Transport engineering Transport engineering Транспортное машиностроение 2782-5957 75214 10.30987/2782-5957-2024-2-4-13 Машиностроение Mechanical engineering Машиностроение PREDICTION OF WEAR RESISTANCE OF SLIDING COUPLERS ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ПАР ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ https://orcid.org/0009-0009-0742-0247 Шец Сергей Петрович Shets Sergey Petrovich shetssp@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Могилев Аркадий Евгеньевич Mogilyov Arkady Evgenyevich chicagorose8565@gmail.com Брянский государственный технический университет Bryansk State Technical University Брянский государственный технический университет Брянск Россия Bryansk State Technical University Bryansk Russian Federation 28 02 2024 28 02 2024 2024 2 4 13 18 11 2023 25 12 2023 https://naukaru.ru/en/nauka/article/75214/view

Обоснована необходимость прогнозирования оптимальной износостойкости пар трения скольжения на этапе их проектирования. Проведен трибоанализ изнашивания пар трения скольжения в течение всего периода эксплуатации на различных режимах, соответствующих этапам: пуска, установившегося изнашивания и останова. Проанализированы существующие подходы к решению контактных задач при взаимодействии твердых тел, учитывающих протекание физико-механических процессов в поверхностных слоях пар трения при их изнашивании. Предложена модель изнашивания, основанная на разрушении контактирующих поверхностей пары трения с отделением частиц, размер которых изменяется в зависимости от нагрузочных характеристик, физико-механических и структурных параметров, теплофизические свойств, качества смазочного материала и др. Представлены результаты испытаний опытных образцов на износостойкость и численной реализации предложенной модели прогнозирования износостойкости пары трения скольжения с аналогичными характеристиками. Установлено, что предлагаемая модель изнашивания, дает возможность в определенном диапазоне прогнозировать (рассчитывать) износостойкость пары трения скольжения путем изменения исходных данных, тем самым исключать необходимость, достаточно трудоемких испытаний пар трения на износ при воздействии различных факторов.

The necessity to predict optimal wear resistance of sliding couplers at the design stage is grounded. A tribological analysis of the wear of sliding couplers is carried out during the entire period of operation in various modes corresponding to the following stages: start-up, steady-state wear and shutdown. The existing approaches to solving contact problems in the interaction of solids, taking into account physico-mechanical processes in the surface layers of couplers during their wear, are analyzed. A wear model is proposed based on the destruction of the contacting surfaces of a coupler with the separation of particles, which size varies depending on the load characteristics, physico-mechanical and structural parameters, thermal properties, quality of the lubricant, etc. The results of testing prototypes for wear resistance and numerical implementation of the proposed model for predicting the wear resistance of a sliding coupler with similar characteristics are presented. It is found out that the proposed wear model makes it possible to predict (calculate) the wear resistance of a sliding coupler in a certain range by changing the initial data, thereby eliminating the need for rather laborious tests of couplers for wear under the influence of various factors.

 пара трение модель площадь контакт материал прогнозирование интенсивность изнашивание износостойкость coupler friction model area contact material prediction intensity wear wear resistance

Бабичев, А.П. Физические величины: справочник/ А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский [и др.], под ред. Н.С. Григорьева, Е.З. Мелихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с. Babichev AP, Babushkina NA, Bratkovsky AM. Physical quantities: handbook. Moscow: Energoatomizdat; 1991. Горленко А.О. Аспекты природы изнашивания / А.О. Горленко, С.В. Давыдов, В.П. Тихомиров [и др.] // Известия юго-западного государственного университета. 2023. № 1. С. 8-24. Gorlenko AO, Davydov SV, Tikhomirov VP. Aspects of the nature of wear. Proceedings of Southwest State University. 2023;1:8-24. Ибатуллин И.Д. Кинетика усталостной повреждаемости и разрушения поверхностных слоев: монография /. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2008. 387 с. Ibatullin ID. Kinetics of fatigue damage and destruction of surface layers: monograph. Samara: Samara State Technical University; 2008. Ковшов А.Г. Кинетическая, термофлуктуационная природа разрушения поверхностей трения твердых тел при изнашивании / А.Г. Ковшов. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020. Т.22. № 3 (95). С. 37-43. Kovshov AG. Kinetic, thermofluctuation nature friction surfaces of solid friction during wear. Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2020;3(95):37-43. Ковшов А.Г. Влияние динамических параметров нагружения при вибротрении на эквивалентные напряжения и скорость износа в скользящем контакте / А.Г. Ковшов. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020. Т.22. № 3 (95). С. 98-102. Kovshov AG. Effect of dynamic loading parameters when vibrating to equivalent stress and wear speed in sliding contact. Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2020;3(95):98-102. Шец С.П. Повышение износостойкости подшипниковых узлов трения машин и механизмов: автореф… дис. д-ра. техн. наук 05.02.04 / Шец С. П. Брянск, 2011. - 36 с. Shets SP. Increasing the wear resistance of bearing friction units of machines and mechanisms [abstract of dissertation]. [Bryansk (RF)]; 2011. Шец С.П. Взаимосвязь герметичности подшипниковых узлов трения с абразивным изнашиванием их трибосопряжений / Шец С.П., В.И. Сакало, А.Г. Суслов А.Г. // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2016. № 2 (50). - С. 36-40. Shets SP, Sakalo VI, Suslov AG. Correlation of bearing friction assemblies with abrasive wear of their tribo-coupling. Bulletin of Bryansk State Technical University. 2016;2(50):36-40. Шец С.П. Изнашивание нестационарно нагруженных радиальных подшипников скольжения/ Шец С.П. // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2007. № 1 (13). - С. 13-19. Shets SP. Wearing out of nonstationary laden radical friction bearings. Bulletin of Bryansk State Technical University. 2007;1(13):13-19. Шец С.П. Изнашивание стальных пар трения на уровне фактического пятна контакта / С.П. Шец, А.О. Горленко, Д.А. Болдырев // Сталь. 2022. № 2. С. 27-32. Shets SP, Gorlenko AO, Boldyrev DA. Wearing out of steel friction pairs at the level of the actual contact spot. Stal. 2022;2:27-32. Шец С.П. Моделиpование пpоцессов изнашивания в подшипниках скольжения / С.П. Шец // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2008. № 3. С. 32-37. Shets SP. Modeling of wear processes in sliding bearings. Repair. Reconditioning. Modernization. 2008;3:32-37.