Методика оценки долговечности подшипникового узла

Совершенствование технологии при изготовлении... Н.П.Мухаметдинова, А.И.Ананьев, Н.Н.Огарков, Ю.Д.Залетов

зивной обработки метизного инструмента можно рекомендовать повышенные скорости шлифования (35-50 м/с), при которых достигается также и пониженная шероховатость. Но с учетом эксплуатационных свойств абразивных кругов и несовершенности методов балансировки и проверки! шлифовальных кругов на разрыв в инструментальном цехе «ММК-МЕТИЗ» рекомевдуемую скорость шлифования следует применять порядка 35 м/с. Повышенная скорость шлифования может быть использована только после внедрения усовершенствования методов балансировки и проверки проч -ности шлифовальных кругов на разрыв на специальных стевдах или непосредственно на станках.

Для промежуточной обработки рекомевдуется ограничить скорость до 25-30 м/с. Окончательную обработку целесообразно выполнять при пониженной скорости в пределах 15-20 м/с, что значигель-но повышает качество поверхностного слоя.

Процесс правки шлифовальных кругов необходимо усовершенствовать за счет применения алмазных карандашей с оптимальным расположением алмазов в них, марки алмаза, корректировки режима правки (с учетом марки круга) и расхода охлаждающей жвдкости (должна быть больше 40 л/мин, скорость круга при этом рабочая).

Библиографический список

1. Палей М .М. и др. Технология шлифования и заточки режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1988. 288 с.

2. Гургаль В.И., Манжар В.А. Инструменты из сверхтвердых материалов и его применение. Львов: Каменяр, 1984.

УДК 669.1.002.5-192 С. Н. Калиниченко

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОДШИПНИКОВОГО

УЗЛА

Одной из основных причин! остановки роликовых секций МНЛЗ является выход из строя подшипников качения опор роликов [1].

Как показывает опыт эксплуатации МНЛЗ, подшипники качения, особенно первой секции, выходят из строя в 20-25 раз быстрее, чем это предусмотрено ставдартом. Это объясняется крайне жесткими условиями эксплуатации: высокой, более 300°С, температурой, наличие которой подтверждает появление цветов побежалости на подшипнике; запыленностью среды частицами окалины и шлакообразующих смесей; наличием воды, которая в дальнейшем образует плавиковую кислоту. Следовательно, при оценке срока службы подшипникового узла необходимо оценивать износ не только собственно подшипника , но и уплотняющих устройств.

В общем случае подшипниковый узел (рис. 1) состоит из подшипника 1, уплотнений 2, и деталей крепления уплотнения на валу. В приведенном примере это втулка 3 и стопорное кольцо 4.

Критерием выхода подшипникового узла из строя считаем условие выхода из строя подшипника качения:

АН

где АН(т) - радиальный суммарный зазор в под -шипнике качения, возникший за время работы г, мм; [АН] - допустимый зазор в подшипнике ка-чения, мм, а момент времени, при котором будет нарушено условие (1), будем считать допустимым сроком службы [т„у] - основным показателем долговечности подшипникового узла.

3 4 1

Рис. 1. Подшипниковый узел: 1 - подшипник; 2 - уплотнения; 3 - втулка; 4 - стопорное кольцо

ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ

Рис. 2. Схемаалгоритмаоценки срокаслужбы подшипникового узла

Согласно [2]:

АН (г) = Д/ц(г) + 4-Ак2 (т) +

+2-АИ3

где АИ^ (г) - максимальный линейный износ внешнего кольца подшипника за время г, мм; Д^ (г) - линейный износ тела качения за время г, мм; АИз(г) - линейный износ внутреннего

кольца подшипника за время г, мм; И0 - начальный зазор подшипника, мм.

Методика определения показателя долговечности подшипника основана на математической модели износа шарикового подшипника качения, базирующейся на энергетической теории изнашивания [3], и подробно представлена в работе [2]. В предлагаемой методике оценки долговечности подшипникового узла предложено дополнительно оценивать срок службы уплотнения [т^ ], исполь-зуя ту же энергетическую теорию [3], с:

КI

изнашивания

к 1

yl Nу -¡у '

тр у

где \_АУу ] - предельный допустимый объемный износ уплотнения, мм3; Nутр - мощность сил трения в контакте вал - уплотнение, Вт; I^ -

энергетическая интенсивность уплотнения, мм3/Дж.

Как показывает практика, срок службы уплотнения [rj значительно меньше срока службы подшипника [г], работающего в условиях, когда уплот-нение защищает его от попадания абразивных частиц Поэтому в модели отмечается момент времени т=[ту], начиная с которого в подшипник через изношенное уплотнение будут попадать абразив -ные частицы, изменяя механизм его изнашивания.

Математическая модель процесса абразивного изнашивания подшипника качения строится на основании подхода, изложенного в работе [4].

Для определения показателя долговечности подшипникового узла (срока службы подшипника) алгоритм расчета можно представить в ввде совокупности трех блоков (рис. 2):

1) расчет срока службы уплотнения [rj;

2) расчет зазора в подшипнике АИб/ без учёта

/а

внешних загрязнений согласно [2, 5];

3) расчет а зазора в подшипнике АНс, при no-

za

падании в подшипник абразивных частиц согласно [4].

Расчеты на математической модели подшипникового узла показывают, что после выхода из строя уплотнения интенсивность изно-с а подшипника резко возрастает, и средний срок службы подшипника после начала попадания в него абразивных частиц составляет

Методика оценки долговечности подшипникового узла

С.Н.Калиниченко

320 ч. Доля величины зазора при абразивном изнашивании подшипникового узла 90-95% от допустимого значения.

Таким образом, чтобы продлить срок службы подшипникового узла, необходимо проводить его плановые ремонты, которые должны заключаться в замене изношенного уплотнения и не

допускать выхода из строя собственно подшипника качения. Это позволит существенно увеличить срок службы подшипника как наиболее до -рогостоящего элемента. При этом в качестве ресурса до отказа подшипникового узла необходимо считать срок службы уплотнения [г^].

Библиографический список

1. Повышение межремонтной стойкости первой секции МНЛЗ-2,3, путем совершенствования подшипникового узла ролика 0 140 мм / Бахметьев В.В., Завьялов В.И., Подосян А.А., Карманов Ю.Л., Кадошников В.И. // Материалы 63-й НТК по итогам науч.-исслед. работ за 2003-2004 годы / Под ред. Г.С. Гуна. Магнитогорск: МГТУ, 2004. Т. 1.

2. Модель процесса изнашивания шариковых подшипников качения / Калиниченко С.Н., Анцупов А.В., Гусаров Н.М., Еро-полов А.П. // Молодежь. Наука. Будущее: Сб. науч. трудов / Под ред. Радионовой A.B. Магнитогорск, 2005.

3. Крагельский И.В., Михин Н.М. Узлы трения машин. М.: Машиностроение, 1984.

4. Крагельский И.В., Добычин М .Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977.

5. Пинегин С. В. Трение качения в машинах и приборах. М.: Машиностроение, 1976.