РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ СНИЖЕНИЯ НАГРУЗКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ  СРЕДУ И ПОВЫШЕНИЯ РЕСУРСА МАШИН  И АГРЕГАТОВ

 

Мироненков Е.И., Жиркин Ю.В. (ГОУ ВПО «МГТУ», г. Магнитогорск, РФ)

Мироненкова И. Е. (ГОУ ВПО «РГСУ», г. Москва, РФ)

 

The experiments are made on the experimental facility, which is simulating the term of elastohydrodynamics lubrication in the contact of gearing reducer. It is allowed to form the application conditions of the recruitment systems by lubrication. The application of these systems will allow to reduce the quantity of lubricant, which   gets into the environment.

 

Загрязнение атмосферы, принявшее крупномасштабный характер, наносит ущерб рекам, озёрам, водохранилищам, почвам. Загрязняющие вещества  и продукты их превращений из атмосферы попадают на поверхность Земли. В водоёмы, и на землю непосредственно идёт поток отходов.

Постоянное стремление соответствовать природоохранному законодательству, непрерывное совершенствование и инновации, всё это является частью проводимых политик в области качества и экологических политик ведущих металлургических предприятий России [1]. Поэтому снижение влияния нефтяного загрязнения металлургическими предприятиями остаётся актуальным в настоящее время. 

Целью данной работы является решение проблем снижения нагрузки на окружающую среду и повышения ресурса машин и агрегатов.

Для достижения поставленной цели необходимо определить объект исследования и провести эксперименты, направленные на снижение расхода смазочных материалов и повышение ресурса узлов трения.

Объектом исследования выбраны тяжелонагруженные редуктора с неконформными узлами трения (подшипники качения,  зубчатые передачи).

Доказано [2], что наиболее эффективным для неконформных узлов является жидкий смазочный материал, способный обеспечить жидкостную (эластогидродинамическую) смазку пар трения.

Экспериментальные исследования условий реализации режима эластогидродинамической смазки в зубчатых зацеплениях проводили на лабораторном стенде с замкнутым силовым контуром, кинематическая схема которого представлена  на рис.1.

Посредством нагружения подвижного редуктора 3 в зубчатом зацеплении создавались контактные напряжения в 280МПа. Скорость скольжения в зубчатом зацеплении составила 0,92м/с.

Для  исследования были взяты 2 наиболее широко используемых марки минеральных масел И 40, И 100РС.

Первоначально использовалась циркуляционная система смазывания. Смазочный материал подавался в редуктора с помощью насосной станции в течении 3-5 минут, затем станция отключалась и зубчатые зацепления работали в режиме масляного голодания.

 

Рисунок 1 -  Кинематическая схема лабораторного стенда для испытания зубчатых передач

1-зубчатые колеса; 2,3 – корпуса; 4,5,6,7-валы; 8- муфта соединяющая валы 5,7; 9-кардан; 10-регулируемые муфты; 11-подшипниковая опора; 12- электродвигатель (N=2.2к.ВТ, n=1425об/мин); 13- муфта соединяющая электродвигатель с ведущим валом. 

 

В течение всего эксперимента фиксировались показания тока двигателя, характеризующие величину момента сил трения в подшипниках качения и на контакте в зубчатом зацеплении.

В ходе проведённых экспериментальных исследований было зафиксировано снижение момента сопротивления с прекращением подачи смазочного материала и его возрастание в момент подачи смазочного материала.

В дальнейшем минеральные масла примерно  одной и той же вязкости подавались в узлы трения порционно в объёме 30млл. каждые 5 мин.

Полученные результаты, обработанные в среде EXEL, представлены в виде графиков (рис. 2).

 

Рисунок 2 - Графическая обработка проведённых экспериментальных исследований

В каждой зоне между моментами подачами смазочного материала фиксировалось снижение силы тока представленное  на рис 3.

Это свидетельствует о сохранении масляной плёнки в условиях масляного  голодания практически до 10 минут для всех исследуемых масел. И только по истечении этого времени, видимо, происходит разрушение масляной плёнки, приводящее к росту силы тока, то есть, к возрастанию трения в зоне контакта зубчатого зацепления.

Масло И 40 при 40ºС вязкость 65 мм²/с

Масло И 100 при 40 ºС вязкость 100 мм²/с

Рисунок 3- Области снижения силы тока после прекращения подачи смазочного материала

 

Полученные результаты показывают возможность применения для смазывания зубчатых зацеплений редукторов централизованных порционных систем смазывания.

Исследования, проведённые на экспериментальном стенде, моделирующем условия эластогидродинамической смазки на контакте в зубчатых зацеплениях редукторов, позволили сформулировать условия применения систем порционного смазывания. Применения систем порционного смазывания позволяет снизить количество смазочного материала, попадающего в окружающую среду.

 

Литература

1. Мироненков, Е.И. Внедрение систем типа «масло-воздух» в цехах ОАО «ММК», с целью уменьшения загрязнений окружающей среды масловодяными стоками [Текст]  / Е.И. Мироненков, Ю.В Жиркин. // Проблемы повышения экологической и промышленной безопасности: сб. научн. тр. - Магнитогорск, 2004. С.127-130.

2.      Коднир, Д.С. Эластогидродинамический расчет деталей машин [Текст] / Д.С. Коднир, Е.П. Жильников, Ю.И. Байбородов. - М.: Машиностроение, 1988. - 166 с.