Большая База Данных Рефератов - Разработка ресурсосберегающих технологий и режимов на городском электрическом транспорте

Рус Укр Eng

Разработка ресурсосберегающих технологий и режимов на городском электрическом транспорте

пересчетом в силу трения, определяли линейный износ обоих образцов с

пересчетом в суммарную скорость износа, шероховатость поверхностей трения,

температуру в зоне трения.

Перед установкой на машину трения поверхности образцов обрабатывались

по общепринятой методике ГОСТ 23.210-80. Шероховатость рабочих поверхностей

доводилась до Ra < 0,20. С целью исключения микрорезания острые кромки

притуплялись до R - 0,5 мм.

Для повышения воспроизводимости результатов применяли предварительную

обработку образцов и контролировали сопряжение поверхностей,

характеризуемого следами трения на площади не менее 90% рабочей поверхности

трения каждого образца [25]. После приработки образцы промывали ацетоном

(ГОСТ 2603-79) и сушили в течение 2-х часов при температуре 70 С.

Линейный износ на образцах пар трения «кольцо-кольцо», «диск-

колодка», на подвижном ролике пары трения «диск-диск» определялся методом

искусственных баз (ГОСТ 23.301-78). В основе этого метода лежит определение

количественной величины линейного износа по изменению размеров

суживающегося углубления заранее известного профиля, выполненного на

исследуемой поверхности (Рис 3.3). Для этого необходимо, чтобы углубление

имело в сечении геометрически правильную, заранее заранее известную форму.

Тогда о величине износа можно судить по ширине лунки, видимой на испытуемой

поверхности. Углубление может иметь форму не только лунки, но любую другую

с тем, чтобы один какой-либо ее размер закономерно уменьшался по глубине.

Положение дна углубления при износе поверхности остается не неизменным,

поэтому оно является той искусственной базой, от которой можно вести

измерение расстояния до поверхности. Зная заранее соотношение длинны и

глубины отпечатка и наблюдая за его изменением, можно определить величину

линейного износа. Суживающееся углубление определенного профиля может быть

получено в результате вдавливания наконечника в виде пирамиды или конуса,

высверливанием конического углубления, вырезанием вращающимся резцом

остроугольной лунки, выпиливанием или вышлифовыванием диском. Размер

диагонали предполагаемой величины износа. Чаще всего в качестве индентора

применяют квадратную пирамиду с углом при вершине между противоположными

гранями 136 или конус с углом при вершине - 120°. Изготавливаются они не

только из алмаза, но и из твердых сплавов, а для отпечатков на металлах

невысокой твердости - из закаленной инструментальной стали. В зависимости

от применяемого индентора и способа его использования различают лунки,

полученные на поверхности пластического материала, то величина линейного

износа ?b может быть подсчитана по формуле:

[pic]

где ?b - глубина отпечатка, С - диаметр проекции отпечатка на

испытуемой поверхности (индексы 1 и 2 соответствуют измерениям диаметра до

и после испытания), Z - коэффициент пропорциональности, постоянный по всей

глубине отпечатка, если отпечаток выполнен конусом с углом при вершине ? -

120°, Z - 3,464 тогда:

[pic]

Получение отпечатков с помощью шариков приводит к большой

погрешности, т. к. в этом случае форма отпечатков вследствие упругого

восстановления получается отличной от формы шарика, а необходимые поправки

производить сложно, потому что они зависят не только от свойств испытуемого

материала, но и от величины отпечатка. Основными отрицательными явлениями

при всяком вдавливании следует считать упругое восстановление исследуемого

материала, но и от величины отпечатка. Основным отрицательным явлениями при

всяком вдавливании следует считать упругое восстановление исследуемого

металла и выдавливание части металла, которое образует возвышение на

поверхности вокруг отпечатка. Эти явления искажают исходную шероховатость

поверхности и первое определение диаметра отпечатка, а поэтому требуют

выяснения величины вспучивания и деформации для того, чтобы установить, как

велика будет ошибка при определении износа у различных материалов, если не

учитывать эти явления. Вспучивание металла в данной работе удалялось в

ручную мелкозернистым наждачным бруском или на наждачной бумаге. Такие

операции производились для пары трения «диск-кольцо», где поверхности

трения плоские [23]. Для пары трения «диск-колодка» вспучивание удалялось

предварительной приработкой.

Время проведения эксперимента выбиралось эмпирическим путем из

условия получения достоверных данных об износе.

Лунки наносились на твердомере БО-2 алмазным конусом с углом при

вершине 120°. Измерение отпечатков конуса проводилось на микроскопе МЕТАМ Р-

Первая серия испытаний проводилась по четырехшарикововой схеме (рис.

3.2.1.) согласно ГОСТ 9490-75. Испытания имели целью определить

противоизносные свойства масел (базового и масел с присадками) и

проранжировать их по способности снижать износ.

В качества параметра, оценивающего противоизносные свойства,

применялся показатель износа Dи по ГОСТ 9490-75.

Показатель износа Dи определяли при постоянной нагрузке 500Н, время

испытаний 60 мин.

Показателем износа Dи в миллиметрах считают среднее арифметическое

значение диаметров пятен износа нижних шариков двух параллельных испытаний.

Результаты испытаний представлены в таблице 3.1.

Если показатель износа, характеризующий противоизносные свойства

базового масла, равный 1,0, принять за 100%, то улучшение противоизносных

свойств можно оценить в процентах по отношению к базовому маслу, что и

отражено в таблице 3.1.

Вторая серия испытаний - определение коэффициента трения

(антифрикционных свойств) производилась по схеме испытаний «диск-диск»

(рис. З.1.). Материалы дисков соответствовали материалу шариков для

четырехшариковой схемы (сталь ШХ15 HRC62). Результаты испытаний

представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.1 - значение показателей износа для различных смазочных

материалов.

| | |Dи, мм |св-в, % |

|1 |Индустриальное масло И-20 (базовое |1,0 |0 |

|2 |И-20 с присадкой RVS |0,9 |10 |

|3 |И-20 с присадкой 0128 |0,9 |10 |

|4 |И-20 с присадкой 0228 |0,85 |15 |

|5 |И-20 с присадкой 0328 |0,83 |17 |

|6 |И-20 с присадкой ГТН-1 |0,83 |17 |

|7 |И-20 с присадкой ГТН-12 |0,87 |13 |

Таблица 3.2 - Значение коэффициента трения для различных смазочных

материалов.

|п/п| | |антифрикционных |

| | | |св-в, % |

|1 |Индустриальное масло И-20 (базовое |0,85 |0 |

|2 |И-20 с присадкой RVS |0,075 |10 |

|3 |И-20 с присадкой 0128 |0,08 |0 |

|4 |И-20 с присадкой 0228 |0,072 |10 |

|5 |И-20 с присадкой 0328 |0,047 |41 |

|6 |И-20 с присадкой ГТН-1 |0,056 |30 |

|7 |И-20 с присадкой ГТН-12 |0,064 |20 |

На основании полученных результатов, которые предоставлены в таблице

3.1 и 3.2, можно проранжировать смазочные материалы в ряд, с убыванием

противоизносных и антифрикционных свойств:

1 И-20 с присадкой 0328

2 И-20 с присадкой ГТН-1

3 И-20 с присадкой ГТН-12

4 И-20 с присадкой 0228

5 И-20 с присадкой RVS

6 И-20 с присадкой 0128

7 Базовое масло

Третья серия испытаний проводилась по схеме «кольцо-кольцо» (торцы

колец), рис. 3.1, согласно ГОСТ 23.224-86 «Обеспечение износостойкости

изделий» по группе А.

Сравнительным экспресс испытаниям подвергались следующие материалы:

- сталь 40Х (HRC52) в сочетании с бронзой Вр. С30;

- чугун специальный ЧС (НВ210) в сочетании с серым модифицированным

чугуном С4М (НВ252).

Результаты испытаний.

При испытаниях: сталь 40Х в паре с бронзой (нагрузка 800Н, скорость

скольжения 0,5 м/с) в базовом масле И-20 - скорость изнашивания составила

117 мкм/ч, а коэффициент трения 0,066.

При этом микротвердость поверхностей трения:

- сталь 40Х - 5720 Мпа;

- бронза Вр. С30 - 2540 Мпа.

При испытаниях идентичных пар трения, но в масле И-20 с присадкой

RVS, при идентичном нагрузочно-скоростном режиме скорость изнашивания

составила 100 мкм/ч, а коэффициент трения 0,052.

При этом микротвердость поверхностей трения:

- сталь 40Х - 6420 Мпа;

- бронза Вр. С30 - 2740 Мпа.

Результаты испытаний приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Результаты испытаний пары трения сталь 40Х бронза Вр.

С30.

|Смазочный материал|Параметры |

|И-20 |117 |0,066 |5720 |2540 |

|И-20 + RVS |100 |0,052 |6420 |2740 |

|Улучшение свойств,|14 |21 |11 |7 |

|% | | | | |

При испытаниях: чугун специальный ЧС в паре с серым модифицированным

чугуном СЧМ (нагрузка 800Н, скорость скольжения 0,5 м/с) в базовом масле И-

20 скорость изнашивания составила 10 мкм/ч, а коэффициент трения - 0,127.

При этом микротвердость поверхностей трения:

- ЧС - 3100 Мпа;

- СЧС - 3000 Мпа.

Характер переходного процесса представлен на рис. 3.2.3.

При испытаниях идентичных пар трения, но в масле И-20 с присадкой

RVS, при идентичном нагрузочно-скоростном режиме скорость изнашивания

составила 8,7 мкм/ч, а коэффициент трения 0,1.

При этом микротвердость поверхностей трения:

- ЧС - 5140 Мпа;

- СЧС - 7240 Мпа.

Результаты испытаний сведены в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 - Результаты испытаний пары трения СЧ - СЧМ.

|Смазочный материал|Параметры |

|И-20 |10 |0,127 |3100 |3000 |

|И-20 + RVS |8,7 |од |5140 |7240 |

|Улучшение свойств,|13 |21 |39 |59 |

|% | | | | |

Выводы и рекомендации по внедрению.

Анализируя результаты лабораторных испытаний, которые предоставлены в

таблицах 3.1 - 3.4, можно сделать следующие выводы:

1) Применение присадки RVS в базовых минеральных маслах

индустриальном И-20 снижает скорость изнашивания материалов от 8 до 14% и

механические потери на трение - от 10 до 21%.

2) Применение присадок RVS в базовом масле значительно

интенсифицирует образование на поверхностях трения защитных износостойких

пленок (вторичных структур). Особенно твердые пленки образуются на чугунах

(микротвердость возрастает от 26% до 59%), затем сталях - 11% и в меньшей

степени бронзах - 7%.

3) Применение присадки RVS значительно сокращает время приработки

(обкатки). Данная присадка может служить в качестве приработочного и

модифицирующего материала.

При применении присадки RVS все пары трения становятся

чувствительными к быстрому увеличению нагрузки (скорости нагружения, н/с).

При больших скоростях нагружения эффективности присадки нет, и даже

проявляется ее отрицательный эффект. Пары работают неустойчиво и склонны к

задиру. Поэтому при применении присадки RVS изделие, агрегаты, двигатель

необходимо прирабатывать ступенчато от минимальных нагрузок от минимальных

нагрузок до эксплуатационных. Величина нагрузки на каждой из ступеней и

время работы определяется в зависимости от конструкции изделия и материалов

пар трения, т.е. в каждом конкретном случае отдельно.

Сравнения с альтернативными технологиями.

Таблица 3.5 RVS - технология и классический ремонт на примере тележки

трамвайного вагона Т-3

|Технологическая |Виды ремонта тележки трамвайного вагона Т-3 |

|операция | |

| |Капитальный ремонт с заменой |Ремонт по технологии |

| |изношенных деталей |RVS |

|Демонтаж и |Требует специально оборудованное |Не требуется |

|разборка |помещение и обученный персонал. | |

|Дефектация |Требует оборудования и справочных |По косвенным признакам|

| |данных | |

|Комплектация |Требует наличия складов, системы |Не требуется |

|запчастями |учета и дополнительных материальных | |

| |затрат на закупку запаса запчастей | |

|Сборка и установка|Требует помещения, оборудования и |Не требуется |

| |специально обученного персонала | |

|Заливка нового |Расходуется объем масла в редукторе |RVS добавляются в |

|масла | |старое масло |

|Обкатка и замена |Работа с неполной загрузкой, |Приработка в течение |

|масла |дополнительный расход масла |20 минут |

Экономическая целесообразность применения данной технологии.

К настоящему времени имеется практический опыт применения данной

технологии на оборудовании и технике всех отраслей промышленности,

транспорта и энергетике, а именно:

- Гидросистемы:

* масляные насосы любых типов, гидроклапаны, и распределители,

гидроцилиндры.

- Компрессоры:

* поршневые и турбокомпрессоры.

- Промышленные редукторы и трансмиссии.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18

Меню

Разработка ресурсосберегающих технологий и режимов на городском электрическом транспорте