МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ПЕРЕНОСА

METHOD OF INCREASING THE DURABILITY OF GEAR DRIVES BY USING SELECTIVE TRANSFER

Zolotukhin Dmitry Yuryevich

Cadet, Military Academy of Logistics named after General of the Army A.V. Khrulev,

Russia, Saint Petersburg

Nikonorov Aleksey Nikolaevich

Candidate of Technical Sciences, Professor, Department of General Scientific and Technical Disciplines, Military Academy of Logistics named after General of the Army A.V. Khrulev

Russia, Saint Petersburg

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются возможные методы повышения долговечности зубчатых передач. Проведен анализ воздействия различных факторов на триботехническую систему.

ABSTRACT

This article examines possible methods for increasing the durability of gears. The impact of various factors on the tribological system is analyzed.

Ремонт зубчатых передач агрегатов трансмиссии включает комплекс операций по их восстановлению.

Работоспособность и ресурс зубчатых передач утрачивается в результате изнашивания. Известно, что износостойкость трущихся деталей зубчатых передач во многом зависит от состояния их рабочих поверхностей. Формирование поверхностей происходит во время обработки деталей при их восстановлении, во время приработки отремонтированных агрегатов и в процессе использования ВАТ. Как правило, на каждом из этих этапов происходит образование новой поверхности со своими физико-химическими и геометрическими характеристиками.

Доказано, что трение и изнашивание пары материалов не является их внутренними свойствами, а определяется взаимодействиями в составе системы. По представлениям Х. Чихоса, В.В. Запорожца, А.В. Чичинадзе  и др., трущееся сопряжение, по существу, является соответствующей трибосистемой.

Любое подвижное сопряжение деталей агрегатов ВАТ можно представить в виде триботехнической системы (рисунок 1).

При этом элементами триботехнической системы являются детали из твердых тел, смазочного материала и окружающей среды.

Из схемы триботехнической системы (рисунок 1) следует, что входные характеристики, которыми, как правило, являются внешние воздействия, преобразуются в системе с целью реализации своего функционального назначения, при этом можно различить следующие виды внешнего воздействия:

• кинетическое (скорость скольжения, скорость качения, гидродинамическая скорость);
• динамическое (механическая сила, давление, напряженность электрического поля);
• тепловое (температура, тепловой поток, градиент температур)

I, II – пара взаимодействующих поверхностей в относительном движении (трибоэлементы); III – смазочная среда; IV – окружающая среда; P, V_ск, T,⁰C  – режимы работы сопряжения.

Рисунок 1. Схема триботехнической системы

Зависимость интенсивности износа от длительности работыподвижного сопряжения при граничной смазке и в режиме избирательного переноса при трении представлена на рисунке 2.

Эти кривые имеют три явно выраженных участка:

I и I¹ – соответствуют периоду приработки при граничной смазке и в режиме избирательного переноса;

II и II¹ – периоду нормального или установившегося изнашивания;

III и III¹– периоду ускоренного, аварийного изнашивания.

1 - при граничной смазке;2 - в режиме избирательного переноса

Рисунок 2. Зависимость интенсивности износа от времени работы деталей

При этом долговечность восстанавливаемых зубчатых передач зависит от первоначального приработочного зазора на первом этапе и интенсивности изнашивания на втором этапе.

Период приработки зубчатого сопряжения характеризуется нелинейным изменением геометрии поверхностей трения во времени. В результате приработки увеличивается фактическая площадь касания трущихся деталей, уменьшается давление, снижается температура, создаются лучшие условия для смазывания. Субмикроскопический рельеф поверхности, создаваемый при приработке, соответствует конкретным условиям работы сопряжения и не может быть однозначно сформирован на стадиях механической обработки. Длительность приработки и величина износа при этом зависят от свойств материалов трущихся деталей, качества обработки поверхностей, условий трения.

Приработка может рассматриваться как управляемый процесс формирования приспособленности трущихся поверхностей к характеру действующих эксплуатационных нагрузок. Управляют процессом воздействием на следующие факторы: качество и точность обработки поверхностей трения, точность сборки, скорость скольжения, температура поверхности трения, удельные нагрузки, условия смазывания, присадки к смазывающим средам, пропускание электрического тока, изменение магнитного состояния деталей. При этом по таким факторам, как точность, качество обработки поверхностей и точность сборки зубчатых передач трения управление фактически сводится к повышению качества выполнения соответствующих ремонтно-технологических операций. В связи с этим приработку агрегатов трансмиссии часто рассматривают еще и как их испытание. Однако приработка, кроме выполнения неизбежно присутствующих элементов оценочно-испытательного характера имеет главную задачу – формирование сопряжений до состояния эксплуатационной готовности. В этом плане проведение приработки зубчатых передач особенно важно для отремонтированных агрегатов трансмиссии, поскольку их сборочные единицы комплектуют деталями повышенной неоднородности (повторно используемые, восстановленные или новые). Одновременно с этим в процессе приработки может достигаться "сглаживание" ряда возможных дефектов обработки деталей и сборки агрегатов трансмиссии. Отсюда появляется возможность применения различных методов интенсификации приработки сопряжений. Вопрос управляемого формирования поверхностей трения с хорошими антифрикционными характеристиками необходимо решать на всех этапах существования сопряжения деталей: восстановления (изготовления), приработки и эксплуатации. Только комплексный подход позволяет управлять триботехническими характеристиками пар трения и обеспечивать стабильность их работы.

По окончании приработки наступает период установившегося изнашивания, рисунок 1, который характеризуется постоянной интенсивностью, =и, следовательно, линейным возрастанием износа J при постоянном угле наклона α прямой I на графике. Следует отметить, что этот же период работы подвижного сопряжения в режиме ИП характеризуется меньшим линейным возрастанием износаJ_мс, это отражает постоянный угол наклона α_мс прямой 2. Таким образом, период установившегося изнашивания для пар трения, работающих в режиме ИП, значительно увеличивается, а, следовательно, увеличивается межремонтный период работы. Это объясняется тем, что по мере изменения физико-механических свойств поверхности и непосредственного разрушения участков зоны трения, в результате избирательного переноса частиц износа сервовитной пленки происходит частичное восстановление ("залечивание") обнаженных ювенильных поверхностей трения.

Период установившегося изнашивания продолжается до тех пор, пока в ходе его не произойдет накопление неблагоприятных факторов, резко ухудшающих условия трения: существенное изменение геометрической формы деталей, деструкция смазывающей рабочей среды и т.д. В результате наступает третий период работы узлов трения – период ускоренного изнашивания, который свидетельствует о необходимости восстановления пары трения.

На работоспособность зубчатыхзацепленийагрегата трансмиссии решающее влияние оказывают зазоры между деталями, которые увеличиваются в процессе работы при граничной смазке деталей, в периоды I, II (рисунок 1) – от номинального полученного при сборке, до приработочного и предельного, соответствующих предельному износу детали вследствие изнашивания деталей.

Следует отметить, что в некоторых случаях выбраковка может быть произведена и до наступления предельного износа детали по функциональному признаку, которым является предельно допустимое отклонение качества работы агрегата трансмиссии, в общем случае, поскольку интенсивность изнашивания деталей обычно различна, то быстроизнашиваемую деталь заменяют на новую, восстановленную или подобранную методом селективной перекомплектовки, стремясь восстановить зазор примерно до номинального.

Величины предельно допустимых без ремонта зазоров деталей агрегатов трансмиссии автомобильной техники определяются техническими условиями. Значение величин, характеризующих интенсивность износа деталей зубчатой передачи трения, определяют экспериментально при проведении ресурсных испытаний агрегатов в течение определенного времени.

Список литературы:

1. Никоноров А.Н., Марданян С.П. Повышение долговечнлсти подвижных сопряжений агрегатов трансмиссии автомобилей (статья)// Издательство ПРОБЛЕМЫ НАУКИ. Выпуск №06 (47) (июнь 2018 г.) с 59-61
2. Бурячков В.Р. Транспортная энергетика. Учебное пособие. –СПб.: ВАТТ, 2004.
3. ГОСТ 20911-1989 Техническая диагностика. Основные термины иопределения.-М.: Изд.стандартов,1989.
4. ГОСТ 25044-1981 Диагностирование автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных, строительных и дорожных машин. – М.: Изд.стандартов, 1989.