WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Исследовано влияние смазочной способности жидкости- носителя ПЭС-5 на трибологические свойства резьбовых соединений (рис. 2). Установлено, что смазочная способность полиэтилсилоксановой жидкости хуже смазочной способности МЖ на основе ПЭС-5. Это связано с тем, что высокая эффективность смазочного действия магнитных жидкостей обеспечивается совместным проявлением смазочных свойств жидкости носителя и абразивным действием магнитного наполнителя – магнетита. Частицы магнетита, взаимодействуя между собой, создают на поверхности трения сплошной слой промежуточного вещества, исключающий чисто металлический контакт пары трения и экранирующий силы их молекулярного взаимодействия.

Исследована зависимость момента трения в резьбовых соединениях с магнитной жидкостью на основе ПЭС-5 от материала постоянных магнитов. Постоянные магниты в зависимости от материалов на основе которых, они изготовлены, обладают различными величинами коэрцитивной силы. Исследования показали, что величина напряженности магнитного поля, создаваемая различными магнитами не оказывает влияния на смазочные свойства магнитной жидкости (рис. 3).

Рис. 4. Зависимость момента трения в резьбовом соединении из стали 12Х18Н10Т от состава магнитных жидкостей, применяемых в качестве смазки.

Экспериментальные исследования позволили сделать вывод, что магнитная жидкость на основе ПЭС-5 на воздухе несколько уступает по смазочным свойствам магнитным жидкостям на основе масла И-Л-А 32 (рис.4). Но, в вакууме магнитная жидкость обеспечивает лучшее смазывание и меньший коэффициент трения из-за устойчивости её компонентов к испарению в условиях вакуума. Выявлено, что во всех случаях момент трения для жидкостей на карбонильном железе меньше чем для жидкостей на магнетите. Это связано с тем, что магнитный наполнитель на основе железа имеет шарообразную конфигурацию частиц, а наполнитель на основе магнетита имеет произвольную (или игольчатую) конфигурацию частиц. Характеристики жидкостей на сочетании магнетита и карбонильного железа занимают промежуточное положение.

Проведены исследования по фактическому распределению магнитной жидкости по рабочей поверхности резьбового соединения. Они позволили установить, что недопустимо применения в конструкциях резьбовых соединений магнитов, намагниченных в радиальном направлении. Иначе это приводит к неэффективному распределению магнитной жидкости по резьбовой поверхности винта. Нанесенная магнитная жидкость будет концентрироваться лишь в непосредственной близости от плюсов магнита, и не будет распределяться по всему периметру витка резьбы.

В пятой главе произведены измерения величины коэффициентов трения в парах трения для различных материалов при помощи стенда маятникового типа.

Перед выполнением экспериментов был проведен анализ стабильности показаний устройства, выполнена градуировка устройства, написана методика проведения эксперимента и выведена формула для обработки полученных данных, которая представлена ниже.

(2)

где, – коэффициент трения; h – перемещение центра тяжести системы; d – диаметр вала-образца; – угол отклонения оси маятника от вертикали.

Эта формула описывает сущность и принцип действия данного устройства маятникового типа (рис. 5).

Принцип работы устройства следующий: в процессе работы, при вращении вала 6 под влиянием силы трения Fтр, действующей на поверхности контакта вала 6 со втулкой 4, муфта 3 повертывается на угол (значение угла поворота фиксируется стрелкой 2 по шкале 1), величина угла поворота пропорциональна величине действующей силы трения. Подставив, результаты измерений в формулу вычисляется коэффициент трения, возникающий при трении между испытуемыми материалами.

Рис. 5. Схема сил, действующих в маятнике Фруда-Подгоркова:

1 - шкала измерительная, 2 стрелка, 3 муфта, 4 - втулка-образец, 5 - винт с потайной головкой, 6 - вал-образец, 7 контргайка, 8 - гайка с крючком для определения центра тяжести системы, 9 стержень, 10 груз, 11 - винт для крепления стрелки, 12 стрелка, 13 - контргайка, 14 - шкала измерительная.

С помощью маятника Фруда – Подгоркова проведены эксперименты и измерены величины коэффициентов трения в различных парах трения. В качестве образцов использовались материалы: сталь 45 (сырая), сталь 45 (закаленная), сталь 12Х18Н10Т. В парах трения сталь 12Х18Н10Т по стали 12Х18Н10Т (НВ-152, Rz=3,2) и сталь 45 по стали 45(НВ=164 (сырая), Rz=3,2) коэффициенты трения составили соответственно 0,134 и 0,157.

Основные результаты и выводы по работе

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования по решению проблемы трибологической безопасности резьбовых соединений позволили сделать следующие выводы:

  1. Анализ причин заедания и потери работоспособности резьбовых соединений в зависимости от условий их эксплуатации позволили выявить основные причины потери подвижности резьбовых соединений, которыми являются: деформация и окисление витков резьбы; старение, засорение, высыхание и удаление смазки из зоны трения, адгезионное схватывание витков резьбы и др.
  2. Разработаны и изготовлены конструкции экспериментальных установок: трибометрического стенда для измерения момента трения в резьбовых соединениях. Стенда маятникового типа для экспресс измерения момента, силы и коэффициента трения (названный маятником Фруда-Подгоркова) в паре трения из различных материалов. Выведена расчетная формула для обработки результатов измерений.
  3. Разработаны рациональные конструкции трибологически безопасных резьбовых соединений «открытого» и «закрытого» типов для работы: в условиях вакуума, в условиях сильного грунтового загрязнения и обледенения резьбы ходовых винтов, в условиях повышенной влажности, а также разработано устройство для равномерного нанесения смазки на ходовые винты.
  4. Рассчитаны оптимальные конструкции магнитных систем для резьбовых соединений «открытого» и «закрытого» типов. Установлено, что данные магнитные системы обеспечивают наилучшее распределение магнитной смазки по резьбовым поверхностям, что в свою очередь приводит к снижению величин моментов трения, возникающих в резьбовых соединениях при их работе.
    1. Для создания рациональных магнитных систем необходимо:
    2. — постоянные магниты, используемые резьбовых соединений, должны быть намагничены в осевом направлении;
    3. —магниты должны устанавливаться в теле винта (для соединений «закрытого» типа) через проставки из магнитного материала. Проставки из магнитного материала позволяют исключить участки с низкой магнитной проницаемостью;
    4. — для наилучшего использования энергии постоянных магнитов они должны быть установлены одноименными полюсами по направлению к друг другу;
    5. — Также аналитически установлено, что для конструирования резьбовых соединений должны использоваться магниты из группы «закритических», обладающих большими значениями коэрцитивной силы порядка 850 – 2390 кА/м. (К ним относятся: SmCo, NdFeB и др.);
    6. — в качестве смазки в трибологически безопасных резьбовых соединениях может использоваться магнитная жидкость на различных жидкостях-носителях в зависимости от условий работы, для которых это соединение предназначено. Для резьбовых соединений работающих в условиях вакуума необходимо использовать в качестве смазки магнитную жидкость только на основе полиэтилсилоксановой жидкости. Компоненты жидкости устойчивы к испарению в условиях вакуума. Для резьбовых соединений работающих в условиях атмосферного давления можно использовать МЖ на основе минерального масла, керосина и т.д.
  5. Экспериментально установлено, что магнитная жидкость на полиэтилсилоксановой основе (ПЭС-5) обладает лучшей смазочной способностью, чем её жидкость –носитель.
  6. Так же исследованиями не обнаружено значительного влияния на момент трения в резьбовых соединениях с МЖ на ПЭС-5 среды в которой они работают (вакуум или атмосферное давление).
  7. Проведены сравнительные экспериментальные исследования по изучению трибологических характеристик резьбовых соединений, выполненных из различных материалов. Исследования показали, что резьбовые соединения из стали 12Х18Н10Т обладают лучшими трибологическими характеристиками, чем образцы из стали 45.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1.

Топоров А.В., Топорова Е.А., Пучков П.В., Подгорков В.В. Распределение магнитного поля по рабочим поверхностям трибологически безопасного резьбового соединения// Вестник Иван. гос. энерг. ун-та, выпуск 3. Иваново, 2006, - С. 24.

2.

Патент РФ на полезную модель № 52619, МПК 7 F16H 25/20. Трибологически безопасное открытое резьбовое соединение/Подгорков В.В., Пучков П.В. Опубликовано 10.04. 2006 Бюл. №10.

3.

Патент РФ на полезную модель № 52622, МКИ F16L 15/04. Штуцер проходной/Подгорков В.В., Пучков П.В. Опубликовано 10.04. 2006 Бюл. №10.

4.

Патент РФ на полезную модель № 58640, МПК 7 F16H 25/20 Резьбовое соединение для механизмов, работающих в условиях сильного грунтового загрязнения/ Чернецов А.А., Пучков П.В., Подгорков В.В. Опубликовано 27.11. 2006 Бюл. №33.

5.

Патент РФ на полезную модель № 56527, МПК 7 F16H 25/20. Устройство для смазывания ходовых винтов/ Подгорков В.В., Пучков П.В., Сироткина А.Ю., Беляева Ю.С., Цаплина Е.Ю., Макушева Ю.А. Опубликовано 10.09. 2006 Бюл. №25.

6.

Патент РФ на полезную модель № 54433, МПК7 G01 N19/00, G01 N3/56. Устройство для определения момента, силы и коэффициента трения/ Подгорков В.В., Пучков П.В. Опубликовано 27.06. 2006 Бюл. №18.

7.

Патент РФ № 2296148, МПК С09G 1/02, С09G 1/04. Магнитовосприимчивая технологическая композиция для финишной отделочной обработки изделий из драгоценных металлов и устройство для её использования/ Подгорков В.В., Полетаев В.А., Фалеев М.В., Киселев А.А., Пучков П.В. Опубликовано 27.03.2007 Бюл. №9.

8.

Пучков П.В., Подгорков В.В. Трибологически безопасное открытое резьбовое соединение//Межвузовский сборник научных трудов «Физика, химия и механика трибосистем», выпуск 4., – Иваново: ИвГУ, 2005. - С. 105-106.

9.

Пучков П.В. Магнитные жидкости и применение их в технике// Материалы Международной научно-технической конференции «Автоматизированная подготовка машиностроительного производства; технология и надёжность машин, приборов и оборудования». Том 1, – Вологда: ВоГТУ, 2005, - С.80-84.

10.

Пучков П.В., Подгорков В.В. Использование магнитных жидкостей в качестве компонентов смазочных материалов и технологических сред// Сборник материалов международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития электротехнологии», – Иваново, 2005.-С. 154.

11.

Пучков П.В., Глебов Д.Н. Маятник Фруда – Подгоркова// Сборник научных трудов «Физика, химия и механика трибосистем», выпуск 5.,–Иваново: ИвГУ, 2006, - С. 130-132.

12.

Пучков П.В., Подгорков В.В. Использование магнитной жидкости в качестве смазки в трибологически безопасном резьбовом соединении// 1-й Международный Научно-практический семинар «Техника и технологии трибологических исследований». Сборник научных трудов «Физика, химия и механика трибосистем» Выпуск 5.–Иваново: ИвГУ, 2006, - С. 133-134.

13.

Пучков П.В. Резьбовое соединение для механизмов работающих в условиях сильного грунтового загрязнения// Сборник статей Х Международная научно-практическая конференции «Современные технологии в машиностроении», – Пенза: Приволжский Дом знаний, 2006, - С.91-94.

14.

Пучков П.В., Глебов Д.Н. Маятник Фруда – Подгоркова// Тезисы докладов региональной научно-технической конференции студентов и аспирантов «электро» - «механика», – Иваново: ИГЭУ, 2006, - С.29-31.

Pages:     | 1 | 2 ||






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