Панова И.М., Синицына Ю.В.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКА СЛУЖБЫ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ ИЗ ТЕХНИЧЕСКОЙ КЕРАМИКИ *
Аннотация:
определение ресурса работы подшипников скольжения, выполненных из технической керамики, является сложной и актуальной задачей. Основным критерием работоспособности подшипника скольжения является износ. При этом значительную трудность представляет собой определение напряжений в поверхностном слое керамического вкладыша. Стойкость материала к хрупкому разрушению поверхностного слоя можно оценить по параметру трещиностойкость. Совместное их влияние и определяет, главным образом, ресурс работы подшипника, оценке которого и посвящена данная статья.
Ключевые слова:
подшипник скольжения, площадь контакта, ресурс, трение, давление в подшипнике, контактные напряжения, чистота обработки поверхности
Керамические материалы, в виде изделий технической керамики в ряде случаев обладают предпочтительными свойствами по сравнению с традиционными металлическими материалами. В частности, при изготовлении подшипников скольжения достигается высокая износостойкость при работе в агрессивных средах и высокой температуре, а также на повышенных скоростях, [1].Недостатками изделий из технической керамики являются низкая надежность при высоких нагрузках и отсутствие методов прогнозирование ресурса. Целью данной работы является разработка комплексного подхода к оценке износостойкости подшипников скольжения из технической керамики на основе учёта взаимодействия прочностных характеристик материала со свойствами поверхности скольжения, отвечающими за износ и определяющими, в конечном счете, ресурс подшипника. Известно, что основными определяемыми характеристиками механических свойств керамических материалов являются: изг и сж. - пределы прочности при изгибе и сжатии, модуль упругости E, HV-твердость по Виккерсу и трещиностойкость К1c. Известно, что для оценки металлических материалов в условиях трения предложена методика, включающая рассмотрение износа с учетом усталости, так называемая трибофатика. К сожалению, такой подход неприменим к керамике, поскольку усталостные свойства керамики не могут быть определены исходя из традиционных оценок, и не существует теоретических зависимостей, описывающих усталостное поведение керамик с единых позиций. Таким образом, мы можем опираться на доступные нам значения контактных напряжений, твердости и трещиностойкости. Конечно, влияет и скорость скольжения, и точность геометрической формы поверхности и чистота обработки, и температура, что должно учитываться с помощью эксперимента. Определение трещиностойкости обычно проводиться методом индентирования, и этот параметр является константой материала в данных условиях. С работе [2] описаны способы определения трещиностойкости.Рис.1 Определение трещиностойкости методом индентирования.Табл.1В табл.1 даны основные свойства некоторых керамических материалов по данным источника [3]. Исходя из упомянутых параметров индентирования для трещиностойкости в [4] предложена следующая формула: 1 =2 ?конт. 2 2 ?1 (1) Попытки связать трещиностойкость с внешними контактными напряжениями являются весьма актуальными. Повышение износостойкости керамических материалов при абразивном износе напрямую связано с увеличением контактной и микроструктурной прочности.Например, в работе [5] величину объемного износа, также связывают с изменением твердости при температуре: = (2)Здесь C-константа материала, ?max и [ ]-действующее и допускаемое напряжения. P,L ,HVT-нагрузка, путь трения,(ресурс) и твердость при данной температуре. Среди основных факторов износа выделим контактные напряжения, трещиностойкость, коэффициент трения, твердость, модуль упругости, высоту микронеровностей: = 2 1 2 1 (3)Параметры выражения ?, a, b являются экспериментальными константами для данных условий эксплуатации. Таким образом, в заключение отметим, что ресурс керамических подшипников скольжения определяется целым рядом разных факторов, включая технологические, например, пористость, и др. Поэтому оценка ресурса может носить статистический характер и необходим учет основных факторов как на макро-, так и на микроуровнях, что и было предпринято в данной статье.
Номер журнала Вестник науки №5 (74) том 3
Ссылка для цитирования:
Панова И.М., Синицына Ю.В. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКА СЛУЖБЫ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ ИЗ ТЕХНИЧЕСКОЙ КЕРАМИКИ // Вестник науки №5 (74) том 3. С. 1239 - 1243. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/14700 (дата обращения: 19.11.2025 г.)
Вестник науки © 2024. 16+