ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Смазка для букс с роликовыми подшипниками из "Смазочные и защитные материалы" В роликовом подшипнике процессы трения происходят в контакте поверхностей качения, т. е. по образующим роликов, а также в зонах касания их торцов с бортами колец. Применение смазки должно уменьшать потери на трение и повреждения поверхностей в этих зонах контакта. [c.74] Наибольшая нагрузка действует на ролик в тот момент, когда он находится в верхнем положении. Она составляет примерно 27% всей нагрузки на подшипник. Например, при полной загрузке 4-осного полувагона каждый подшипник воспринимает 50 кН, а наибольшая нагрузка на ролик равна около 14 кН. В этом случае а = 4,Ы0 . [c.74] Пользуясь приведенными данными и формулой (10), можно рассчитывать толщины смазочных слоев в зоне качения. Они составляют десятые доли мкм, но этого оказывается достаточно, чтобы в зонах качения осуществлялся режим смазки, близкий к гидродинамическому. [c.75] Трение и интенсивность изнашивания в зонах касания торцов роликов с бортами колец зависят от величины боковых горизонтальных сил, возникающих при прохождении вагоном криволинейных участков пути, при вилянии колесной пары, монтажных перекосах. Величина боковой горизонтальной силы зависит при прочих равных условиях от скорости движения вагона и при высоких скоростях может достигать больших значений (до 20 кН). [c.75] В процессе эксплуатации обычно имеет место виляние роликов в нагруженной зоне, характеризуемое поворотами их осей относительно оси кольца и контактированием их с бортом кольца не плоской частью, а кромкой (кромочный контакт). При этом в контакте между ними под действием боковых сил реализуется тяжелый граничный режим трения, сопровождаемый износом. Возможные отклонения формы бортов колец подшипников от плоской и характер их износа в эксплуатации показаны на рис. 30. Износ поверхности борта кольца приводит к изменению его формы на конусную (развал), а ролика-—к округлению края плоской части торца-Указанный износ имеет характер приработки поверхностей трения. Он способствует постепенному переходу в процессе эксплуатации от граничных режимов трения к гидродинамическим, безызносным. [c.75] Однако приработка поверхностей иногда сопровождается нежелательными процессами схватывания (кривая 2). В этих случаях резко увеличивается износ торцов роликов. [c.76] На поверхностях появляются борозды, вырывы. Процесс может сопровождаться существенным снижением исходной твердости (до 40%). Часто тяжелые условия трения в контакте торцов роликов с бортами колец приводят к вторичной закалке металла в поверхностном слое, возникновению склонности его к растрескиванию. [c.76] Действие осевых сил способствует появлению трещин и сколов бортов колец подшипников. Среди цилиндрических роликовых подшипников, забракованных при периодических осмотрах, 15—20% имеют трещины бортов. Образование и развитие трещин связано с надирами поверхностей при трении. Обычно от грубой елочки на поверхности борта возникают мелкие выкрашивания, развивающиеся в трещины, которые часто и приводят к хрупкому поперечному излому колец. Для того чтобы свести к минимуму опасность таких повреждений, в смазку необходимо вводить специальную присадку, ускоряющую процесс приработки и предупреждающую схватывание поверхностей трения. [c.76] Для смазывания подшипников качения букс вагонов используется натриево-кальциевая пластичная смазка. В качестве противонзносной и приработочной присадки к смазке этого типа было испытано много различных соединений и наиболее эффективной оказалась присадка ДФ-11 — диалкилдитиофосфат цинка. [c.76] Эта присадка обеспечивает быструю приработку, т. е. образование развала поверхности борта и скругление поверхности торца ролика у его края. Процесс скругления можно представить как постепенное увеличение радиуса кривизны р и увеличение площади скругленной части торца. [c.76] Точка касания торца ролика с бортом в процессе приработки постепенно перемещается в направление от дорожки качения к центру ролика. [c.77] Характер изменения коэффициента трения в процессе приработки новых подшипников в буксовом узле, на который действует боковая горизонтальная сила Л = 20 кН при применении смазки с присадкой (ЛЗ-ЦНИИ), показан на рис. 32. За 1 ч работы коэффициент трения понижается с 0,013 до 0,007, т. е. почти вдвое. При работе на смазке без присадки (1-ЛЗ) в тех же условиях происходит схватывание поверхностей, сопровождаемое резким увеличением коэффициента трения и повреждениями торцов роликов и бортов колец (сильная елочка , вырывы, заусенцы и т. д.). [c.77] При увеличении боковой силы до 30 кН наблюдается дальнейшая приработка и уменьшение коэффициента трения. После такой работы торец ролика приобретает характерное скругление у края, как показано в верхней части рисунка (штриховой линией показана исходная геометрия торца). [c.77] При длительном испытании в условиях действия на буксу боковых горизонтальных сил до 26 кН смазка ЛЗ-ЦНИИ обеспечивала удовлетворительное смазывание при всех задаваемых скоростях движения (до 230 км/ч), в то время как смазка 1-ЛЗ переставала нормально работать уже при скорости 120 км/ч. [c.77] При травлении 4%-ным раствором азотной кислоты в структуре металла у поверхности борта кольца, работавшего со смазкой без присадки, обнаружился тонкий светлый слой (бесструктурный мартенсит) с повышенной твердостью и хрупкостью. Установлено, что этот хрупкий слой приводит к выкрашиванию и появлению поперечных трещин. [c.78] После работы на. смазке с присадкой в структуре образна, отсутствует хрупкая зона бесструктурного мартенсита- В структуре металла кольца у поверхности борта в этом случае произошли небольшие изменения (отпуск). Отсутствие хрупкой зоны бесструктурного мартенсита, небольшое снижение твердости по глубине исключают возникновение трещин в роликовых подшипниках в зоне контакта торца ролика с бортом. [c.78] Таким образом, присадка ДФ-11 в натриево-кальциевой смазке препятствует растрескиванию металла в процессе трения, предупреждает микросхватывание поверхностей. [c.78] На экспериментальном кольце ВНИИЖТа на грузовых полувагонах повыщенной грузоподъемности (с нагрузкой на ось 230 кН) были проведены испытания для оценки влияния присадки ДФ-11 на повреждения подшипников. Результаты испытаний приведены ниже. [c.78] Наблюдения показали, что в процессе приработки торцов роликов новых -подшипников радиус кривизны скругления их краев постепенно увеличивается. Это приводит к тому, что вязкость, необходимая для реализации -гидродинамического режима смазывания, т. е. обеспечения слоя определенной толщины, становится меньше, а соответствующая ей температура — больше. Эта температура называется критической температурой /к перехода к гидродинамическому режиму работы. Характер увеличения с ростом радиуса кривизны при скорости 100 км/ч и при применении смазки ЛЗ-ЦНИИ показан на рис. 33. [c.79] С другой стороны, увеличение р приводит к снижению фактической температуры t буксового узла. В тот мймент времени, когда t = t t, происходит переход к гидродинамическому смазыванию. В дальнейшем подшипники продолжают работать практически в безызносном режиме. На основании подобных наблюдений, а также теоретических расчетов установлено, что для современных условий эксплуатации оптимальным радиусом кривизны скругления краев торцов роликов является 300 мм. Ему соответствует длина к криволинейной части примерно 2 мм, глубина скругления около 6 мкм. [c.79] Вернуться к основной статье