Исследование износостойкости подшипника скольжения c полимерным покрытием опорного кольца, имеющего канавку

Автор: Василенко В.В., Кирищиева В.И., Мукутадзе М.А., Шведова В.Е.

Журнал: Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu

Статья в выпуске: 4 т.22, 2022 года.

Бесплатный доступ

Введение. В современных тяжелонагруженных узлах трения широко применяются металлополимерные подшипники с антифрикционными покрытиями, работающими в режиме граничного трения. Их успешное применение обеспечивается вязкоупругой деформацией этих покрытий под нагрузкой. Для перехода от граничного трения к жидкостному необходимо создать несущий гидродинамический клин. В настоящее время применение подшипников скольжения с полимерным покрытием опорного кольца, имеющего канавку, сдерживается отсутствием методики их расчета. Настоящая работа посвящена анализу модели движения микрополярного смазочного материала в рабочем зазоре радиального подшипника скольжения с нестандартным опорным профилем, имеющим на опорной поверхности фторопластсодержащее композиционное полимерное покрытие с канавкой. Цель исследования - установить зависимость устойчивого гидродинамического режима от ширины канавки на поверхности опорного профиля. Материалы и методы. Трибологические испытания радиальных подшипников с нестандартным опорным профилем, имеющим на поверхности полимерное покрытие с канавкой, выполнялись на образцах в виде частичных вкладышей (колодок). С помощью уравнения движения смазочного материала, обладающего микрополярными реологическими свойствами, а также уравнения неразрывности получены новые математические модели, учитывающие ширину канавки, полимерное покрытие и нестандартный опорный профиль. Результаты исследования. Достигнуто существенное расширение возможностей применения на практике расчетных моделей радиальных подшипников скольжения с конструктивными изменениями. Подшипники с полимерным покрытием с канавкой обеспечивают гидродинамический режим смазывания. Полученные результаты позволяют провести оценку эксплуатационных характеристик подшипника: величины гидродинамического давления, нагрузочной способности и коэффициента трения. Обсуждение и заключения. Конструкция радиального подшипника с полимерным покрытием и канавкой шириной 3 мм на поверхности втулки обеспечила стабильное всплытие вала на гидродинамическом клине, что подтверждается экспериментальными исследованиями. Эксперименты проводились для подшипников скольжения диаметром 40 мм с канавкой шириной 1-8 мм, при скорости скольжения 0,3-3 м/с и нагрузке 4,8-24 МПа.

Еще

Радиальный подшипник, повышение износостойкости, антифрикционное полимерное композиционное покрытие, канавка, гидродинамический режим, верификация, микрополярный смазочный материал, нестандартный опорный профиль

Короткий адрес: https://sciup.org/142236331

IDR: 142236331 | DOI: 10.23947/2687-1653-2022-22-4-365-372

Список литературы Исследование износостойкости подшипника скольжения c полимерным покрытием опорного кольца, имеющего канавку

Polyakov, R. The Method of Long-Life Calculation for a Friction Couple "Rotor - Hybrid Bearing" / R. Polyakov, L. Savin // Proc. 7th Int. Conf. on Coupled Problems in Science and Engineering, Coupled Problems. — Rhodes Island : International Center for Numerical Methods in Engineering. — 2017. — P. 433-440.
Поляков, Р. Н. Математическая модель бесконтактного пальчикового уплотнения с активным управлением зазором / Р. Н. Поляков, Л. А. Савин, А. В. Внуков // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. — 2018. — № 1 (327). — С. 66-71.
Predictive Analysis of Rotor Machines Fluid-Film Bearings Operability / R. Polyakov, S. Majorov, I. Kudryavcev, N. Krupenin // Vibroengineering PROCEDIA. — 2020. — Vol. 30. — P. 61-67. http://dx.doi.org/10.21595/vp.2020.21379
Исследование вязкоупругих и адгезионно-прочностных свойств и разработка эффективных вибропоглощающих композиционных полимерных материалов и покрытий машиностроительного назначения / С. С. Негматов, Н. С. Абед, Р. Х. Саидахмедов [и др.] // Пластические массы. — 2020. — № 7-8. — С. 32-36. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2020-7-8-32-36
Application of Artificial Neural Networks to Diagnostics of Fluid-Film Bearing Lubrication / E. P. Kornaeva, A. V. Kornaev, Yu. N. Kazakov, R. N. Polyakov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2020. — Vol. 734. — Art. 012154. http://dx.doi.org/10.1088/1757-899X/734/1/012154
Shutin, D. V. Active Hybrid Bearings as Mean for Improving Stability and Diagnostics of Heavy Rotors of Power Generating Machinery / D. V. Shutin, R. N. Polyakov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2020. — Vol. 862. — Art. 032098. 10.1088/1757-899X/862/3/032098
Analysis of Factors Affecting the Strength of Fixed Bonds Assembled Using Metal-Polymer Compositions / V. E. Zinoviev, P. V. Kharlamov, N. V. Zinoviev, R. A. Kornienko // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2020. — Vol. 900. — Art. 012009. 10.1088/1757-899X/900/1/012009
Харламов, П. В. Мониторинг изменений упруго-диссипативных характеристик для решения задач по исследованию трибологических процессов в системе «железнодорожный путь - подвижной состав» / П. В. Харламов // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. — 2021. — № 1 (81). — С. 122-129. https://doi.org/10.46973/0201-727X 2021 1 122
Глушко, С. П. Исследование технологии электроискрового нанесения покрытий, легирования и упрочнения / С. П. Глушко // Advanced Engineering Research. — 2021. — Т. 21, № 3. — С. 253-59. — https://doi.org/10.23947/2687-1653-2021-21-3-253-259
Формирование качества поверхностного слоя при абразивной обработке полимеркомпозитных материалов / М. А. Тамаркин, Э. Э. Тищенко, А. В. Верченко, В. М. Троицкий // Advanced Engineering Research. — 2020. — Т. 20, № 3. — С. 235-242. https://doi.org/10.23947/2687-1653-2020-20-3-235-242
Харламов, П. В. Применение физико-химического подхода для изучения механизма образования вторичных структур фрикционного переноса на поверхности контртела / П. В. Харламов // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. — 2021. — № 3 (83). — С. 37-45. https://doi.org/10.46973/0201-727X 2021 3 37
Харламов, П. В. Исследование образования вторичных структур фрикционного переноса на поверхности стальных образцов при реализации технологии металлоплакирования / П. В. Харламов // Сборка в и машиностроении, приборостроении. — 2021. — № 12. — С. 556-560. https://doi.org/10.36652/0202-3350-2021-22-12-556-560
Металлоплакирование рабочих поверхностей трения пары «колесо - рельс» / В. В. Шаповалов, 9 Ю. Ф. Мигаль, А. Л. Озябкин [и др.] // Трение и износ. — 2020. — Т. 41, № 4. — С. 464-474. https://doi.org/10.32864/0202-4977-2020-41-4-464-474
Повышение эффективности фрикционной системы «колесо - рельс» / В. В. Шаповалов, П. Н. Щербак, B. М. Богданов [и др.] // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. — о 2019. — Т. 78, № 3. — С. 177-182. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2019-78-3-177-182 £
Improving the Efficiency of the Path-Rolling Stock System Based on the Implementation of Anisotropic § Frictional Bonds / V. V. Shapovalov, V. I. Kolesnikov, P. V. Kharlamov [et al.] // IOP Conference Series : Materials | Science and Engineering. — 2020. — Vol. 900. — Art. 012011. 10.1088/1757-899X/900/1/012011
Kolesnikov, I. V. Ways of Increasing Wear Resistance and Damping Properties of Radial Bearings with Forced Lubricant Supply: ICIE 2018 / I. V. Kolesnikov, A. M. Mukutadze, V. V. Avilov // In: Proc. 4th Int. Conf. on Industrial Engineering. — 2019. — P. 1049-1062. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-95630-5 110
Демпфер с пористым элементом для подшипниковых опор / К. С. Ахвердиев, А. М. Мукутадзе, Н. С. Задорожная, Б. М. Флек // Трение и износ. — 2016. — Т. 37, № 4. — С. 502-509.
Гидродинамический расчет радиального подшипника, смазываемого расплавом легкоплавкого покрытия при наличии смазочного материала / К. С. Ахвердиев, М. А. Мукутадзе, Е. О. Лагунова, В. В. Василенко // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. — 2017. — № 2 (66). — С. 129-135.
Mathematical Model for a Lubricant in a Sliding Bearing with a Fusible Coating in Terms of Viscosity Depending on Pressure under an Incomplete Filling of a Working Gap / D. U. Khasyanova, M. A. Mukutadze, A. M. Mukutadze, N. S. Zadorozhnaya // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. — 2021. — Vol. 50. — P. 405-411. 10.3103/S1052618821050083
Mukutadze, M. A. Mathematical Model of a Lubricant in a Bearing with a Fusible Coating on the Pilot and Irregular Slider Profile / M. A. Mukutadze, E. O. Lagunova // In: Proc. 7th Int. Conf. on Industrial Engineering (ICIE 2021). — 2022. — P. 834-840. https://doi.org/10.1007/978-3-030-85233-7 97
Хасьянова, Д. У. Повышение износостойкости радиального подшипника скольжения, смазываемого микрополярными смазочными материалами и расплавами металлического покрытия / Д. У. Хасьянова, М. А. Мукутадзе // Проблемы машиностроения и надежности машин. — 2022. — № 4. — С. 46-53. https://doi.org/10.31857/S0235711922040101

Еще

Статья научная