10_Gaydamaka.doc Випробування на знос деталей роликопідшипників важких режимів експлуатації. 3. Підвищення зносостійкості Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 3 52 Гайдамака А.В. Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, м. Харків, Україна ВИПРОБУВАННЯ НА ЗНОС ДЕТАЛЕЙ РОЛИКОПІДШИПНИКІВ ВАЖКИХ РЕЖИМІВ ЕКСПЛУАТАЦІЇ. 3. ПІДВИЩЕННЯ ЗНОСОСТІЙКОСТІ Аналіз досліджень Найбільш масові циліндричні роликопідшипники, що є типовими для букс колісних пар вітчиз- няних вагонів, мають недостатню надійність за критерієм зносостійкості [1]. Дослідні дворядні конічні ролико-підшипники, які встановлюють останнім часом у буксових вузлах колісних пар вантажних ваго- нів Укрзалізниці виявились також далекі від досконалих через підвищене нагрівання в експлуатації в по- рівнянні навіть з типовими однорядними циліндричними [2]. Зменшення тепловиділення та підвищення зносостій-кості таких роликопідшипників можливе шляхом вдосконалення конструкції їх деталей на ос- нові дослід-ження працездатності в умовах стендових випробувань [3]. Однак застарілі методи та облад- нання для стендових випробувань буксових роликопідшипників [4] не дозволяють в повній мірі і достат- ньо оперативно покращити їх експлуатаційні властивості. В роботі [5] запропоновані способи та облад- нання для випробування на знос у форсованому режимі за рахунок збільшення швидкості ковзан- ня/кочення чи навантаження будь-яких робочих поверхонь кілець, роликів та сепаратора роликопідшип- ників важких режимів експлуатації. В роботі [6] проведено теоретичне обґрунтування розроблених критеріїв подоби модельних і натурних випробувань на знос поверхонь тертя ковзання деталей підшипників. Перевірку методики визначення зазначених критеріїв на адекватність опису явищ тертя в контакті деталей простіше отримати на прикладі застосування цієї методики до експериментального до- слідження тепловиділення будь-яких трибоспряжень при моделюванні їх роботи. Значна частка зношуваних деталей циліндричних роликопідшипників букс колісних пар ванта- жних та пасажирських вітчизняних вагонів припадає на сепаратор, борти кілець і торці роликів. Ефекти- вним конструктивним засобом підвищення працездатності пар тертя вважається профілювання їх робо- чих поверхонь мастилоутримуючими канавками (МК) різної конфігурації і перерізу [7]. МК спрямову- ють потік мастильної рідини, покращують тепловий стан, облегшують проходження твердих часток за- бруднення і можуть бути застосовані до підвищення зносостійкості опорних поверхонь кілець сепарато- ра. На торцях роликів і спряжених їм поверхнях бортів кілець виконати МК потрібної макро- та мікроге- ометрії технологічно складно, тому для підвищення зносостійкості цих деталей, робочі поверхні яких вдосконалені достатньо ґрунтовно [8 - 10], пропонується покращити експлуатаційні властивості мастила підшипника через застосування антифрикційних та протизносних добавок і присадок. В роботі [11] на чотирьохкульковій машині тертя попередньо вибрано антифрикційну добавку «КОМБАТ» [12] на основі геомодифікаторів тертя до мастила ЛЗ-ЦНИИ для циліндричних роликопідшипників колісних пар ваго- нів. Однак уточнення концентрації вибраної антифрикційної добавки можливе після проведення лабора- торних досліджень зношування натурного спряження «торець ролика – борт кільця». Отже виникає не- обхідність застосування розроблених способів, обладнання, методу вибора режимів форсування випро- буваннь на знос для підвищення зносостійкості сепаратора, бортів кілець і торців роликів циліндричних роликопідшипників, що встановлюють в букси колісних пар вітчизняних вагонів. Мета публікації Виконати експериментальну перевірку критеріїв подоби модельних і натурних випробувань на знос поверхонь тертя ковзання деталей підшипників і показати застосування розроблених способів, об- ладнання, методу вибора режимів форсування випробування на знос на прикладі підвищення зносостій- кості сепаратора і торців роликів циліндричних роликопідшипників букс колісних пар вагонів. Основний матеріал Для натурного моделювання тепловиділення в спряженні “сепаратор – базуюче кільце” підшипників кочення в умовах змішаного тертя, коли деталі виготовлені з одного матеріала и за одній технологією, але з конструктивними змінами лише опорних поверхонь тертя сепаратора, з однаковим мастилом і однаковою зовніщньою механічною дією при незмінних параметрах оточуючого середовища функціональна залежність між факторами впливу [6] для температури в контакті має вигляд: t = φt (t0, tc, S, Q, с · γ, а, n), (1) де t0– початкова температура; tc – температура оточуючого середовища; c – коефіцієнт теплоємкості мастила; а – коефіцієнт тепловіддачі мастила; PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Випробування на знос деталей роликопідшипників важких режимів експлуатації. 3. Підвищення зносостійкості Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 3 53 n – число мастилоутримуючих канавок; γ – щільність мастила. В подальшому доцільно залежність (1) уявляти у вигляді функції різниці температур: t – tc = tϕ ~ (t0 – tc, S, Q, с · γ, а, n). (2) Для базисних змінних t – tс, a, Q, с · γ отримуємо безвимірні комплекси c c t tt tt − − =π 0 і Qγс Sa s ⋅⋅ ⋅ =π . Об’єднання всіх комплексів дає безвимірну форму вихідного виразу: ),(~ nstt ππϕ=π , (3) або       ⋅⋅ ⋅ ϕ= − − n Qγс Sa tt tt t c c ,~0 . (4) Рівняння (4) включає тільки два аргументи замість шести в рівнянні (1). В рівнянні (4) безвимірні змінні можна розглядати як узагальнені вихідні параметри: узагальнена температура c c tt tt − −0 , узагальнена площина Qγс Sa ⋅⋅ ⋅ . При цьому кожному фіксованому числовому зна- ченню безвимірних змінних відповідає не одна сукупність початкових параметрів, а множина таких су- купностей. Встановити кількісний зв’язок між змінними рівняння (4) допоможе експеримент, в якому достатньо дослідити всього одну функцію )( stt πϕ=π при фіксованих значеннях n. У випробуванні спряження “сепаратор – базуюче кільце” підшипника на стенді (рис. 15 [5]) змі- на температури t досліджувалась залежно від зміни площини МК при фіксованих n = 1; 5; 10 (Fс = 400 H; nс = 300 хв–1). Результати дослідження представлені діаграмою на рис. 1. QγC Sa ⋅⋅ ⋅ c c tt tt − −0 Рис. 1 – Експериментальні залежності узагальненої температури зони контакту сепаратора з базючим кільцем від узагальненої площини мастилоутримуючих канавок та їх числа на поверхнях тертя сепаратора Таким чином, методом аналізу розмірностей отримано фізичне рівняння для визначення узагальне- ної температури зони контакту трибоспряження “сепаратор – базуюче кільце” підшипника кочення, яке адекватно ілюструє (подає правдиву якісну оцінку) ефективність введення МК на поверхнях тертя сепа- ратора. Показано, що збільшення площини МК і їх числа на поверхнях тертя сепаратора з базуючим кільцем підшипника знижує температуру ( підвищує критерій tπ , згідно до рис. 1) зони контакту. Для натурного моделювання тепловиділення в спряженні “торець ролика – борт кільця” в умовах змішаного тертя, коли допускаються конструктивні зміни бортів кілець та зміни трибологічних власти- вос-тей мастила при однаковій зовнішній механічій дії і незмінних параметрах оточуючого середовища, функціональна залежність між факторами впливу [6] для температури в контакті має вгляд: t = tψ (t0, tc, Ау, Q, с · γ, а, k), (5) де k – коефіцієнт динамічності торцевого контакту. В подальшиому доцільно залежність (5) уявляти у вигляді функції різниці температур: t – tc = tψ (t0 – tc, Ау, Q, с · γ, а, k). (6) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Випробування на знос деталей роликопідшипників важких режимів експлуатації. 3. Підвищення зносостійкості Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 3 54 Для базисних змінних t – tс, а, Q, с · γ базисний визначник та визначники для безвимірного комплексу tπ будуть такими ж, самими як і для трибоспряження “сепаратор – базуюче кільце”. Отже вид комплексу tπ не зміниться, а безвимірний комплекс Аπ має вигляд ( )C у A ttγс A −⋅⋅ =π . Об’єднання всіх комплексів дає безвимірну форму вихідного виразу: ( )kAtt ππψ=π , (7) або ( ) .,0       −⋅⋅ ψ= − − k ttγс А tt tt C у t c c (8) Рівняння (8) включає тільки два аргументи замість шести рівняння (6). У рівнянні (8) безвимірні змінні можна розглядати як узагальнені вихідні параметри: узагальнена температура c c tt tt − −0 , узагальнені трибологічні властивості ( )C у ttγс А −⋅⋅ . При цьому кожному фіксованому числовому значенню безви- мірних змінних відповідає не одна сукупність початкових параметрів, а множина таких сукупностей. Встановити кількісний зв’язок між змінними рівняння (8) допоможе експеримент, в якому достатньо до- слідити всього одну функцію )( Att πψ=π при фіксованих значеннях k. У випробуваннях спряження “торець ролика – борт кільця” підшипника на стенді (рис. 16 [5]) зміна узагальненої температури досліджувалась залежно від зміни величини критерія питомої роботи зношування Ау (трибологічної характеристики мастила) при фіксованих k = 1,3; 1,7 (Р = 6,25 МПа; nр = 1100 хв–1). Результати дослідження подано діаграмою на рис. 2. ( )Cttγс А −⋅⋅ c c tt tt − −0 Рис. 2 – Експериментальна залежність узагальненої температури зони контакту торця ролика з бортом кільця від узагальненої трибологічної характеристики мастила та динамічного коефіцієнта Таким чином, методом аналізу розмірностей отримано фізичне рівняння для визначення уза- гальненої температури зони контакту спряження “торець ролика – борт кільця” підшипника, яке адеква- тно ілюструє (подає правдиву якісну оцінку) ефективність введення в мастило антифрикційних та проти- задирних добавок і зменшення коефіцієнту динамічності в контакті. Показано, що покращення мастила шляхом збільшення концентрації антифрикційних та протизадирних добавок (збільшення критерія пито- мої роботи зношування) і зменшення коефіцієнту динамічності в контакті знижує температуру (підвищує критерій tπ , згідно до рис. 2) зони контакту. Для визначення параметрів МК на сепараторі та концентрації антифрикційних добавок в мастилі ЛЗ-ЦНИИ для циліндричних роликопідшипників букс колісних пар вагонів необхідно вирішити такі задачі: - вибрати на поверхнях тертя склополіамідного сепаратора розміри мастилоутримуючих канавок та таку їх мінімальну кількість, щоб досягалось максимальне зменшення зносу; - вибрати граничну величину концентрації добавки «КОМБАТ» у мастилі ЛЗ-ЦНИИ, яка ефек- тивно зменшує знос спряження «торець ролика – борт кільця». PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Випробування на знос деталей роликопідшипників важких режимів експлуатації. 3. Підвищення зносостійкості Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 3 55 Недостатня вивченість процесів тертя деталей з регулярним мікрорельєфом поверхонь спонукала до вибору метода фізичного моделювання для рішення вказаних задач із застосуванням математичного планування і аналізу багатофакторного експерименту [13, 14]. Цей метод дозволяє дослідити вплив од- ночасно всіх факторів і отримати кількісні оцінки не тільки основних ефектів, але і ефектів взаємодії фа- кторів у вигляді математичної залежності. Експеримент проводиться за певним планом дослідження у декілька етапів, після кожного з яких розглядається можливість про зміну його стратегії. Для планування експериментів з вирішення поставлених задач необхідно вибрати: критерії оп- тиміза-ції, фактори впливу та області їх зміни, математичні моделі процесів зношування; скласти плани експериментальних досліджень; виконати статистичний аналіз рівнянь регресії; здійснити пошук опти- мальної кількості МК на опорних поверхнях тертя сепаратора і оптимальної концентрації антифрикцій- ної добавки «КОМБАТ» у мастилі ЛЗ-ЦНИИ. В умовах натурних випробовувань трибоспряження “сепаратор – базуюче кільце” підшипника модуль пружності матеріалів деталей, твердості поверхонь деталей, триботехнічна характеристика мас- тила і його витрата, а також параметри оточуючого середовища (тиск, температура, вологість, і таке ін- ше) припускаються незмінними. Враховуючи, що між сепаратором і робочими поверхнями базуючого кільця спостерігається тільки тертя ковзання, знос сепаратора сI є функцією факторів ),,,( сcсcс SnFI ϕ= (9) де Fс − навантаження в контакті сепаратора з базуючим кільцем; cn − частота обертання сепаратора; Sс − відносна площа контакту сепаратора з базуючим кільцем. Рівні фактору Fс та інтервал його зміни визначався за результатом дослідження [15], а рівні фа- ктору cn та інтервал його зміни − діапазоном швидкості руху поїздів [16]. Відносна площа контакту Sс = SH / Sn , тут SH = Sn – Sк, Sn – площа контакту кілець сепаратора без МК, Sк – площа МК на кільцях сепаратора. З технологічних міркувань приймається: глибина канавок h = 0,2 … 0,4 мм; ширина канавок l = 2 мм (рис. 3). Рис. 3 – Фрагмент сепаратора з МК на поверхнях тертя кілець В умовах натурних випробувань трибоспряження “торець ролика – борт кільця” підшипника з різним складом мастильних матеріалів припускаються незмінними модуль пружності матеріалів деталей, твердості поверхонь деталей, витрати мастила, а також параметри оточуючого середовища (тиск, темпе- ратура, вологість, і таке інше). Враховуючи, що між торцем ролика і поверхнею борта кільця підшипника спостерігається тільки тертя ковзання, знос торця ролика рI уявляється функція трьох факторів ),,,( knРI pрр ϕ= (10) де рр SFP /= − тиск у контакті торця ролика з бортом кільця; Fр − навантаження в контакті ролика з бортом кільця; Sр − площа контакту торця ролика з бортом кільця; pn − частота обертання ролика; к − безрозмірна величина концентрації добавки «КОМБАТ» у пластичному мастилі ЛЗ-ЦНИИ. Рівні фактору Р та інтервал його зміни визначався за результатом експериментального дослі- дження величин діючих осьових сил на роликопідшипники опорних вузлів колісних пар вагонів [17]. Рі- вні фактору pn та інтервал його зміни визначався експлуатаційним діапазоном швидкостей руху поїздів [16]. Рівні фактору к та інтервал його зміни визначався попередніми дослідженнями мастильної компо- зиції ЛЗ-ЦНИИ + «КОМБАТ» [11]. Для задачі опису процесу зношування сепаратора рівні варіювання дослідних факторів Fс, cn , Sс, а також їх інтервали варіювання наведено в табл. 1; для задачі опису процесу зношування торця ролика рі- вні варіювання дослідних факторів Р, pn , к та їх інтервали варіювання наведено в табл. 2. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Випробування на знос деталей роликопідшипників важких режимів експлуатації. 3. Підвищення зносостійкості Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 3 56 Таблиця 1 Вихідні дані для факторів зношування сепаратора Позначення факторів (натурні, кодові) Fс, H nс, хв–1 Sс Рівні факторів та інтервал варіювання Кодові значення факторів Х1 Х2 Х3 Основний (нульовий) рівень Інтервал варіювання Нижній рівень Верхній рівень 0 ΔХі –1 +1 400 100 300 500 300 200 100 500 0,7 0,25 0,95 0,45 Таблиця 2 Вихідні дані для факторів зношування торця ролика Позначення факторів (натурні, кодові) Р, МПа nр, хв–1 к, г/кг Рівні факторів та інтервал варіювання Кодові значення факторів Х1 Х2 Х3 Основний (нульовий) рівень Інтервал варіювання Нижній рівень Верхній рівень 0 ΔХі –1 +1 6,25 3,75 2,5 10 1100 300 800 1400 2,5 2,5 0 5 Моделювання зношування трибоспряжень “сепаратор - базуюче кільце” і “торець ролика - борт кільця” виконувалось для циліндричного роликопідшипника типу 2726 на стендах, описаних в роботі [5], а вимірювання зносів сепаратора і торця ролика здійснювалось методом штучних баз [19]. В роботі вибрано лінійні моделі зношування деталей буксових роликопідшипників, що базуєть- ся, по-перше, на аналізі теплонапруженості трибоспряжень деталей і , по-друге, на попередніх дослі- дженнях зносу деталей від дії навантаження та швидкості ковзання в контакті. В буксових роликопідши- пниках швидкості ковзання деталей трибоспряжень не перевищують 2 м/с і, згідно з [19], теплові проце- си не є домінуючими, а фізико-механічні властивості залишаються незмінними. Отже, можна припустити гіпотезу про відсутність нелінійності залежності зносу від температури через зміну фізико-механічних властивостей матеріалів деталей. Попередні дослідження зносу деталей буксових роликопідшипників від навантаження та швидкості ковзання в межах дослідного діапазону їх зміни підтвердили лінійний харак- тер їх залежності. Вивчення процесів, які досліджуються в лінійній постановці потребують мінімальних витрат на проведення експериментальних робіт, а план повного факторного експерименту (ПФЕ) для обох дослід- них спряжень може бути визнаний як 2n. Таблиця 3 Планування та результати вимірювання зносів сепаратора Планування Розрахунок Вихід № випроб. Х0 Х1 Х2 Х3 Х1· Х2 Х1· Х3 Х2·Х3 Х1 Х2· Х3 Іс (І с.сер), мкм 1 + – – – + + + – 35 … 39 (37) 2 + + – – – – + + 41 … 47 (44) 3 + – + – – + – + 45 … 50 (47) 4 + + + – + – – – 60 … 65 (62) 5 + – – + + – – + 27 … 31 (29) 6 + + – + – + – – 38 … 40 (39) 7 + – + + – – + – 38 … 41 (40) 8 + + + + + + + + 47 … 51 (49) Умови проведення експериментів в кодовій формі задач опису зношування сепаратора і торця ролика роликопідшипника типу 2726 та результати вимірювань зносів сепаратора і торців роликів наве- дено у табл. 3 і 4; середнє значення результатів паралельних експериментів подається в дужках і розра- ховано за формулою: PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Випробування на знос деталей роликопідшипників важких режимів експлуатації. 3. Підвищення зносостійкості Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 3 57 , 1 1 ∑ = = m i ijсер Im I де 1, 2... ; 1, 2... ,i m j N= = m − число паралельних експериментів (m = 3); N − число випробувань (N = 8). Таблиця 4 Планування та результати вимірювання зносів торця ролика Планування Розрахунок Вихід № випроб. Х0 Х1 Х2 Х3 Х1· Х2 Х1· Х3 Х2·Х3 Х1 Х2· Х3 Ір (І р.сер), мкм 1 + – – – + + + – 40 … 45 (42) 2 + + – – – – + + 57 … 59 (58) 3 + – + – – + – + 69 … 74 (72) 4 + + + – + – – – 97 … 100 (99) 5 + – – + + – – + 34 … 37 (36) 6 + + – + – + – – 48 … 51 (49) 7 + – + + – – + – 59 … 62 (60) 8 + + + + + + + + 70 … 74 (72) За результатами випробувань побудовані рівняння регресіїї зношування відповідно сепаратора і торця ролика циліндричного роликопідшипника типу 2726: ,6,05,08,09,32,61,53,43 323121321 xxxxxxxxxI c −−+−++= (11) 1 2 3 1 2 1 3 2 361 8, 5 14, 75 6, 75 1, 25 2, 25 3pI õ õ õ õ õ õ õ õ õ= + + − + − − . (12) Регресійний аналіз отриманих результатів підтвердив відтворюваність експериментів за критері- єм Кохрена (G – критерій), значимість коефіцієнтів регресії за критерієм Стьюдента (t – критерій), адек- ватність рівняння регресії за критерієм Фішера (F – критерій). На основі аналізу рівнянь (11) та (12) встановлено, що для дослідного діапазону умов експлуатаціїї: - характер впливу навантаження і швидкості однаковий: їх збільшення приводить до підвищення зношування кілець сепаратора і торця ролика; - збільшення МК на опорних поверхнях тертя кілець сепаратора зменшує їх знос; - збільшення концентрації добавки «КОМБАТ» до мастила ЛЗ-ЦНИИ зменшує знос торця ролика. Значна тривалість випробувань і складність вимірювань зносу спонукали в дослідженні області оптимуму числа МК на кільцях склополіамідних сепараторів вибрати шлях вимірювання температури контактної зони залежно від діапазону навантаження і частоти обертання сепаратора. Показано несуттє- вість зміни температури контактної зони сепаратора з базуючим кільцем після досягнення діапазону 6 … 8 МК на кільці сепаратора з боку кожного вікна (рис. 4). Рис. 4 – Залежність температури зони контакту спряження “сепаратор – базуюче кільце” підшипника при: Fс = 500H, nс =200хв-1; Fс = 300H, nс =200хв-1; Fс = 500H, nс = 100хв-1; Fс = 300H, nс = 100хв-1 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Випробування на знос деталей роликопідшипників важких режимів експлуатації. 3. Підвищення зносостійкості Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 3 58 Таким чином для роликопідшипників типу 2726 зі склополіамідним сепаратором, які використо- вують в опорних вузлах колісних пар вітчизняних вагонів з радіальним навантаженням до 50 кН і часто- тою обертання до 1000 хв-1, можна рекомендувати вдосконалену конструкцію поверхонь тертя кілець з 6…8 МК на кільцях з боку кожного вікна. Зносостійкість вдосконаленої конструкції поверхонь тертя кі- лець сепаратора за результатами порівняльних випробувань підвищена на 20 … 22 %. Оптимальна концентрація антифрикційної добавки «КОМБАТ» в мастилі ЛЗ-ЦНИИ визначина за результатами випробувань спряження «торець ролика – борт кільця» на знос (табл. 5) методом одно- факторного експерименту в межах дослідного діапазону зміни тиску в контакті та швидкості обертання ролика. Таблиця 5 Результати випробувань зносу торця ролика Знос (мкм) торця ролика при режимах випробування № Концентрація к присадки «КОМБАТ», г/кг P = 10 МПа, nр = 2000 хв-1 P = 6,25 МПа, nр = 1400 хв-1 P = 2,5 МПа, nр = 800 хв-1 1 0 98…101(99) 66…70(68) 39…45(42) 2 1 92…96(94) 63…67(65) 38…43(40) 3 2 85…89(88) 59…63(62) 36…41(39) 4 3 80…84(82) 58…61(60) 35…40(38) 5 4 75…80(77) 55…59(57) 35…39(37) 6 5 69…73(72) 52…56(54) 33…38(36) 7 6 68…73(71) 51…55(53) 33…38(36) 8 7 67…72(70) 51…55(53) 33…38(36) Аналіз результатів випробувань дослідного спряження з різними режимами показує, що гранич- на величина концентрації антифрикційної добавки «КОМБАТ», починаючи з якої зменшення зносу не спостерігається, залежить від навантаження та швидкості ковзання. Різниця зносу торців роликів, що ме- нша 1 %, двох сусідніх випробувань спостерігається починаючи з випробування № 7 в режимі P = 10 МПа, nр = 2000 хв-1; з випробування № 6 – в режимі P = 6,25 МПа, nр = 1400 хв-1; з випробування № 4 – в режимі P = 2,5 МПа, nр = 800 хв-1. Отже, в межах дослідного діапазону навантажень та швидко- стей ковзання спряження «торець ролика – борт кільця» гранична концентрація антифрикційної добавки «КОМБАТ» може бути визначена в межах 3 … 5 г/кг, що встановлено за результатами обробки трьох режимів випробування (рис. 5). 1.2313.14 17.5I k= − , /k г кг ,I мкм Рис. 5 – Залежність зносу торця ролика від концентрації антифрикційної добавки в мастилі ЛЗ-ЦНИИ при: P = 10 МПа, nр = 2000 хв-1; P = 6,25 МПа, nр = 1400 хв-1; P = 2,5 МПа, nр = 800 хв-1 Зносостійкість торця ролика в покращеній мастильній композиції за результатами порівняльних випробувань збільшується на 13 … 15 %. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Випробування на знос деталей роликопідшипників важких режимів експлуатації. 3. Підвищення зносостійкості Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2011, № 3 59 Висновки 1. Перевірена методика визначення критеріїв подоби модельних і натурних випробувань на знос деталей підшипників кочення на прикладі її застосування в дослідженні тепловиділення трибоспряжень “сепаратор – базуюче кільце” та “торець ролика – борт кільця”. 2. Вперше отримані регресійні моделі зносу полімерного сепаратора і торця ролика циліндрич- ного підшип- ника, що має особливість сприймати осьові навантаження. 3. Встановлено, що на знос опорних поверхонь кілець сепаратора і торця ролика найбільший вплив чинить режим експлуатації, а підвищення числа мастилоутримуючих канавок та концентрації до- бавки «КОМБАТ» в мастилі ЗЛ-ЦНИИ зменшує знос відповідно кілець сепаратора і торця ролика. 4. Для дослідного діапазону зміни навантаження і швидкості обертання циліндричного ролико- підшипника типу 2726, що характерний для підшипникових вузлів колісних пар вагонів, вибрана опти- мальна за мастило-ємністю геометрія опорних поверхонь тертя кілець сепаратора з підвищеною на 21 % зносостійкістю, а також визначена гранична величина концентрації добавки «КОМБАТ» у мастилі ЛЗ-ЦНИИ, яка зменшує знос спряження «торець ролика – борт кільця» на 14 %. Література 1. Мельничук В.А., Донченко А.В., Мартынов И.Э. К вопросу повышения надёжности буксовых узлов с подшипниками качения // Залізнич. транспорт України. – 2002. – №5. – С. 34–37. 2. Регеда В.В. Проблемы теплового контроля букс в современных условиях // Зб. наук. праць Ук- рДАЗТ. – 2007. –Вип. 86. – С. 61-67. 3. Спришевский А.И. Подшипники качения. – М.: Машиностроение, 1969. − 285 с. 4. Волков Н.Н., Родзевич Н.В. Подшипники качения колесных пар вагонов и локомотивов. – М.: Машиностроение. –1972. –168 с. 5. Гайдамака А.В. Випробування на знос деталей роликопідшипників важких режимів експлуа- тації. 1. Способи та обладнання // Проблеми трибології. – 2011. − № 1. – С. 19-24. 6. Гайдамака А.В. Випробування на знос деталей роликопідшипників важких режимів експлуа- тації. 2. Теоретичне обґрунтування // Проблеми трибології. – 2011. − № 2. – С. 54-58. 7. Шнейдер Ю.Г. Образование регулярных микрорельефов на деталях и их эксплуатационные свойства. – Л.: Машиностроение. – 1972. – 210 с. 8. Цюренко В.Н., Шавшишвили А.Д. Определение оптимальной формы очертания торцов роли- ков цилиндрических подшипников // Тр. ВНИИЖТ. – 1978. – Вып.583. – С. 41-48. 9. Галахов М.А. Исследования контакта сферического торца ролика с наклонным бортом кольца и метод выбор радиуса кольца // Труды ВНИПП. – Вып. 5(81). – С. 81-86. 10. Жильников Е.П. Эластогидродинамический расчет контакта торца ролика с бортиком кольца роликоподшипника // Трение и износ. – 1990. – № 2. – С. 240-245. 11. Гайдамака А.В., Немчік В.В., Кравцов А.Г. Результати першого етапу вибору антифрикцій- них добавок до пластичного мастила циліндричних роликопідшипників важких режимів експлуатації. – Вестник НТУ «ХПИ».− № 2. − 2009. − 50 с. 12. Войтов В.А. Реологічні дослідження мікроструктурних змін захисного покриття, яке утворе- не за допомогою трібологічної відновлювальної суміші «КОМБАТ» / В.А.Войтов, А.П.Білик, В.В. Сто- рожук // Проблеми трибології. – 2008. − № 1. – С .34-38. 13. Евдокимов Ю.А., Колесников В.И., Тетерин А.И. Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа. – М.: Наука. – 1980. – 228 с. 14. Справочник по триботехнике в 3 т. / Под общ. ред. М. Хебды, А.В. Чичинадзе.– М.: Машино- строение, Т.1. Теоретические основы. – 1989. – 400 с. 15. Лосев А.В. Изменение конструкции роликовых подшипников для скоростного движения // Железнодорожный транспорт. – 1974. – №12. – С. 47-79. 16. Правила технічної експлуатації залізниць України. Затверджено наказом Міністерства транс- порту України від 20 грудня 1996р. №411. 17. Цюренко В.Н., Петров В.А. Надежность роликовых подшипников в буксах вагонов. – М.: Транспорт. – 1982. – 96 с. 18. Хрущов М.М. Определение износа деталей машин методом искусственных баз. – М: Высш. шк. - 1959. – 284 с. 19. Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков В.Н. Трение и износ в экстремальных условиях: Спра- вочник. – М.: Машиностроение, 1986. – 224 с. Надійшла 27.05.2011 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com