Способы увеличения работоспособности редукторов пожарной техники

СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РЕДУКТОРОВ

ПОЖАРНОЙ ТЕХНИКИ

В.П. Зарубин, старший преподаватель, к.т.н., доцент,

И.А. Легкова, доцент, к.т.н., доцент, А.А. Ватлин, курсант, Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,

г. Иваново

Работа подъемных и поворотных механизмов в пожарной технике не возможна без применения передаточных механизмов. Передача вращательного движения в основном происходит с уменьшением частоты вращения и увеличением крутящего момента. Механизмы работающие в таком режиме называют редукторами. В редукторе имеется одна или несколько систем передач с зацеплением и постоянным передаточным числом. Именно от типа этих передач зависит тип редуктора. Для каждого конкретного привода необходимо выбирать определенный вид передачи редуктора, правильный выбор которой влияет не только его надежность и производительность, но и долговечность [1]. Ошибки при расчете могут привести к преждевременному выходу его из строя передачи или всего привода. Поэтому работу по расчету и выбору редуктора нужно проводить с учетом многих факторов, таких как: расположение редуктора в пространстве, условия его работы, рабочую и предельную температуру в процессе эксплуатации.

Проведя расчеты, можно подобрать оптимальный редуктор под конкретный привод, обеспечивающий необходимый срок службы механизма. Однако даже правильно выбранный редуктор необходимо грамотно эксплуатировать и своевременно проводить его техническое обслуживание, что бы исключить преждевременный выход передачи из строя.

Для обеспечения плавного хода, защиты от износа, коррозии и граничного трения редукторы необходимо обрабатывать специальными смазочными материалами. Которые можно разделить на два вида: жидкие и полужидкие, или пластичные. Смазка жидкими материалами может производиться тремя способами, самый простой и универсальный из которых смазка окунанием, когда червяк или колесо погружается в масло на некоторую глубину.

Смазка редукторная полужидкой консистенции представляет собой загущенное нефтяное масло с добавлением композиции антифрикционных и противоизносных присадок. Редукторные пластичные смазки обычно наносятся путём закладки и меняются через определённые промежутки времени, обозначенные в паспорте механизма. Смазка редукторная незаменима в тех узлах, где невозможно использование жидких смазочных материалов. Это может быть связано с особенностями строения агрегата, когда масло не в состоянии удерживаться в узле из-за сил тяжести, либо с условиями работы: при высоких температурах жидкая смазка быстро испариться и защитная масляная плёнка исчезнет.

Редукторная смазка в несколько раз увеличивает срок службы редуктора,

уменьшает потери энергии при трении и предохраняет узел от проникновения посторонних частиц. В механизмах, испытывающих повышенные нагрузки, используются пластичные смазки со специально подобранным комплексом присадок. Как правило, это твёрдые присадки и полимеры, обеспечивающие максимальную несущую способность смазки, высокие показатели адгезии и антикоррозийные свойства. Большую роль играет температурный диапазон применения смазки, который обычно колеблется от - 50 до + 120 0С. Перспективными твердыми наполнителями к редукторным маслам и смазкам можно отнести геомодификаторы трения.

Мелкофракционный порошок природного модификатора трения вводят в смазку редуктора. При работе, частицы наполнителя попадают в тонкие зазоры между поверхностями трения, производят их микрошлифовку, убирая следы износа. Процесс сопровождается сильным разогревом поверхностей, которому способствует выделение внутренней энергии при разрушении частиц наполнителя. Высокие температуры размягчают поверхности трения вплоть до их перехода в пластическое состояние. В размягченные слои внедряются твердые частицы минералов, образуется композит «металл-минералы», который обычно называют металлокерамикой [2]. Однако такие преобразования происходят на микроуровне и не влекут за собой общего значительного повышения температуры узла трения. Применение металлокерамических добавок к трансмиссионным маслам и смазкам положительно влияет на работу редукторов. Такого рода наполнители можно использовать как в новых передачах, для проведения обкатки, так и в эксплуатируемых для продления срока службы. Показателем положительного влияния наполнителей является снижение трения и как следствие снижение температуры, снижение шума. Образованный металлокерамический слой на поверхностях трения исключает контакт металл - металл во время пуска редуктора. Это значительно продлевает срок службы передачи.

Большинство металлокерамических добавок к маслам в своей основе содержат мелкодисперсный порошок природного минерала серпентина. Использование природного геомодификатора сопровождается рядом недостатков. А именно: трудоемкий и энергоемкий процесс измельчения минерала; сложность отделения частиц асбеста который, как известно, обладает фрикционными свойствами; большой разброс содержания отдельных компонентов (магния, кремния, асбеста, железа, никеля, базальта, шамота и др.). Во избежание этих проблем и недостатков предлагается использовать в качестве наполнителя к маслам и смазкам искусственный серпентин, полученный в условиях лаборатории

[3].

Лабораторные триботехнические исследования порошков природного и искусственного наполнителей показали, что смазочные композиции, содержащие искусственный аналог геомодификатора обладают лучшими триботехническими свойствами, чем смазки с природным наполнителем. Коэффициент трения, интенсивность изнашивания пары трения значительно снижаются, а микротвердость поверхности трения возрастает. Свободный от примесей, мелкодисперсный наполнитель, к маслам, полученный в условиях лаборатории, не задерживается фильтрами и, попадая в зону трения, образует на поверхностях

трения защитный металлокерамический слой. Образованный слой с высокой микротвердостью и низким коэффициентом трения значительно снизит интенсивность механического истирания поверхности трения, а также позволит защитить детали передач от химического разрушения. Однако, использование искусственного наполнителя к трансмиссионным маслам в редукторных передачах, в большей мере сводится к созданию защиты на поверхностях деталей. Восстановительные свойства у такой смазки не высокие. Т.е. для продления срока службы деталей редуктора использовать такого рода смазку необходимо с момента обкатки. У зубчатых передач с пробегом, применение металлокерамического наполнителя, может не дать положительного результата. В этом случае, рекомендуют применять металлоплакирующие присадки к трансмиссионным маслам. Но применение таких присадок имеет ряд недостатков. Одним, из которых является невысокая твердость образованного защитного слоя. В процессе эксплуатации он истирается и для возобновления требует проводить повторные обработки.

Поэтому, перспективным направлением является создание смазочных материалов, имеющих преимущества и металлоплакирующих присадок и минеральных наполнителей.

Список использованной литературы

1. Гулиа Н.В. Детали машин. /Н.В. Гулиа - М.: Издательский центр «Академия», 2010.

2. Мельников В.Г., Исследование влияния на микротвердость поверхности пар трения смазочных композиций, наполненных порошками силикатов/ В.Г. Мельников, В.В. Терентьев, В.П. Зарубин // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2007. Т.50. Вып. 1. - С. 110-111.

3. Зарубин В.П. Перспективы применения нанопорошков силикатов в смазочных материалах, используемых в пожарной технике / В.П. Зарубин, В.В. Киселев, А.В. Топоров, П.В. Пучков, А.А. Мельников // Пожаровзрывобезопасность. Т. 22. - №5. - 2013. - С. 65-69.