю. Н. и др. Малорастворимые поверхностно-активные вещества. М.: Химия, 1978. -359с.

75. Шехтер Ю. Н. и др. Рабоче консервационные смазочные материалы. М.: Химия, 1979. -256с.

76. Школьников В. И. и др. Масла и составы против износа автомобилей. М.: Химия, 1988.-301с.

77. Шпеньков Г. П. Физикохимия трения. Минск: ллУниверситетское'', 1991. -397с.

78. Черножуков Н. И. и др. Химия минеральных масел. М.: Гостоптехиздат, 1957. -297с.

79. Ямпольский Г. Я. Крагельский И. В. Исследование абразивного износа элементов пар трения качения. М.: Наука, 1973.-196с.

80. Ясь Д. С. и др. Испытание на трение и износ. Методы и оборудование. — Киев: Техника, 1971. — 14 0с.

81. Holinski R. Bedeutung der Festschmierstoffe als additive in Schmierstoffen//Additives for lubricants and opertional fluids. Editor Bartz W.J. Ostfildern: Techniche Akademie Esslingen Druck. 1986. V.2.P.6.6−1-6.6−11.

82. Papey A.G. Friction reducers for engine and gear oils — review of the state of the art//Additive for lubricants and operational fluids. Editor Bartz W.J. Ostifildren: Techniche Akademie Esslinger Druck. 1986. V.27.N4.P.398−404.

83. Weibull W. Efficient Methods for Estimating Fatigue Life Distributions of Roller Bearings. Rolling Contact Phenomena. — J.B.Bidwell editor, Elsevier. New York, 1962. 252−263.