Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эксплуатационной эффективности опор скольжения лесных машин за счет учета термоупругости пар трения Ясенов Владимир Васильевич

Повышение эксплуатационной эффективности опор скольжения лесных машин за счет учета термоупругости пар трения
<
Повышение эксплуатационной эффективности опор скольжения лесных машин за счет учета термоупругости пар трения Повышение эксплуатационной эффективности опор скольжения лесных машин за счет учета термоупругости пар трения Повышение эксплуатационной эффективности опор скольжения лесных машин за счет учета термоупругости пар трения Повышение эксплуатационной эффективности опор скольжения лесных машин за счет учета термоупругости пар трения Повышение эксплуатационной эффективности опор скольжения лесных машин за счет учета термоупругости пар трения Повышение эксплуатационной эффективности опор скольжения лесных машин за счет учета термоупругости пар трения Повышение эксплуатационной эффективности опор скольжения лесных машин за счет учета термоупругости пар трения Повышение эксплуатационной эффективности опор скольжения лесных машин за счет учета термоупругости пар трения Повышение эксплуатационной эффективности опор скольжения лесных машин за счет учета термоупругости пар трения
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Ясенов Владимир Васильевич. Повышение эксплуатационной эффективности опор скольжения лесных машин за счет учета термоупругости пар трения : Дис. ... канд. техн. наук : 05.21.01 : Воронеж, 2004 172 c. РГБ ОД, 61:04-5/2077

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Состояние проблемы и задачи исследования 10

1.1 Анализ работоспособности опор скольжения лесных машин 10

1.2 Реологические свойства древесины и их влияние на изделия из неё

1.3 Влияние температуры и влажности на напряженно-деформационное состояние изделий из древесины 18

1.4 Исследования в области термоупругости анизотропных материалов 22

1.5 Выводы, цель и задачи исследования 24

Глава 2 Объекты и методы исследования 27

2.1 Прессованная древесина - эффективный заменитель цветных и чёрных металлов в опорах скольжения 27

2.2 Технология изготовления подшипников скольжения из прессованной древесины 30

2.3 Методика исследования теплофизических свойств прессованной древесины 36

2.3.1 Квазистационарные методы исследования теплофизических свойств прессованной древесины 37

а) Методика определения коэффициента теплопроводности прессованной древесины с помощью прибора ИТ-Я- 400 39

б) Методика определения теплоемкости прессованной древесины с помощью прибора ИТ - С- 400 43

2.3.2 Нестационарный метод исследования теплофизических свойств прессованной древесины 46

2.4 Методика подготовки к исследованию образцов из прессованной древесины 53

2.4.1 Методика подготовки образцов из прессованной древесины для определения коэффициента теплопроводности и удельной теплоемкости 53

2.4.2 Методика подготовки образцов из прессованной древесины для испытания натрениеи износ 55

2.5 Лабораторные стенды и методика исследования прессованной древесины на терние и износ 56

2.6. Выводы 62

Глава 3 Исследования термоупругости и реологии прессованной древесине под действием механических и тепловых нагрузок 63

3.1 Прочностной расчет опор скольжения из прессованной древесины при статистических нагрузках 65

3.2 Стационарный тепловой режим опор скольжения из прессованной древесины в случае плоского температурного поля 74

а) стационарный тепловой режим в случае плоского осесимметричного температурного поля 76

б) стационарный тепловой режим в случае плоского неосесимметричного температурного поля 78

3.3 Анализ температурного поля подшипников скольжения из прессованной древесины в подшипниках скольжения в нестационарный период трения 81

3.4 Термоупругость прессованной древесины в подшипниках скольжения при наличии плоского осесимметричного температурного поля 89

3.5 Термоупругость прессованной древесины в подшипниках скольжения при наличии плоского неосесимметричного температурного поля 99

3.6 Расчет величины натяга в неподвижном соединении подшипник скольжения - корпус 105

3.7 Расчет величины зазора в соединении подшипник скольжения - вал 108

3.8 Выводы 113

Глава 4 Исследование теплофизических свойств и трибологических характеристик прессованной древесины 115

4.1 Экспериментальные исследования теплофизических свойств прессованной древесины 116

4.2 Исследование получения термостойкого теплопроводного материала прессованной древесины 121

4.3 Влияние эксплуатационных режимов в подшипниках скольжения из прессованной древесины на их трибологические характеристики 125

4.4 Выводы 130

Глава 5 Определение некрторых эксплуатационных параметров в опорах скольжения из прессованной древесины и результаты их производственно - стендовых испытаний 132

5.1 Качественный анализ проектирования опор скольжения из прессованной древесины 132

5.2 Расчет зазоров в узлах трения лесных машин использующих подшипники скольжения из прессованной древесины 134

5.3 Производственно - стендовые испытания подшипников скольжения из прессованной древесины в узлах трения гидроманипуляторов лесного комплекса 139

5.4 Расчет экономической эффективности от внедрения прессованной древесины в узлах трения лесных машин и механизмов 143

5.5 Выводы 145

Основные выводы и ркомендации 147

Литература 149

Приложение 161

Введение к работе

Актуальность темы. В настоящее время в такой важнейшей отрасли для России как лесная промышленность и лесное хозяйство используется около 80000 машин для трелевки леса, 9000 челюстных погрузчиков, 20000 лесовозных автомобилей, 1500 машин для валки леса, а также других почвообрабатывающих и технологических лесных машин имеющих опоры скольжения. Поддержка в рабочем состоянии этого огромного парка лесных машин является одной из основных задач. Однако статистические данные ведущих отраслевых организаций свидетельствуют о низкой работоспособности опор скольжения в лесных машин. Так, по данным ЦНИИМЭ в общем объеме всех трудозатрат, идущих на заготовку 1м3 древесины, затраты труда на тех-, ническое обслуживание и ремонт составляют 22...25%. Особое место в данном случае занимают опоры скольжения, которые наряду с механическими нагрузками подвержены и тепловому воздействию. Повысить работоспособность опор скольжения лесных машин представляется возможным за счет использования новых, более эффективных конструкционных материалов. Использование в опорах скольжения прессованной древесины (ДП) является значительным резервом экономии цветных и черных металлов.

Широкое внедрение опор скольжения из ДП сдерживается недостаточной изученностью их работоспособности в различных условиях эксплуата-. ции. Причиной этого является практическое отсутствие информации о термоупругости антифрикционного материала ДП, а также недостаточные сведения о теплофизическик, триботехнических, реологических и других свойствах ДП.

Одним из основных факторов, влияющих на работоспособность опор скольжения лесных машин, является температурный режим в зоне трения и, следовательно, термоупругость материала ДП. С ростом температуры происходит изменение коэффициента трения, повышается износ, снижается твердость ДП и увеличиваются размеры изделия. Температурные напряжения в.

парах трения иногда достигают настолько больших величин, что в ряде случаев являются причиной аварий и простоев оборудования. Поэтому при проектировании опор скольжения лесных машин необходимо учитывать термоупругость ДП и в обязательном порядке проводить тепловые расчеты по определению как предельно допустимой температуры для ДП для конкретной конструкции и размеров узла ( то есть определить значения при этом макси-' малыю возможной нагрузки и скорости ), так и для расчета температурных компенсаций в зазорах и натягах узлов трения корпус - подшипник - вал, а также для учета возникающих температурных напряжений.

Таким образом, решение рассматриваемой проблемы является актуальной важной прикладной задачей, имеющей существенное значение для научного обоснования технических и технологических разработок на предприятиях лесного комплекса.

Работа выполнялась в соответствии с научно - технической программой "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" (подпрограмма "Инновация". Гос. регистр. №01.2.00108701, 2001...2003г.г.) и по Комплексному плану научно-исследовательских работ ВГЛТЛ по теме "Разработка и создание диагностических систем по физико-механическим свойствам материалов, применяемых на предприятиях лесного комплекса и других отраслей промышленности". Гос. регистр. № 01.2.00105347 (раздел "Реофизика модифицированной древесины"), 2001...2005 г.г.

Цель работы. Повышение работоспособности опор скольжения лесных машин за счёт применения прессованной древесины с необходимостью учёта её термоупругости.

Объекты и метольт исследования. Объектом исследований явился антифрикционный материал из ДП. Теоретические исследования основывались на методах дифференциального и интегрального исчисления, общих законов фи-

зики и механики. При экспериментальных исследованиях применены методы моделирования, разработана и изготовлена установка по определению одновременно всех теплофизических свойств ДП в широком температурном интервале. Для анализа полученных результатов использовались методы математической статистики и ЭВМ.

Научная новизна работы:

разработана методика и новая установка по исследованию теплофизических свойств прессованной древесины в широком температурном интервале отличающаяся тем, что из одного эксперимента на одном образце сразу же определяются коэффициенты теплопроводности, температуропроводности и теплоёмкости;

разработана теория силового расчёта опор скольжения лесных машин, отличающаяся учётом анизотропии ДП;

разработана теория термоупругости для опор скольжения лесных машин при плоском осесимметричном и плоском неосесимметрич-ном поле температуры, отличающейся учётом анизотропии ДП.

Значимость для теории практики. Теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать теорию теплового и силового расчёта подшипниковых узлов трения и методику расчёта оптимальных зазоров и натягов, которые учитывают компенсации, связанные с изменением температуры в узлах трения «корпус- подшипник- вал». Использование в опорах скольжения материала из ДП снижает расход цветных и черных металлов и обеспечивает некоторое увеличение долговечности узлов трения лесных машин.

Реализация работы. Результаты исследований использовались при проведении заводских стендовых испытаний в условиях ОАО «Майкопского машиностроительного завода», который выпускает гидравлические манипуляторы, используемые на предприятиях лесного комплекса. Во время испытаний использовались нагруз очно-скоростные режимы в опорах скольжения,

которые заложены в выпускаемых заводом гидроманипуляторах. Испытания проводились независимым испытательным центром лесозаготовительных машин и грузоподъёмного оборудования ООО «Испытатель», аккредитованного Госстандартом России на право проведения испытаний гидроманипуляторов, кранов-манипуляторов (Аттестат аккредитации № РОСС РИ 0001.21. MB 11 от 05.07.99г.).

Результаты теоретических, лабораторных, стендовых исследований и заводских стендовых испытаний приняты к внедрению организациями ОАО «Майкопский машиностроительный завод», Норильское ООО «Промкомсер-свис 4», научно-производственным центром «Восмоддрев» и внедрены в учебный процеср кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин (ВГЛТА).

Обоснованность и достоверность сформулированных в диссертации научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается корректностью принятых допущений при модельных исследованиях, хорошей сходимостью теоретических выводов с результатами экспериментальных исследований, подтверждённых заводскими стендовыми испытаниями, использованием современных методов планирования экспериментов и обработки их результатов.

Основные положения, выносимые на защиту:

установка и методика определения теплофизических свойств прессованной древесины в широком техМпературном интервале;

методика по силовому и тепловому расчёту, опор скольжения из анизотропного материала ДП;

теория термоупругости для анизотропного материала из ДП, используемого в опорах скольжения лесных машин;

результаты теории термоупругости и экспериментальных исследований по практическим рекомендациям использования ДП в опорах скольжения лесных машин.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 3-ей Российской национальной конференции по теплообмену (М., МЭИ, 2002) и на научно-технических конференциях профессорского — преподавательского состава ВГЛТА (Воронеж).

Публикации. По результатам проведённых исследований опубликование 10 научных работ (из них 3 единоличных публикации).

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основанных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложений. Она включает 171 страницу» из них 160 страниц основного текста, 37 иллюстраций, 6 таблиц, 114 наименований использованной литературы, в том числе 14 иностранной и 6 приложений.

Реологические свойства древесины и их влияние на изделия из неё

Учет реологических свойств как обычной, так и прессованной древесины имеет большое значение для анализа напряженного состояния в процессе эксплуатации. Это относится особенно к прессованной древесине, которая в последнее время используется в узлах трения в качестве опор скольжения. Работоспособность опор скольжения из прессованной древесины зависит от внутренних напряжений в ней и от соотношения между фактической величиной максимальных напряжений и от предела прочности прессованной древесины. Физические и математические закономерности возникновения и развития в прессованной древесине внутренних напряжений очень сложны. Источниками возникновения напряжения в опорах скольжения из прессованной древесины являются не только переменное силовое воздействие, но и температурный режим, возникающий в результате трения в опорах скольжения, а также, возможное в некоторых случаях, изменение влажности в прессованной древесине. Прессованная древесина не является идеально -упругим телом, строгое описание её напряженного и деформированного состояния на основании теории упругости невозможно.

Прессованная древесина, как и обычная древесина, является неоднородным анизотропным материалом и не подчиняется закону Гука. Возникновение и развитие в ней внутренних напряжений приводит к возникновению и развитию сложных деформаций, включающих упругую - эластическую и остаточную составляющие. Напряженно — деформационное состояние опор скольжения может приводить к изменению форм и размеров. Последнее непременно скажется на величине натяга в узле корпус — подшипник скольжения из ДП и, соответственно, зазор в узле подшипник скольжения из ДП - вал.

Таким образом для анализа работоспособности опор скольжения из прессованной древесины в зависимости от напряженно — деформационного состояния недостаточно знаний только её упругих характеристик. Необходимо знание так называемых реологических коэффициентов, характеризующих поведение материала во времени [35,47]. Задача усложняется еще и тем, что реологические коэффициенты древесины нестабильны, а зависят от температурно-влажностного состояния материала и скорости развития процесса [72,75]. Строгие математические закономерности развития в древесине внутренних напряжений пока не установлены. Имеются лишь некоторые приближенные решения, пригодные для определенных частных случаев [39]. Для описания реологии древесины, которая будет определятся её реологическими коэффициентами могут быть использованы как электрические, так и механические модели. В электрических моделях используются следующие аналогии: омическое сопротивление характеризует трение, ёмкость - пластические свойства, а катушка самоиндукции - упругие свойства. Электрическую модель, в данном случае, можно реализовать непосредственно параллельно - последовательным соединением электрических элементов и достаточно точной регистрацией не только временных характеристик, но и электрического тока и электрического напряжения, которые аналогичны скорости деформации и напряжению сдвига. Подбор электрических аналоговых цепей является несложным при оценке реологии древесины.

Особый интерес представляют механические модели реологии древесины, к которым относится модель, характеризующая стандартное линейное упруго - эластическое тело (рисунокі.1, а). И модель, характеризующая те-ло Бюргерса (рисунок 1.1, б). Данные модели на рисунок 1.1 отражают в древесине напряжения, деформации и их производные по времени. Соотношения полученные в результате в результате работы той или иной модели (рисунок 1.1) называют реологическими уравнениями. Параметры, которые характеризуют в модели поведение древесины называют реологическими коэффициентами, а напряжения и деформации - реологическими переменными.

Технология изготовления подшипников скольжения из прессованной древесины

Сырьем для изготовления прессованной древесины служит древесина березы, осины, ольхи, тополя, а также хвойные породы. Прессованную (прессованную) древесину, из которой изготавливаются подшипники скольжения, получают из натуральной древесины при ее пластификации. В итоге получают материал ДП, который существенно отличается от исходного материала натуральной древесины значительно большей плотностью и значительно улучшенными физико-механическими свойствами. При этом, из работ [58,80,93] известно, что связь между увеличением плотности древесины за счет прессования и повышением при этом физико-механических характеристик является линейной.

Уменьшение сопротивления древесины сжатию, в результате ее прессования, достигается в результате ее нагрева. Наибольшая деформация (величина прессования), до є = 0,50...0,75 достигается у древесины при сжатии поперек волокон. Классификация способов прессования по направлению приложенной силы подразделяется на три способа: одноосное, контурное и гидростатическое [24].

При одноосном прессовании прессующая сила направлена по одной оси (рисунок 2.1). Причем, если эта сила направлена поперек волокон заготовки, то прессование называют поперечным, а если вдоль волокон - торцевым.

Существующие технологии получения подшипников скольжения из ДП с радиальным расположением волокон (рисунок 2.2) предусматривают, что исходным сырьем является брус прямоугольного сечения, который получен в результате одноосного прессования (рисунок 2.1). Для этого натуральная древесина вначале сушится, обрабатывается на станках, подвергается одноосному прессованию, вновь сушится и вновь обрабатывается. Только после этого из нее выпиливают трапециевидные заготовки. Затем подшипник набирается из данных заготовок, которые склеиваются между собой клеем (рисунок 2.2). В качестве примера рассмотрим получение заготовок из ДП в результате одноосного прессования в специальных пресс — формах. В этом случае распариваемый брусок с температурой древесины в центре 90...95 С вставляют с небольшим натягом в пресс - форму и прессуют до заданной степени. Спрессованные бруски вместе с пресс - формами сушат в термокамере при температуре ПО...130 С до влажности 6...8%. Продолжительность сушки зависит от размеров бруска древесины. Приме ром готового подшипника скольжения изготовленного на основе одноосно го прессования древесины могут быть подшипники торцевые, секторные, марки ДМТМ - РР (ГОСТ 9629 - 81 и ГОСТ 24588 -81), рисунок 2.2.

Схемы получения подшипников скольжения торцевого гнутья типа ДМТМ - ГПТ и поперечного гнутья типа ДМТМ - ГПП ( ГОСТ 9629 - 81, ГОСТ 24588 - 81) представлены на рисунок 2.3. Наибольший интерес представляет торцевое гнутье пластинчатой заготовки, так как при этом волокна ДП располагается перпендикулярно к поверхности трения, чем повышается работоспособность подшипников скольжения, рисунок 2.3 а.

Для подшипников скольжения контурного прессования используют заготовки круглого поперечного сечения, как для сплошного контурного прессования, так и полые втулки, которые кроме внешнего контурного прессования подпрессовываются еще и по внутреннему контуру. В последнем случае прессующая сила направлена от центра к периферии.

Схема получения подшипников скольжения типа ДМТМ - КП ( ГОСТ 24588 - 81) при контурном прессовании представлена на рисунке 2.4 [12]. Заготовку 5 закладывают нижним концом в конический приемник 2, а на ее верхний конец насаживают предохранительное кольцо 4.

Стационарный тепловой режим опор скольжения из прессованной древесины в случае плоского температурного поля

Рабочие температурные режимы в опорах скольжения при использовании прессованной древесины требуют необходимых специальных исследований в области тепловой реологии в парах трения для обеспечения их оптимальных конструктивных, технологических и эксплуатационных параметров. Особое место в данном случае занимает основная из составляющих тепловой реологии прессованной древесины — ее термоупругость, которая учитывает связь между температурными полями и полями деформаций, а также динамические эффекты при нестационарных процессах деформирования.

В результате трения в опорах скольжения происходит неравномерный нестационарный нагрев подшипников скольжения, при котором изменяются физико-механические свойства прессованной древесины и возникают градиенты температуры, сопровождающиеся неодинаковым тепловым расширением отдельных поверхностей подшипника скольжения из ДП.

Неравномерное тепловое расширение не может происходить свободно в сплошном теле и вызывает тепловые (температурные) напряжения. Значение величины и характера действия тепловых напряжений необходимо для всестороннего анализа прочности конструкций.

Тепловые напряжения сами по себе и в сочетании с механическими напряжениями от внешних сил могут привести к полной или прогрессирующей потере работоспособности опоры скольжения.

В общем случае изменение температуры в опорах скольжения происходит не только за счет подвода тепла при трении, но также и за счет самого процесса деформирования. При деформациях тела, протекающих с конечной скоростью, имеют значение термомеханические эффекты другого рода; образование и движение тепловых потоков внутри тела, возникновение в нем связанных упругих и тепловых волн, термоупругое рассеивание энергии и другое. Все это (выделение тепла за счет процесса деформации) в данной работе не рассматривается из-за незначительной доли в общем объеме нагрева опор скольжения при трении.

Кроме этого, необходимость тепловых расчетов подшипников скольжения из прессованной древесины обуславливается, во-первых, весьма низким коэффициентом теплопроводности ДП, а, во-вторых, низкой теплостойкостью ДП, Первое резко ухудшает условия теплорассеивания узла трения, а второе, в случае превышения температуры над предельно допустимым значением, может привести к разрушению (обугливанию) подшипников скольжения из ДП. Важным в расчетах является и то, что с ростом температуры происходит снижение прочностных свойств ДП, что необходимо учитывать при расчете грузоподъемности опор скольжения.

Расчет рабочих температур необходим и при выборе конкретных допусков и посадок, которые должны обеспечить работоспособность проектируемого узла, так как физико-механические параметры ДП, как отмечалось выше, существенно зависят от температуры. а) Стационарный тепловой режим в случае плоского . осесимметричного температурного поля.

Стационарное осесимметричное температурное поле имеет место в так называемой «обратной паре» трения, то есть когда подшипник скольжения жестко закреплен на вале по своей внутренней поверхности, а внешняя его поверхность участвует в работе трения по опорной поверхности корпуса. В этом случае температура по всей внешней поверхности подшипника будет одинакова, так как вся она участвует в трении. Получаем осесимметричное температурное поле относительно оси вращения z, А так как вдоль подшипника температура практически не меняется, то имеет место плоская осесим-метричная задача. Данная задача сводится к определению температурного режима равномерно нагретого по внешней поверхности подшипника скольжения из прессованной древесины.

Стационарное плоское температурное поле подшипника скольжения из ДП рассмотрим при внешнем радиусе цилиндрической стенки г2, а внутреннем - Г}, с температурой поверхностей // и h соответственно. Принимаем, что для каждого заданного г температура цилиндрической стенки является величиной постоянной, то есть будем считать, что температура стенки не зависит от координат z и ср и является функцией только радиуса стенки г.

Исследование получения термостойкого теплопроводного материала прессованной древесины

Использование опор скольжения из прессованной древесины в узлах трения машин различного назначения часто сдерживается температурным эксплуатационным режимом, который не должен превышать 90...100С. При температуре выше 100С вследствие разрушения внутримолекулярных и межмолекулярных связей происходит ухудшение физико-механических свойств древесины.

Для повышения термической стойкости древесины часто используется пропитка её различными кремнийорганическими соединениями (КОС). Но крем-нийорганические алигомеры, вступая в контакт с реакционноспособными группами древесины и замедляя процесс термоокислительной деструкции, одновременно снижают её теплопроводность.

Целью проводимых исследований являлось как повышение термостойкости ДП, так и увеличение её тепло физических характеристик. Последнее позволит улучшить теплорассеивание узлов опор скольжения, генерирующих тепло при трении, что будет способствовать повышению нагрузочно-скоростного режима а так же повышению в целом надежности и долговечности узлов трения [41, 50].

В исследованиях определялось влияние нитрида бора BN на теплофизиче-ские характеристики древесины, которая пропитывалась составом кремнийор-ганических соединений (КОС). В свою очередь КОС состояло из полиэтилгид-росилоксана (ПЭГС), полиэтилгидросилоксановой жидкости (ПЭС - 5) и тетра-бутоксититана, который является катализатором химической реакции поликонденсации [92].

Испытания проводились на образцах древесины березы с исходной плотностью р— 560 кг/м3 и влажностью W— 8%. Нитрид бора BN, представляющий собой белый, похожий на тальк порошок с кристаллической структурой типа графита, вводился в КОС в следующих концентрациях по весу: 5%; 15%; 30%.

Пропитка древесины приготовленным составом проводилась автоклавным методом под давлением 5 МПа в течение 5 минут с последующей термообработкой образцов при температуре 90С в течение 8 часов. Это способствовало повышению вязкости состава КОС с BN в древесине, что предотвращало его выдавливание из образцов при дальнейшем прессовании. Затем образцы подвергались механическому прессованию до плотности р = 1200 кг/см3. Далее производилась вторичная термообработка в течение 4 часов при температуре 150 С с целью окончательного гидролиза и полеконденсации полиэтилгидроси-локсана (ПЭГС).

После пропитки, прессования и термообработки привес пропитывающего состава в образцах древесины составил в среднем 23%. Массовая доля нитрида бора BN в полученных образцах ДП соответственно составила 0,7%; 2,7% и 4,3%.

Для исследования теплофизических характеристик ДП пропитанной КОС с внедренным в древесину BN из полученных заготовок вырезались цилиндрические образцы высотой 5 и 10 мм, диаметр которых соответствовал 15 мм. Эти образцы предназначались для исследования теплопроводности на приборе ИТ-І-400 и теплоёмкости на приборе ИТ-С-400 в широком температурном интервале. В измерениях данных приборов использовался квазистационарный тепловой режим. Кроме этого использовалась специально разработанная и изготовленная нами универсальная установка, на которой в нестационарном тепловом режиме из одного опыта на одном и том же образце определялись все теплофизические свойства ДП [9].

Таким образом по данным рисунка 4.7, рисунка 4.8 и таблицы 4.1 следует, что оптимальным является пропитывание ДП раствором КОС, в котором по весу содержится 15% BN для случая увеличения массы ДП при пропитывании КОС с BN до 2,7%. При меньшей концентрации ухудшаются теплофизические показатели, а при большей концентрации ухудшаются как теплофизические, так и физико-механические сворйства. Модификация ДП предлагаемым выше составом повышает её теплопроводность в 1,8...2,0 раза и обеспечивает сравнительно высокие прочностные показатели, что дает возможность использовать этот материал в узлах трения лес 124 ных машин при повышенных температурах 12О...140С, вместо 90...100С, в случае, если используется ДП без пропитки КОС с BN.

Как известно, на работоспособность опор скольжения из прессованной древесины (ДП) значительное влияние оказывает температурный режим, который определяется нагрузочно-скоростными параметрами трения. Повышение температуры в зоне трения приводит к снижению триботехнических характеристик опор скольжения из ДП. Особенностью опор скольжения из ДП является низкие значения теплофизических коэффициентов тепло- и температуропроводности из-за которых не обеспечивается активное теплорассеивание узла трения. То есть, через металлический корпус опор скольжения практически не осуществляется теплообмен с окружающей средой. Основным поглотителем теплового потока является вал. В случае, если в зоне трения вал-подшипник скольжения из ДП будет больше выделяться тепла, чем оно рассеивается валом и подшипником из ДП, то узел трения будет перегреваться. Температурный режим будет существенно сказываться на коэффициенте трения и износе пар трения, а также приведет к появлению температурных напряжений и, следовательно, к температурным деформациям, не учитывать которые нельзя. Они имеют большое практическое значение: - при разработке систем посадок при сопряжении деталей из ДП между собой и в сочетании с другими материалами; - при расчете зазора между вкладышем подшипника скольжения из ДП и валом, а также натяга между вкладышем из ДП и корпусом подшипника.

Похожие диссертации на Повышение эксплуатационной эффективности опор скольжения лесных машин за счет учета термоупругости пар трения