ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И РЕСУРСА ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ ХОДОВОЙ ЧАСТИ ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН
Машков Ю.К., Леонтьев А.Н., Мамаев О.А.
(ОмГТУ, ОТИИ, г.Омск, Россия)
Modernized construction and new material using to produce seal elements of hermetic equipments of running gear pneumosprings are considered. Its shown that this desing provide substantial increase of operate reliability and service life of hermetic equipments.
Одним из ответственных устройств ходовой части специальных транспортных машин является пневматическая рессора, которая состоит из гидравлического и пневматического цилиндров и гидравлического амортизатора. Выполняя несколько функций, пневматическая рессора работает как рессора с передачей усилия на упругий элемент - азот газообразный, как гидравлический амортизатор, гася колебания корпуса машины и как исполнительный силовой цилиндр при изменении дорожного просвета машины. Названными функциями определяется большое значение пневморессор в обеспечении надежности и ресурса специальных транспортных машин. Наибольшее число неисправностей и отказов пневморессор связано с потерей работоспособности поршнем-разделителем пневматического цилиндра.
Уплотнительные элементы поршня-разделителя выполнены в виде резиновых колец круглого сечения с защитными шайбами и фторопласта. При эксплуатации в условиях переменных температур (-40 +80°С), скоростей возвратно-поступательного движения и перепада давления рабочей среды от 0,2 до 8 МПа резиновые кольца стареют и изнашиваются, утрачивают эластичность и, приобретая остаточную деформацию, при этом снижается контактное давление на уплотняемых поверхностях. Все это приводит к значительным перетечкам гидравлической жидкости в газовую полость цилиндра, вызывая резкое увеличение жесткости и параметрический отказ пневморессоры.
С целью устранения причин отказов пневморессоры разработана усовершенствованная конструкция комбинированных уплотнений поршня-разделителя. Она состоит из направляющих колец, снабженных уплотняющими губками, которые прижимаются к уплотняемой поверхности с помощью резиновых колец круглого сечения и давлением рабочей среды, создавая необходимое для герметизации контактное давление. Для обеспечения длительной работоспособности в условиях эксплуатации направляющие кольца выполнены из полимерного композиционного материала (ПКМ) на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ).
Поскольку направляющие кольца с губками выполняют функции направления и уплотнения поршня в цилиндре и работают в условиях трения и изнашивания, материал колец должен обладать необходимым комплексом механических и триботехнических свойств. С этой целью разрабатывали и исследовали ПКМ с волокнистыми и дисперсными наполнителями. Получены малонаполненные ПКМ с измельченным углеродным волокном и дисперсным скрытокристаллическим графитом, обладающие высокими прочностью и износостойкостью при умеренной жесткости. Установлено, что введение наполнителей вызывает изменение параметров надмолекулярной структуры полимерной матрицы: степени кристалличности и среднего межслоевого расстояния аморфной фазы, что и определяет изменение механических и триботехнических свойств ПКМ на основе ПТФЭ.
Надежность разработанных уплотнений и работоспособность поршня-разделителя проверены длительными лабораторными испытаниями на стенде-имитаторе, смонтированном на базе токарного станка. Методика испытаний предусматривала имитацию условий работы пневморессоры при прохождении машины по трассе с типичными неровностями поверхности. Эксплуатационные испытания пневморессор с разработанными поршнями-разделителями в составе специальной транспортной машины подтвердили высокую надежность и работоспособность усовершенствованных пневморессор.