Возможность повышения ресурса подшипников качения за счет снижения скорости изнашивания деталей подшипников при использовании смазочной композиции. Модель процесса изнашивания поверхностей качения, сформированных с участием применяемых модификаторов.
При низкой оригинальности работы "Повышение долговечности подшипников качения ступиц колёс автотракторной техники путём модификации смазочной среды", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук повышение долговечности подшипников качения ступиц колес автотракторной техники путем модификации смазочной средыРабота выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Защита диссертации состоится 26 сентября 2008 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.03 при ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им.Стендовые и эксплутационные испытания проводили с целью определения влияния разработанной смазочной композиции на ресурс соответственно роликовых радиально-упорных подшипников качения и подшипников ступиц колес автотракторной техники. На основе кинетической концепции прочности материалов теоретически обоснована и практически подтверждена возможность повышения ресурса подшипников качения за счет участия НРП металлов и их соединений в процессах формирования защитных пленок на поверхностях качения. Разработан новый состав эксплуатационной смазочной композиции с использованием НРП металлов, применение которой позволяет повысить ресурс подшипников качения и долговечность автомобилей КАМАЗ в процессе эксплуатации. Основные положения и результаты работы были доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов СГАУ в 2004-2007 гг.; ежегодном Межгосударственном постоянно действующем научно-техническом семинаре «Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания» (Саратов, 2005-2007 гг.); конференциях, посвященных 117, 118 и 119-летию со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова, а также Международной научно-практической конференции, посвященной 120-летию со дня рождения Николая Ивановича Вавилова (Саратов, 2004-2007); Международной конференции, посвященной 70-летию профессора Александра Григорьевича Рыбалко (Саратов, 2006 г.); Международной научно-практической конференции «Сохранение окружающей среды - важнейшая проблема современности» (Уральск, 2005 г.); Международной научно-практической школе-конференции - Славянтрибо-7 «Теоретические и прикладные новшества и инновации обеспечения качества и конкурентоспособности инфраструктуры сквозной логистической поддержки трибообъектов и их производства» (Рыбинск, 2006 г.); третьей Всероссийской конференции (с международным участием) «Химия поверхности и нанотехнологии» (Санкт-Петербург - Хилово, 2006 г.); первой Всероссийской научно-практической конференции «Новые направления в триботехнике и их использование в повышении износостойкости механизмов и машин» (Москва, 2007 г.); XLVII Международной научно-технической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству», посвященной 100-летию со дня рождения профессора И.Е. Во второй главе "Теоретические предпосылки повышения долговечности подшипников качения путем модификации смазочной среды" с использованием кинетической модели разрушения материала поверхностного слоя деталей при трении обоснована возможность повышения ресурса подшипников качения за счет снижения скорости изнашивания их деталей в результате применения смазочной композиции, содержащей НРП металлов и их соединений.Возможность повышения ресурса подшипников качения за счет использования композиции наночастиц металлов в качестве добавки в смазочную среду теоретически обоснована формулами (1)-(5). Сравнительные лабораторные испытания показали, что использование разработанной смазочной композиции по сравнению с пластичной смазкой Литол-24 способствовало уменьшению среднего значения момента трения в модельном трибосопряжении в 1,15 раза, величины износа роликов - в 2,3 раза, значения шероховатости - в 2,2 раза, повышению числа циклов и нагрузки усталостного выкрашивания поверхностей качения - соответственно в 1,86 и 1,55 раза. Исследования поверхностного слоя элементов лабораторных пар трения позволили установить следующее: - определение энергии активации разрушения межатомных связей выявило, что для отделения частицы износа от поверхности качения, работавшей в среде смазочной композиции Кластер-С, необходимо преодолеть энергетический барьер на 12 % больший, чем от поверхности, формирование которой происходило в среде пластичной смазки Литол-24; Стендовые испытания показали, что использование смазочной композиции Кластер-С позволяет снизить рабочую температуру на 18 % и повысить ресурс подшипников качения в 2,4 раза. На основании данных эксплуатационных испытаний установлено, что гамма-процентный ресурс подшипников ступиц колес автомобилей КАМАЗ-5320, смазку которых осуществляли разработанной смазочной композицией, в 2,8 раза больше, чем подшипников, работавших на пластичной смазке Литол-24.
Вывод
1. Анализ данных литературных источников показал, что на ходовую часть автомобилей КАМАЗ приходится 16-22 % от общего числа отказов. Одним из наименее надежных элементов ходовой части автомобилей КАМАЗ являются роликовые конические подшипники ступиц колес. Перспективным направлением повышения ресурса подшипников качения является модификация смазочной среды НРП различных металлов и их соединений.
2. Возможность повышения ресурса подшипников качения за счет использования композиции наночастиц металлов в качестве добавки в смазочную среду теоретически обоснована формулами (1)-(5).
3. Экспериментально-статистическим методом разработан и определен оптимальный состав смазочной композиции, содержащей НРП металлов. Сравнительные лабораторные испытания показали, что использование разработанной смазочной композиции по сравнению с пластичной смазкой Литол-24 способствовало уменьшению среднего значения момента трения в модельном трибосопряжении в 1,15 раза, величины износа роликов - в 2,3 раза, значения шероховатости - в 2,2 раза, повышению числа циклов и нагрузки усталостного выкрашивания поверхностей качения - соответственно в 1,86 и 1,55 раза.
4. Исследования поверхностного слоя элементов лабораторных пар трения позволили установить следующее: - определение энергии активации разрушения межатомных связей выявило, что для отделения частицы износа от поверхности качения, работавшей в среде смазочной композиции Кластер-С, необходимо преодолеть энергетический барьер на 12 % больший, чем от поверхности, формирование которой происходило в среде пластичной смазки Литол-24;
- рентгенофазовым анализом поверхностей качения установили присутствие Fe, Ni и Zn в составе поверхностного слоя и тем самым доказали участие НРП металлов, используемых в качестве добавки, в процессах формирования поверхностной пленки с улучшенными трибологическими свойствами.
5. Стендовые испытания показали, что использование смазочной композиции Кластер-С позволяет снизить рабочую температуру на 18 % и повысить ресурс подшипников качения в 2,4 раза. На основании данных эксплуатационных испытаний установлено, что гамма-процентный ресурс подшипников ступиц колес автомобилей КАМАЗ-5320, смазку которых осуществляли разработанной смазочной композицией, в 2,8 раза больше, чем подшипников, работавших на пластичной смазке Литол-24. Годовой экономический эффект, полученный в результате применения смазочной композиции Кластер-С, составил 13673 руб. на один автомобиль КАМАЗ-5320.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ
1. Азаров, А. С. Метод повышения долговечности пар трения качения за счет модификации смазочной среды / А. С. Азаров // Ульяновские чтения - 2005 : матер. конф., посвященной 100-летию со дня рождения Алексея Федоровича Ульянова, 18-19 мая 2005. Секция «Технический сервис и электрификация сельского хозяйства» / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2005. - Ч.1. - С. 58-61 (0,12 печ. л.).
2. Азаров, А. С. Повышение долговечности подшипников качения модифицированием пластичных смазок / А. С. Азаров, В. В. Сафонов // Сохранение окружающей среды - важнейшая проблема современности : матер. Междунар. науч.-практ. конф. / Ред.-изд. отдел Западно-Казахстанского аграрно-технического университета им. Жангир Хана. - Уральск, 2005. - С. 69-71 (0,18/0,09 печ. л.).
3. Азаров, А. С. Влияние наноматериалов на эффективность использования автотракторной техники / А. С. Азаров // Вавиловские чтения - 2005 : матер. конф., посвященной 118-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова, 23-25 ноябр. 2005. Секция «Механизация и электрификация сельского хозяйства» / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2005. - С. 3-6 (0,14 печ. л.).
4. Азаров, А. С. Триботехнические исследования модифицированной смазочной композиции / А. С. Азаров, В. В. Сафонов // Повышение эффективности использования автотракторной и сельскохозяйственной техники : межвуз. сб. науч. тр. XVI региональной науч.-практ. конф. Поволжья и Предуралья / РИО ПГСХА. - Пенза, 2005. - С. 127-130 (0,16/0,08 печ. л.).
5. Азаров, А. С. Метод повышения долговечности подшипников качения ступиц колес автомобилей КАМАЗ / А. С. Азаров, В. В. Сафонов // Тр. Всерос. науч.-исслед. технологического института ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка / ГНУ ГОСНИТИ. - М., 2006. - С. 72-74 (0,18/0,09 печ. л.).
6. Азаров, А. С. Оценка эффективности наноразмерной добавки к пластичной смазке Литол-24 / А. С. Азаров, В. В. Сафонов // Вестник ФГОУ ВПО "Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина". Секция «Технический сервис в агропромышленном комплексе». - М., 2006. - Вып. 1(16). - С. 77-79 (0,21/0,105 печ. л.).
7. Азаров, А. С. Экспериментальная проверка металлсодержащих смазочных композиций / А. С. Азаров // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания : матер. Межгос. науч.-техн. семинара / ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ". - Саратов, 2006. - Вып. 18. - С. 146-149 (0,14 печ. л.).
8. Азаров, А. С. Теоретическое обоснование повышения ресурса подшипников качения за счет модификации пластичной смазки наноразмерными добавками / А. С. Азаров, В. В. Сафонов // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания : матер. Межгос. науч.-техн. семинара / ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ". - Саратов, 2006. - Вып. 18. - С. 149-152 (0,11/0,055 печ. л.).
9. Азаров, А. С. Повышение долговечности трибообъектов применением наноструктурных материалов / А. С. Азаров, В. В. Сафонов, В. А. Александров // Теоретические и прикладные новшества и инновации обеспечения качества и конкурентоспособности инфраструктуры сквозной логистической поддержки трибообъектов и их производства : матер. Междунар. науч.-практ. школы-конференции Славянтрибо-7. В 3 т. Т.3 / под общей ред. В. Ф. Безъязычного, В. Ю. Замятина ; РГАТА. - Рыбинск, 2006. - С. 55-60 (0,31/0,06 печ. л.).
10. Азаров, А. С. Смазочные композиции с компонентами наноструктурных материалов / А. С. Азаров, В. В. Сафонов, С. В. Сафонова // Химия поверхности и нанотехнологии : матер. третьей Всерос. конф. (с международным участием) / ООО "ИК Синтез". - СПБ. - Хилово, 2006. - С 279-280 (0,125/0,025 печ. л.).
11. Азаров, А. С. Экспресс-метод ремонта агрегатов машин с использованием наночастиц цветных металлов [монография] / А. С. Азаров, В. В. Сафонов, В. А. Александров ; ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2006. - 113 с. : ил. - Библиогр. : 37 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 15.11.06, № 1390-В2006 (7,06/1,76 печ. л.).
12. Азаров, А. С. Особенности использования наноразмерных частиц слоистых материалов в качестве антифрикционных компонентов смазочных композиций / А. С. Азаров, В. В. Сафонов, В. А. Александров ; ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2006. - 20 с. : ил. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 15.11.06, № 1387-В2006 (1,25/0,31 печ. л.).
13. Азаров, А. С. Разработка и теоретическое обоснование состава смазочной композиции на основе наночастиц цветных металлов / А. С. Азаров, В. В. Сафонов, В. А. Александров ; ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2006. - 14 с. : ил. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 15.11.06, № 1388-В2006 (0,88/0,22 печ. л.).
14. Азаров, А. С. Роль наноразмерных присадок к смазочным материалам в формировании поверхностей трения качения / А. С. Азаров, В. В. Сафонов // матер. Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 70-летию со дня рождения профессора Александра Григорьевича Рыбалко, 11-12 июля 2006. / ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ". - Саратов, 2006. - Ч.3. - С 8-11 (0,15/0,075 печ. л.).
15. Азаров, А. С. Математическая модель изнашивания поверхностей трения качения, модифицированных наноразмерными добавками смазочной среды / А. С. Азаров, В. В. Сафонов // Совершенствование технологий и организации обеспечения работоспособности машин : сб. науч. тр. / РИЦ СГТУ. - Саратов, 2006. - С. 144-150 (0,32/0,16 печ. л.).
16. Азаров, А. С. Повышение износостойкости поверхностей трения качения с использованием наноматериалов / А. С. Азаров // Вавиловские чтения - 2006 : матер. конф., посвященной 119-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова, 4-8 дек. 2006. Секция «Механизация и электрификация сельского хозяйства» / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2006. - Ч.1. - С. 3-6 (0,14 печ. л.).
17. Азаров, А. С. Повышение ресурса подшипников качения ступиц колес автотракторной техники за счет модификации смазочной среды / А. С. Азаров, В. В. Сафонов // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. - 2007. - Вып. 5. - С. 60-64 (0,455/0,227 печ. л.).
18. Азаров, А. С. О влиянии наноматериалов на параметры трибосопряжений в режиме "качение с проскальзыванием" / А. С. Азаров // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания : матер. Межгос. науч.-техн. семинара / ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ". - Саратов, 2007. - Вып. 19. - С 191-193 (0,09 печ. л.).
19. Азаров, А. С. Применение наноматериалов в качестве модификаторов пластичных смазок / А. С. Азаров, В. В. Сафонов // Вавиловские чтения - 2007 : матер. Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 120-летию со дня рождения Николая Ивановича Вавилова / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2007. - Т.3. - С. 205-207 (0,076/0,038 печ. л.).
20. Азаров, А. С. Наноматериалы в ресурсосберегающих технологиях обеспечения работоспособности агрегатов сельскохозяйственной техники / А. С. Азаров, В. В. Сафонов, В. А. Александров // Вестник Челябинского государственного агроинженерного университета. - 2008. - Т. 51. - С. 62-69 (0,36/0,09 печ. л.).
21. Азаров, А. С. Наноразмерные добавки к смазочным средам трибосопряжений в условиях их моделирования / А.С. Азаров, В. В. Сафонов, В.А. Александров // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2008. - Вып. 2. - С. 8-11 (0,284/0,071 печ. л.).
