WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Рисунок 7 – Амплитудно-фазочастотные характеристики (АФЧХ):
а – резьбового соединения при фреттинг-коррозии;

б – применении резиновой смеси 807; в – модификатора МБ-АПП

Анализ частотных характеристик традиционной сборки соединения (рис. 7,а) показал, что наблюдается высокое значение коэффициента трения f = 0,39 при большой величине энергии диссипативных потерь до V() = 0,41. Основные процессы трения происходят в широком частотном диапазоне от 1 500 до 15 000 Гц, что свидетельствует о значительной работе сил трения разрушающихся слоёв традиционного способа уплотнения резьбовых соединений тормозной магистрали вагонов.

При использовании в качестве уплотнителя резиновой смеси 807 (рис. 7,б) величина энергии диссипативных потерь снижается до V() = 0,35. Динамический частотный диапазон трения сужается до 4 500…13 000 Гц. На более высоких частотах наблюдается очень незначительное изменение диссипативной энергии до V() = 0,025, что свидетельствует о хорошем демпфировании в этой области частот.

Наилучшие результаты диссипации процессов фреттинга показало использование модификатора атактического полипропилена (рис. 7,в): величина максимальной диссипативной энергии V() = 0,13, что на 61,3 % меньше, чем при традиционной технологии сборки; все процессы трения переместились в высокочастотную область от 13 500 до 20 000 Гц в небольшом диапазоне консервативных (U() = 0,015) и диссипативных (V() = 0,008) сил.

Таким образом, изменился механизм изнашивания резьбового соединения тормозной магистрали подвижного состава за счёт хороших адгезионных и демпфирующих свойств модификатора ОАПП, отсутствия внешнего трения, в результате чего устраняются условия возникновения фреттинг-коррозии резьбовых соединений, что проявляется в заметном снижении регистрируемой диссипативной энергии механической системы. Разрушение герметичности тормозной магистрали подвижного состава возможно только после длительного усталостного изнашивания полимерных слоёв мастики ОАПП, срок службы такого соединения значительно превосходит существующий межремонтный цикл эксплуатации подвижного состава.

Четвертая глава посвящена эксплуатационным испытаниям тормозной магистрали подвижного состава с резьбовыми соединениями, собранными с использованием выбранных уплотняющих материалов «Эврика» и МБ-АПП. В данном разделе приводится описание технологии сборки резьбовых соединений тормозной магистрали подвижного состава, а также технология реновации существующих соединений. Испытания проводились на маневровом тепловозе ТГМЗ-2460 Минераловодского отделения Северо-Кавказской железной дороги филиала ОАО «РЖД» на базе ТЧ-21.

Результаты проведенных испытаний показали, что при сборке пневматических цепей с использованием уплотнительного комплекса (материала уплотнителя МБ-АПП и «Эврики») без применения подмоточных материалов обеспечена плотность тормозной магистрали 0,2 кг/см2/70 с при норме 0,2 кг/см2/60 с, питательной сети 0,2 кг/см2/180 с при норме 0,2 кг/см2/150 с. Это подтверждено актами эксплуатационных испытаний. При обработке резьбовых соединений мыльным раствором образование воздушных пузырей отсутствовало, чем подтверждается их герметичность.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

  1. Для проведения лабораторных испытаний трибосистемы резьбовых соединений тормозной магистрали подвижного состава создана физико-математическая нелинейная модель трения при фреттинг-коррозии, выявлены константы подобия резьбового соединения трубопровода и фрикционного контакта данной трибосистемы; определены значения физических параметров модельного эксперимента.
  2. В результате анализа априорной информации и метода экспертных оценок сформулирован критерий фреттингообразования в резьбовых соединениях при наличии в узле трения высокодемпфирующего подслоя, связывающего между собой факторы демпфирования, амплитуды микроперемещений, частоты колебаний и давления:

Соблюдение соотношения физических параметров, входящих в критерий фреттингообразования, обеспечивает адекватность выполненных стендовых исследований эксплуатационным при соблюдении условия идентичности используемых материалов.

  1. Выполнены исследования влияния факторов динамического нагружения и окружающей среды на долговечность существующих резьбовых соединений при различном соотношении параметров трения и получены математические зависимости, адекватно описывающие процесс изнашивания традиционных материалов уплотнения резьбовых соединений трубопроводов тормозной сети вагонов.
  2. Для реновации (восстановления работоспособности) существующих резьбовых соединений трубопроводов тормозной магистрали подвижного состава в эксплуатации выполнены исследования по определению степени адгезии уплотняющей прослойки к стали выбранных ранее материалов, позволившие выбрать наиболее подходящий герметизирующий материал – модификатор MБ-АПП на основе высокомолекулярных комопонентов крекинга нефти, структуированного низкоокисленным атактическим полипропиленом. Установлено, что в случае использования модификатора МБ-АПП обеспечена возможность многократной сборки – разборки резьбовых соединений без повторного нанесения уплотняющего материала (до 10 раз).
  3. При помощи математического планирования эксперимента получено математическое описание процесса изнашивания уплотняющего материала, связывающее давление, амплитуду виброперемещений и рациональное содержание присадки МБ (2,2 %).
  4. Для проверки работоспособности трибосистемы тормозной магистрали подвижного состава при динамическом нагружении применена методика амплитудно-фазочастотного анализа выходных трибохарактеристик резьбовых соединений при наличии герметизирующего материала, работающего под давлением и вибрацией. Указанная методика позволила определить величину диссипативной энергии, реализуемой при трении. При применении герметика на основе модификатора МБ-АПП наблюдается более стабильная картина процесса приработки поверхностей трения; отсутствуют явления биений, и процесс виброперемещений более стабильный во всем диапазоне частот, не наблюдаются резонансные амплитуды амплитудно-частотных характеристик. Снижается величина регистрируемой максимальной диссипативной энергии до V() = 0,13, что на 61,3 % меньше, чем при традиционной технологии сборки, причем работа сил трения перемещается в высокочастотную область от 13 500 до 20 000 Гц в небольшом диапазоне консервативных (U() = 0,015) и диссипативных (V() = 0,008) сил. Это свидетельствует о хорошем демпфировании фрикционно-механической системы и переходе внешнего трения слоёв льняной пряди, пропитанной суриком, во внутреннее трение полимерных слоёв атактического полипропилена.
  5. Собранная база данных триботехнических и трибоспектральных характеристик фрикционного взаимодействия системы «втулка – муфта» и выполненный анализ полученных характеристик модельного эксперимента позволили установить высокую корреляцию скорости изнашивания при фреттинг-коррозии с диссипативными и адгезионными характеристиками применяемых герметизирующих материалов. Увеличение величины адгезионных и диссипативных свойств ведет к активному снижению реализуемой работы трения, переходу внешнего трения, реализуемого в связях льняной пряди, пропитанной суриком или белилами, к внутреннему трению полимерных слоёв модификатора на основе высокомолекулярных компонентов крекинга нефти, структуированного несимметричным низкоокисленным атактическим полипропиленом, и следовательно, к изменению механизма изнашивания и предотвращению фреттингообразования.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

  1. Колесников И.В. О механизме изнашивания уплотнений резьбовых соединений трубопроводов // Сб. научных трудов ученых РГУПС. Технические науки. Выпуск пятый. – Минеральные воды, 2001. – С. 40–41.
  2. Челохьян А.В., Колесников И.В., Иваночкин П.Г., Каплюк М.А. Анализ работоспособности резьбовых соединений тормозной сети вагонов в условиях эксплуатации // Состояние и перспективы развития дорожного комплекса. Сб. научных трудов. Вып. 2. – Брянск, 2001. – С. 38–39.
  3. Челохьян А.В., Иваночкин П.Г., Колесников И.В. Утечки в тормозной сети вагонов и пути повышения плотности резьбовых соединений // Состояние и перспективы развития дорожного комплекса. Сб. научных статей. Вып. 3. – Брянск: БГИТА, 2001. – С. 18–20.
  4. Изнашивание неподвижных соединений (фреттинг-коррозия): учеб. пособие / П.Г. Иваночкин, И.В. Колесников, А.В. Челохьян. Ростов н/Д: РГУПС, 2001. – 28 с.
  5. Челохьян А.В., Колесников И.В., Иваночкин П.Г. Влияние параметров динамического нагружения на герметичность резьбовых соединений трубопроводов // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – Ростов н/Д: РГУПС, 2001. – С. 145–148.
  6. Колесников И.В., Челохьян А.В. Адгезионные свойства герметизирующих материалов резьбовых соединений тормозной магистрали подвижного состава // Вестник РГУПС. – 2005. – № 1. – С. 11–19.
  7. Колесников И.В., Озябкин А.Л., Челохьян А.В. Улучшение характеристик работы резьбовых соединений тормозных систем вагонов // Вестник РГУПС. – 2005. – №3. – С. 10–21.
  8. Колесников В.И., Иваночкин П.Г., Сычев А.П., Колесников И.В. Расчето-экспериментальный метод создания антифрикционных композитных материалов с заданными свойствами для узлов трения. // Повышение износостойкости и долговечности машин и механизмов на транспорте: Труды третьего международного симпозиума по транспортной триботехнике «ТРАНСТРИБО-2005». – СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2005. – С. 40 – 44.

Колесников Игорь Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ

РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ ВАГОНОВ

Автореферат диссертации на соискание

ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 03.05.09. Формат 6084/16.

Бумага офсетная. Печать офсетная.

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100.

Заказ № 4356.

Ростовский государственный университет путей сообщения

Ризография РГУПС

Адрес университета: 344038, Ростов-на-Дону,

пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»