Продолжительность износного испытания с активным участием абразивных частиц

Duration of wear test with active participation of abrasive particles
Жураева Г.Ш.
Цитировать:
Жураева Г.Ш. Продолжительность износного испытания с активным участием абразивных частиц // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 6(87). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11934 (дата обращения: 17.04.2024).
Прочитать статью:
DOI - 10.32743/UniTech.2021.87.6.11934

 

АННОТАЦИЯ

В статье констатируется, что нагрузка шестерен и концентрация активных абразивных частиц в масле блока постоянно меняется при каждом трении, как следствие внесения новой части абразивных частиц из окружающей среды и закономерностей изменения их активности в процессе замкнутая циркуляция масла в блоке.

ABSTRACT

The article states that the load of the gears and the concentration of active abrasive particles in the block oil constantly changes with each friction, as a result of the introduction of a new part of abrasive particles from the environment and the regularities of changing their activity during closed circulation of oil in the block.

 

Ключевые слова: шестерен, абразив, концентрация, циркуляции, масла, агрегате, процесса, дробления, трения, износ, эксплуатацион, дробления, зубьев.

Keywords: gears, abrasive, concentration, circulation, oil, aggregate, process, crushing, friction, wear, operational, crushing, teeth.

 

В процессе трения за каждом цикле нагружения зубьев шестерен, концентрация активных абразивных частиц в масле агрегата постоянно меняется. Это является результатом дробления и поступления свежей порции абразивных частиц из окружающей среды. Поэтому при расчете продолжительности износного испытания зубьев шестерен необходимо учитывать закономерности изменения их активности в процессе замкнутой циркуляции масла в агрегате. Анализ состояние, данного вопроса показал, что в литературных источниках данный вопрос недостаточно освещен, в основном ограничиваются изучением процесса дробления абразивных частиц[1]. Методика расчета продолжительности износного испытания предусматривает приближении условия испытания к реальным условиям эксплуатации агрегата. Исходя из общей концентрации абразивных частиц в масле при стендовом испытании, в масла агрегата периодически порциями добавляют абразивные частицы. Масса одной порции абразивных частиц, добавляемые в масло, при испытании на износостойкость составляет:

, кг,

где - изменение концентрации абразивных частиц в масле агрегата за один цикл нагружения зубчатой пары, когда в масла поступает новой порции абразивных частиц извне, %/об; Gm-количества масла, заливаемое в агрегат, кг; kl- количество циклов нагружения за время испытания одной порции абразивных частиц[2]. Продолжительность износного испытания первой порции абразивных частиц в масле агрегата составляет:

, ч,

где nk- частота вращения ведомой шестерни агрегата, об/с.

Количество порций абразивных частиц, добавляемые в масла агрегата в процессе испытания на износостойкость, равно:

.

где Ga – общее количество абразивных частиц в масле агрегата, кг.

Продолжительность испытания на износостойкость без учета соответствия концентрации активных абразивных частиц к эксплуатационным условиям агрегата:

, ч.

Рассмотрим закономерности изменения концентрации активных абразивных частиц в масле агрегата после добавления каждой порции, в зависимости от количества циклов нагружения.

Первой порции:

до дробления

,

где - концентрация абразивных частиц в масле агрегата после добавления первой порции;

после дробления,

где k1- количества циклов дробления абразивных частиц; Б – доля раздробленных абразивных частиц в масле агрегата за один цикл нагружения ведомой шестерни,

здесь n1- количество пар шестерен в агрегате, окунающихся в масло; m - модуль зацепления, dср - средний размер абразивных частиц, γм - плотность масла, kp - коэффициент учитывающий неоднородность размера абразивных частиц в масле агрегата, Gм- количества масла в агрегате[3,4].

Второй порции:

до дробления

;

после дробления

.

Аналогично n - порции:

до дробления

 ,

из формулы суммы членов геометрической прогрессии имеем:

,

после добления

Для сравнения расчетной общей продолжительности испытания на износостойкость на стендовых испытаниях и в эксплуатационных условиях могут быть два нижеприведенных вариантов.

1. Когда концентрация  абразивных частиц в масле агрегата в конце испытания меньше, чем в эксплуатационных условиях, она описивается выражением:

где k2 - количество, циклов нагружения ведомой шестерни агрегата, недостающих до эксплуатационного, соответствующих одному сроку замены масла в агрегате. Решив выражение относительно k2, получим:

.

Время, затраченное на совершение k2 циклов нагружения,

Тогда общая продолжительность испытания на износостойкость будет:

  .

где εmax- начальная концентрация абразивных частиц в масле агрегата,%.

2. Концентрация активных абразивных частиц в масле агрегата в конце испытания на износостойкость превышает эксплуатационную, т.е;

где kЗ -количества циклов нагружения, превышающих эксплуатационную за один срок замены масла в агрегате,

Решив выражение относительно kЗ, получим:

.

Время, затраченное на совершение kЗ циклов нагружения,

Тогда общая продолжительность испытания на износостойкость,

,

1 - т=0,005 м; 2 - т=0,010 м; 3 -т=0,015 м; 4 - т=0,020 м

Зависимости на рис. 1 получены из выражений (3) или (5) при следующих ис­ходных данных: ; ;  об/с; ; /об; ; ; dcp=0,000012 м; L=0,058 м; м=910 кг/м3; kр=0,5.

 

Рисунок 1. Продолжительность испытания материалов зубчатых колес на износостойкость, при периодически изменяющихся концентрациях абразивных частиц, от массы заправки агрегата маслом:

 

Таким образом, из полученных зависимостей можно сделать вывод о том, что при стендовом испытании с периодическим добавлением абразивных частиц увеличение модуля зацепления приводит к уменьшению продолжительности испытания, в связи с увеличением доли раздробленных абразивных частиц за один цикл нагружения[5,6].

 

Список литературы:

  1. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка методики теоретической оценки параметров и продолжительности износного испытания материалов зубчатых передач» по теме: «Разработка научных основ повышения износостойкости зубчатых передач агрегатов мобильных машин и промышленного оборудования» – Ташкент, ТашГТУ, 2014. -86 с. 
  2. Иргашев А. Методика расчета износостойкости зубчатых передач агрегатов машин, работающих в абразивной среде: Вестник ТашГТУ 2013. № 4 С.95-101.
  3. Иргашев А. Методика расчета объема продуктов износа подшипников качения,  выпадающих в масла агрегата. Вестник ТашГТУ 2012 № 2-3.
  4. Иргашев А.,  Мирзаев Н.Н.,  Иргашев Д. А. Оценка износа деталей агрегатов машин по концентрациям продуктов износа в масле. Монография – Ташкент, ТашГТУ, 2012. – 160 с.
  5. Икрамов У.А., Иргашев А., Махкамов К.Х.  Расчётная модель для оценки износостойкости зубчатых передач по концентрациям продуктов износа  в масле. Ж.Трение и износ. 2003. Том 24, № 6. С 620-625
  6. Ямпольский Г.Я., Крагельский И.В. Исследование абразивного износа элементов пар трения качения. М.: Наука. 1973 - 63 с.
Информация об авторах

доцент Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова, Узбекистан г. Ташкент

Associate Professor of Tashkent State Technical University of Islam Karimov, Uzbekistan Tashkent

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top