Повышение работоспособности узлов трения агрегатов гидравлических систем транспортной техники (15.08.2011)

Автор: Меделяев Игорь Алексеевич

Для пояснения результатов эксперимента рассмотрим значения предельной нагрузки Рпр при V = 2 м/с и нормальной температуре 20 0С гидравлической жидкости при ее разных расходах через узел трения. При расходе гидравлической жидкости через узел трения 0,25 л/мин предельная нагрузка Рпр = 8,2 МПа (см. рис. 10 точка 7), при расходе 0,5 л/мин - Рпр = 11,3 МПа (см. рис. 10, линия 6) и при расходе 0,8 л/мин - Рпр = 12,2 МПа (см. рис. 10 точка 8). Анализ этих значений показывает, что при уменьшении расхода гидравлической жидкости с 0,5 до 0,25 л/мин значение Рпр снижается на 27,4%, а при ее увеличении с 0,5 до 0,8 л/мин значения Рпр повышается на 8%, т. е. уменьшение расхода гидравлической жидкости через узел трения сокращает область нормального трения, а ее увеличение расширяет область нормального трения.

Аналогично снижению расхода гидравлической жидкости через узел трения увеличение газосодержания в гидравлической жидкости сокращает область нормального трения (см. рис. 10, линии 3, 5, 6).

Анализ результатов эксперимента показывает значительное влияние на трение и изнашивание энергии активации гидравлической жидкости. Рост температуры жидкости на входе в узел трения:

повышает энергию активации жидкости;

повышает реакционную способность поверхностных слоёв материалов трения за счёт увеличения температуры в объёмах поверхностных слоёв и смещения констант химических реакций;

способствует дегазации жидкости;

исключает влияние воздуха на образование хемосорбционных плёнок и процесс трения;

предельные значения температуры гидравлической жидкости при равных уровнях Рпр и V определяются видом жидкости.

Изнашивание пар трения при смешанной смазке является сложным физическим процессом, зависящим от механического взаимодействия трущихся поверхностей, возникающего теплового воздействия, химического взаимодействия смазочной среды с поверхностями, а также геометрии контакта (характером и формой контактной площади сопряжённых пар трения, их сближением) и физических свойств, как материалов трения, так и смазочной среды.

Результаты эксперимента показали, что процессы трения и изнашивания, а также сопутствующие им процессы взаимосвязаны и их следует рассматривать как единый физический процесс, обусловленный внешнесиловым воздействием на материалы трения.

Анализ условий работы пар трения агрегатов гидравлических систем авиационной техники и, в частности, условий внешнесилового воздействия показал, что наиболее энергонагруженным («жёстким») режимом их работы, в отличие от нормального, является режим запуска, который приводит: а) к повышенному износу пар трения; б) их лучшей приработке; в) к большей вероятности проявления процесса схватывания.

В этой связи исследовали внешнесиловое воздействие на трение и изнашивание металлических материалов в условиях смешанной смазки при изменении режимного фактора (удельной нагрузки Руд и скорости скольжения V) в следующих направлениях:

а) при постоянной скорости скольжения удельную нагрузку на пару трения увеличивали постоянно, ступенями;

б) при постоянной удельной нагрузке на пару трения повышали постепенно, ступенями, скорость скольжения;

в) одновременно увеличивали как удельную нагрузку на пару трения, так и скорость скольжения.

Об эффективности внешнесилового воздействия судили по величине предельной удельной нагрузке Рпр, которую выдерживали пары трения при условии их испытания на машине трения.

Сравнительный анализ результатов исследований, полученных при трёх режимах внешнесилового воздействия на трение и изнашивание металлических материалов, позволил заключить, что:

1. Эффективность процесса трения и изнашивания, в частности приработки, в значительной мере определяется режимом нагружения.

2. В случае режима нагружения, реализуемого при постоянной скорости и повышении удельной нагрузки, приработка протекает более эффективно.

3. Повторное внешнесиловое воздействие во всех рассмотренных случаях нагружения приводит к снижению коэффициента трения по сравнению с предыдущими значениями.

4. Регулирование фрикционного тепловыделения за счёт изменения смазочного зазора в паре трения оказывает существенное влияние на трение и изнашивание металлических материалов и на расширение области нормального трения. Например, при скорости скольжения V=2м/с были получены следующие результаты: без регулирования фрикционного тепловыделения Рпр=5,4МПа и Qпр=18,6Вт, а при регулировании фрикционного тепловыделения Рпр=6,8МПа и Qпр=32,7Вт, т.е. при регулировании фрикционного тепловыделения величина предельной удельной нагрузки Рпр повысилась примерно на 25% по сравнению с величиной предельной удельной нагрузки Рпр, полученной без регулирования фрикционного тепловыделения.

Результаты исследований показывают, что эффективность внешнесилового воздействия на процесс трения и изнашивания (в том числе и приработки) достигается при постоянной скорости скольжения и допустимой скорости роста удельной нагрузки и регулировании фрикционного тепловыделения циклическим внешнесиловым воздействием на пару трения.

Исследования по влиянию режимов запуска на трение и изнашивание пар трения агрегатов гидравлических систем авиационной техники показали:

а) коэффициент трения и износ пары в режиме запуска значительно выше, чем при нормальном режиме трении;

б) скорость изнашивания пары трения с ростом числа запусков снижается, проходит через минимум и возрастает при последующем увеличении числа запусков (рис.11);

в) приработка пары трения в режиме запуска происходит быстрее, чем при нормальном режиме трения.

Результаты эксперимента позволили заключить, что процесс трения и изнашивания в значительной мере определяется внешнесиловым воздействием на пару трения.

Основными факторами, влияющими на процесс трения и изнашивания пар трения, являются нагрузка, скорость скольжения, продолжительность испытания, температура поверхности трения, удельный тепловой поток и вид гидравлической жидкости. Управляя режимными параметрами, можно влиять на неустановившееся состояние контакта тел (приработку материалов трения) и на область нормального трения. Приработка материалов пары трения наиболее эффективно происходит при двух режимах внешнесилового воздействия: а) при постоянной скорости скольжения и росте удельной нагрузки с одновременным регулированием фрикционного тепловыделения циклическим нагружением пары трения, что приводит к расширению области нормального трения; б) в режиме запуска. Результаты исследований применены при построении схем обкатки агрегатов. В качестве одного из вариантов механического нагружения предложен и реализован режим запуска.

?l?0???$?

?l???0???$?

?l?0???$?

?l???0???$?

???????O

???????????U

?l?0???$?

???????????U

?????????????????¤???????

????????????a

???? ??&?

???? ??&?


загрузка...