SCI Библиотека

Цель данной работы заключалась в создании модели, позволяющей спрогнозировать поведение смазочного материала в условиях эксплуатации подшипника скольжения с учетом более сложных факторов, таких как сжимаемость и изменение вязкости под воздействием давления. Разработка модели учитывает комплексное поведение микрополярного смазочного материала, который проявляет изменения вязкости под воздействием давления. Кроме того, необходимо учитывать взаимодействие смазочного материала с атмосферными газами, что может влиять на его сжимаемость и, следовательно, на общие эксплуатационные свойства. Основной аспект предлагаемой модификации конструкции радиального подшипника - наличие полимерного покрытия с канавкой. Такое решение позволяет достичь более равномерного и эффективного распределения смазочного материала по поверхности подшипника. Канавка, выполненная в слое полимерного покрытия, способствует направлению смазки в зону трения, минимизируя контактный износ и снижая коэффициент трения. Разработанный подход основывается на интеграции методов математического моделирования и экспериментального анализа, что позволяет учитывать сложные физико-химические свойства смазочного материала. Для оценки сжимаемости конструкции радиального подшипника скольжения применяется нелинейная модель. В рамках этой модели давление и температура рассматриваются как взаимосвязанные параметры, оказывающие влияние на вязкость микрополярного смазочного материала. Итогом исследования является новая расчетная модель, способствующая повышению точности определения эксплуатационных характеристик подшипника на стадии его проектирования.

В ходе проведения исследования была разработана усовершенствованная модель движения вязкого смазочного материала в рабочем зазоре радиального подшипника скольжения с адаптированным опорным профилем. Основное внимание было уделено воздействию полимерного покрытия с канавкой на распределение давления и скорости смазочного материала. Для достижения поставленных целей, были использованы методы численного анализа, которые обеспечили создание детализированной картины распределения давления и скорости внутри рабочей зоны. Особый акцент был сделан на учет сжимаемости смазочного материала, что позволило значительно улучшить точность расчетов и повысить надежность полученных данных. Модель показала себя надежной и точной, что подтверждается согласованностью расчетных данных с экспериментальными измерениями. В результате моделирования были подробно изучены характеристики распределения давления и скорости смазки в системе. Исследование показало, что внедрение полимерного покрытия с канавкой заметно влияет на поведение смазочного материала, улучшая его распределение и уменьшая потенциальные зоны перегрева и износа. Таким образом, данная работа представляет собой попытку внести вклад в область исследования радиальных подшипников скольжения. Полученные результаты могут быть использованы для дальнейшего совершенствования конструкций подшипников, что позволит увеличить их надежность и долговечность в различных отраслях промышленности.

Полимерные композиционные материалы в виде антифрикционных покрытий в настоящее время широко применяются в тяжелонагруженных низкоскоростных трибосистемах самых разных машин, обеспечивая значительные ресурсы узлов трения. Использование жидких смазочных материалов позволяет расширить скоростной диапазон их применения, поскольку обеспечивает переход от граничного трения самосмазыванием к жидкостному трению в условиях гидродинамики. Тогда во время пусков и выбегов будут работать покрытия, а в стационарном режиме – смазка. Движущийся в рабочем зазоре жидкий смазочный материал неизбежно содержит атмосферные газы, которые значительно влияют на эксплуатационные свойства смазочного материала, и в первую очередь на его сжимаемость. Поэтому введение параметра сжимаемости в модель позволяет более точно предсказать поведение смазочного вещества и эффективность смазки в различных режимах работы подшипника. Данное исследование включает разработку и анализ математической модели микрополярного смазочного материала в подшипнике с полимерным покрытием на опорной поверхности подшипниковой втулки. Модифицированная конструкция подшипника предусматривает наличие полимерного покрытия с канавкой, что способствует улучшению распределения смазочного материала и повышению долговечности системы. Новизна работы заключается в разработке методики инженерных расчетов конструкции радиального подшипника скольжения с полимерным покрытием при наличии канавки с учетом сжимаемости, позволяющих определить величину основных триботехнических параметров. Целью работы является оценка износостойкости модифицированной конструкции радиального подшипника скольжения при учете сжимаемости микрополярного смазочного материала. На основе уравнения движения исследуемого жидкого смазочного материала, уравнения неразрывности и уравнения состояния получены новые математические модели, учитывающие дополнительно сжимаемость смазочного материала. Результаты исследования показали, что модифицированная конструкция подшипника с нанесенным полимерным покрытием и канавкой значительно улучшает его эксплуатационные характеристики. Отмечено уменьшение коэффициента трения в сравнении с традиционными конструкциями. Модифицированная конструкция радиального подшипника скольжения позволила уточнить при учете дополнительного фактора сжимаемости смазочного материала – коэффициент трения – на 8…11 % в диапазоне исследованных режимов.