Удосконалення буксових роликопідшипників вантажних вагонів шляхом застосування сепараторів із склополіаміду

Abstract

UА: Дисертація присвячена вирішенню актуальної задачі підвищення надійності і зниження витрат на виготовлення, поліпшення умов експлуатації підшипників кочення, зокрема буксових роликопідшипників 42726(232726), шляхом заміни латунного сепаратора на сепаратор із склонаповненого поліаміду. Цьому сприяє ряд переваг поліамідного сепаратора: повна автоматизація виготовлення; менший знос; зниження концентрації напружень; поліпшення властивостей, що демпфірують; більша деформативность, що призводить до зміни контактної взаємодії сепаратора і підшипника тощо. Для теоретичної оцінки рівня напружень і деформацій розроблена просторова розрахункова схема склополіамідного сепаратора буксового роликопідшипника. Виконано розрахунок методом кінцевих елементів із стрижневою апроксимацією від дії статичного і динамічного навантаження. Дія навантаження прийнята миттєвою. Виконано аналіз отриманих результатів.

RU: Диссертация посвящена решению актуальной задачи повышения надежности и снижения затрат на изготовление, улучшения условий эксплуатации подшипни-ков качения, в частности буксовых роликоподшипников 42726(232726), путем замены латунного сепаратора на сепаратор из стеклонаполненного полиамида. Этому способствует ряд преимуществ полиамидного сепаратора: полная автоматизация изготовления; меньший износ; снижение концентрации напряжений; улучшение демпфирующих свойств; большая деформативность, приводящая к изменению контактного взаимодействия сепаратора и подшипника и др. Низкие темпы внедрения новых сепараторов в подшипниковую промышленность связаны с недостаточной изученностью механических свойств полимерных материалов, из которых они изготовлены, отсутствием обоснованных теоретических и экспериментальных данных для построения методики расчета и проектирования. Достаточно сказать, что существующие методы расчета подшипников качения не предусматривают расчета сепараторов на прочность и жесткость. А выбор типа материала и определение геометрических параметров осуществляется с помощью эмпирических зависимостей и накопленного опыта. Для более широкого распространения сепараторов из полимерных материалов были выполнены исследования влияния на механические свойства температурно-временного фактора с учетом реально встречающегося диапазона температур от –60 до 120 С. Исследовалась зависимость полиамидов от среды содержания (вода, воздух, смазки ЖРО и ЛЗ ЦНИИ), проведены ускоренные испытания на многолетнее старение. Разрабо-тана технология изготовления сепараторов из стеклополиамида. Для теоретической оценки уровня напряжений и деформаций разработана пространственная расчетная схема стеклополиамидного сепаратора буксового роликоподшипника. Выполнен расчет методом конечных элементов со стержневой аппроксимацией от действия статического и динамического нагружений. Действие нагружения принято мгновенным. Выполнен анализ полученных результатов. При анализе работы конструкций и деталей машин, изготовленных из вязкоупругих материалов необходимо учитывать возможность появления не-допустимо больших деформаций и перемещений и возможность длительного разрушения. Использование приведенных в диссертации зависимостей позволяет получить решение задачи ползучести и релаксации напряжений из упругого путем замены мгновенного модуля упругости длительным. Результаты расчета применены для анализа напряженного состояния стек-лополиамидного сепаратора буксового вагонного роликоподшипника. Приведены описания разработанных для железнодорожного транспорта конструкций сепараторов из стеклополиамида.

EN: The dissertation is devoted to the decision of an urgent task of increase of reliability and decrease of expenses on manufacturing of roller bearings and in particular journal box roller bearings by replacement brass separator with separator made from glass filled poliamide. This is promoted by a number of polyamide separator advantages: complete automation of manufacturing; smaller wear; decrease of stress concentration; improvement of damping properties; large deformation resulting to change of contact interaction of separator and bearing etc. For theoretical estimation of a level of stresses and deformation the demension calculation scheme of glass poliamide separator of journal box roller bearing was developed. The calculation by the method of final elements with rod approximation from action of static and dynamic loadings has been performed. The loading action is adopted as sudden. The analysis of obtained results has been carried out.