Автореферат Куанышева М.К.


 

УДК 621.4-2. 621.4.004.67                                               На правах рукописи

 

 

 

 

 

КУАНЫШЕВ  МУРАТ  КУЛЫНТАЕВИЧ

 

 

 

 

 

 

Повышение ресурса подшипников скольжения

 технологическими методами

 

 

 

 

 05.03.01 – Технологии и оборудование

 механической и  физико-технической обработки

 

 

 

 

 

 

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Республика Казахстан

Алматы,  2008

 

Работа выполнена в университетах Казахстана:

-         Западно-Казахстанском аграрно-техническом университете

     им. Жангир хана;

-         Актюбинском государственном университете   им. К. Жубанова;

-         Казахском национальном техническом университете

     им. К. Сатпаева.

 

 

                                                              Научный руководитель

                                                              доктор технических наук,

                                                              профессор

                                                                          Т. М. Мендебаев

 

 

Официальные оппоненты:                          Доктор технических наук

                                                                       профессор

                                                                                    Д. Е. Аликулов

 

                                                                        Кандидат технических наук

                                                                                     Б. Н. Абсадыков

 

Ведущая  организация -  Карагандинский государственный

                                          технический университет

 

 

Защита диссертации состоится   « 25 »  апреля  2008 года в 1600 ч. на заседании диссертационного совета  Д.14.17.02  при  Казахском  Национальном Университете  имени К. Сатпаева по адресу: 050013,  г Алматы,  ул. Сатпаева,         22, Институт машиностроения, МСК-7.

Факс  8 (7272) 92-60-25. E-mail:  allnt@ntu.kz

 

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке  Казахского национального технического университета им. К. И. Сатпаева

 

 

 

 

Автореферат  разослан «20»  марта  2008 г.

 

 

 

Ученый секретарь

диссертационного совета                                                     

доктор технических наук                                                   Сазамбаева Б.Т.

                                             

                                                Введение       

          Актуальность темы.  В Казахстане принята и действует «Стратегии индустриально-инновационного развития  Республики Казахстан на 2003-2015 гг.»,   которая направлена на решение вопросов имортозамещения, развития перерабатывающих отраслей, повышения конкурентноспособности экономики. В связи с приоритетным значением транспорта в экономике республики в развитие «Стратегии индустриально-инновационного развития» принята «Транспортная стратегия до 2015 г». Настоящая работа рассматривает решение одной из проблем  транспортной техники и выполнена в порядке  решений задач «Транспортной стратегии».

       Ресурс силовых агрегатов транспортной техники, зависящий от ресурса отдельных узлов, определяет  эксплуатационные расходы на содержание и обслуживание транспортных единиц. Одним из узлов двигателей внутреннего сгорания, имеющий ограниченный ресурс, являются подшипники скольжения  кинематического механизма двигателя.

        На основе мирового опыта известно, что затраты на ремонт автомобильного двигателя  составляют от 40 до  60-70 % стоимости нового двигателя или от 10 до 14-22 % стоимости нового автомобиля.  Поэтому увеличение межремонтного периода за счет увеличения ресурса отдельных узлов, в первую очередь,  подшипников скольжения механизма преобразования движения, может существенно сократить расходы на эксплуатацию автомобиля в целом.

      Мировой опыт показывает, что в области подшипников скольжения для двигателей внутреннего сгорания возможно существенное повышение качественных показателей, обеспечивающих  существенное  увеличение ресурса подшипников скольжения.  При этом освоение новых изделий и технологий их производства в республике, согласно «Стратегии индустриально-инновационного развития»  должно базироваться на основе применения технологий, освоенных машиностроительными предприятиями  республики, а также на базе отечественных материалов.

     Автор выражает благодарность кандидатам технических наук доценту Западно-Казахстанского аграрно-технического университета им. Жангир хана Ахмету Жакиевичу Мурзагалиеву и доценту Актюбинского государственного университета им. К. Жубанова Вадиму Георгиевичу Некрасову за квалифицированное консультирование в процессе выполнения работы.

         Цель работы  - повышение ресурса  подшипников  скольжения технологическими методами  для  двигателей    внутреннего сгорания автотракторного типа.

        Объектом  исследования   являются  процессы трения и износа в подшипниках скольжения.

        Предметом исследования являются установление закономерности изменения показателей трения и изнашивания  в подшипниках скольжения в зависимости от используемых материалов и режимов нагрузки.

     Научной новизной  являются следующие положения работы:

- введено новое научное понятие – параметр термической стойкости материала, используемого в парах трения;

- раскрыта  внутренняя сущность параметра термической стойкости, зависящего от теплофизических свойств и характеристик  применяемых материалов;

- полученные зависимости  показателей трения и износа с использованием параметра  термической стойкости  позволяют оценить влияние режимов нагрузки на ресурсные показатели подшипников скольжения;

- разработана математическая модель процесса изнашивания подшипников скольжения;

- на основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по использованию медных и меднографитовых подшипников скольжения;

- подана  заявка на патент РК «Подшипник скольжения двигателя внутреннего сгорания» № 2007/0482.1 от 11.04.2007.

Положения, выносимые на защиту:

       - результаты      теоретических   исследований   свойств   материалов  для     

подшипников скольжения,  обоснованный и выведенный новый     параметр  для  количественной оценки качественных показателей  подшипников скольжения – параметр термической стойкости;

      - принципиальный подход к конструированию подшипников скольжения, основанный на промышленном использовании различных пар трения и на многочисленных предпосылках, заключающийся  в применении чистой меди, позволяющей значительно  повысить ресурс подшипника;

       -  конструкция подшипника с применением композитного материала на основе меди и внедренного в  опорную  поверхность   вкладыша графита ячеистым методом;

       - результаты экспериментальных  испытаний  рекомендуемых конструкций подшипников скольжения, подтверждающих повышенные качественные показатели медных  и меднографитовых  вкладышей, определяющих повышенный ресурс подшипников.

Апробация работы.  Основные положения  диссертационной работы докладывались  и представлялись в  материалах  следующих международных и региональных  конференций и конгрессов в Болгарии, Украине, России, Казахстане:

- XIII Международной научно-технической конференции «Trans&MOTAUTO’06», Научно-технический союз по машиностроению Болгарии,  25-28 октября 2006 г,  Варна  (Болгария).

-   II  Международной конференции «Машины, технологии, материалы», Научно-технический союз по машиностроению  Болгарии, 28 марта – 1 апреля 2007 г. София  (Болгария);

- ХI Международном конгрессе двигателестроителей, Национальный  аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», ОАО «АВТРАМАТ»  13-18 сентября 2006 г, Республика Крым, Рыбачье  (Украина).

- ХII Международном конгрессе двигателестроителей, Национальный  аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», ОАО «АВТРАМАТ»  14-19 сентября 2007 г, Республика Крым, Рыбачье  (Украина);

-  Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Двигатели внутреннего сгорания – современные проблемы, перспективы развития», Алтайский государственный технический университет 28-30 сентября  2006 г. Барнаул;  (Российская  Федерация),

- IV Всероссийской научно-технической конференции «Политранспортные системы», Красноярский государственный технический университет 22-24 ноября 2006 г., Красноярск  (Российская Федерация);

- Международной  научно-практической конференции «Индустриально-инновационная политика:  состояние и перспективы  развития», Западно-Казахстанский аграрно-технический университет им. Жангир хана, Западно-Казахстанский инженерно-технологический университет, Оренбургский государственный аграрный университет, 23-24 июня 2006 г, Уральск (Российская Федерация, Казахстан);

-    Конференции «Эффективность, надежность и безопасность энергетических установок» Севастопольский национальный технический  университет, 4-9 июня 2007 г. (Украина);

-   Международной научной  конференции  «Наука и образование – 2006», Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева, 27-28 апреля 2006 г, Астана (Казахстан);

- Международной конференции «Образование и наука – созданию конурентноспособного Казахстана», 20 апреля 2007 г. КазАТК им. М. Тынышпаева, Актобе (Казахстан);

- Региональной международной научно-технической конференции «Комплексные решения автоматизации проектно-конструкторских работ и управления инженерными данными в промышленности и строительстве», АГУ им. К. Жубанова, 16-17 марта 2006 г, Актобе (Казахстан);

      

          Практическая значимость работы заключается в следующем – Применение разработанной  технологии изготовления подшипников скольжения на предприятиях по ремонту двигателей внутреннего сгорания позволяет увеличить межремонтный ресурс двигателей, снизить затраты на ремонт и создает перспективу повышения топливной экономичности моторной  техники.

    

    Структура и объем диссертации.  Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, библиографического списка  и пяти приложений. Основной текст диссертации изложен на 120 страницах, включая 34 рисунка,  21 таблиц и списка литературы  119 наименований.

 

                                 Основное содержание работы

 

Во введении  показана актуальность рассматриваемой темы, сформулированы цель, объект, предмет  и задачи исследований, дана  общая характеристика работы.  

 

В первом разделе выполнен аналитический обзор, рассматривающий  подшипники скольжения как  один  из основных узлов кинематического механизма преобразования  движения двигателей внутреннего сгорания. Показано, что  работа подшипников происходит в условиях передачи резко переменных нагрузок. Существующие системы смазки не обеспечивают  равную  и надежную смазки всех подшипников кинематического механизма. Эти факты вызывают повышенное  изнашивание подшипников и ограничивают ресурс  двигателя.

Рассмотрено трение, как основной  процесс, на котором основано действие подшипников скольжения. Процессы трения и изнашивания рассмотрены на основе   трудов Коровчинского М.В., Крагельского И.В., Гаркунова Д.Н., детально исследовавших трение,  создавших научные основы триботехники и  разработавших  теорию подшипников скольжения и методику их  расчета. Приведены  общие принципы конструирования подшипников скольжения.

 

Во втором разделе рассмотрены методы улучшения качественных показателей подшипников скольжения. Для определения  возможности реализации такого решения были рассмотрены методы, которые сводятся к подбору свойства материалов, в основном, цветных металлов, используемых при   изготовлении подшипников скольжения.

В работе был сформулирован  новый показатель количественной оценки качества фрикционного контакта - параметр термической стойкости материала, представляющий произведение  коэффициента теплопроводности на температуру плавления и представленный в относительной величине в двух вариантах по сравнению с распространенными для изготовления подшипников материалами, при рассмотрении за базу баббита, а также алюминиево-оловянного сплава. Сравнение материалов для подшипников по параметру термической стойкости показывает, что медь имеет один из наиболее высоких показателей параметра термической стойкости.  С учетом этого и других свойств меди, а также многочисленных предпосылок в части использования меди в подшипниках скольжения  был сделан вывод о том, что чистая  медь является перспективным вариантом  для подшипников скольжения.

Эффектом твердой смазки обладает графит. Введение графита в  опорную поверхность   подшипника обеспечивает дополнительную степень защиты подшипника в экстремальных условиях, при повышенных радиальных нагрузках или дефиците смазки.

 

В третьем  разделе  рассматриваются результаты экспериментальных исследований подшипников скольжения.

 Рассматривается методика экспериментальных исследований подшипников скольжения,  приводится схема опытной установки (машины трения) для испытания подшипников. Методика эксперимента  разрабатывалась с учетом имеющегося опыта в этой области и действующих стандартов. Испытания подшипников скольжения проводились по методике ускоренных испытаний в  режиме действия радиальной нагрузки, соответствующей  границе перехода от жидкостного трения к граничному  трению (режим испытаний I), который был определен экспериментально  для условий  нагружения подшипника радиальной силой и при заданном давлении смазочной жидкости. Переход от жидкостного трения к граничному трению  происходит для алюминиево-оловянного сплава и меди практически при одинаковой радиальной нагрузке, что позволило  сравнивать  полученные результаты различных вариантов подшипника, испытанных в аналогичных  условиях. 

Оценка интенсивности изнашивания проводилась по потере веса вкладыша с последующим пересчетом в радиальный зазор, определяющий  степень износа подшипника. Замеры  изменения веса вкладышей производились через 8, 50, 100, 200 часов работы подшипника в машине трения, а также в опытах  с повышенной радиальной нагрузкой в режиме граничного трения (режим испытания II).

При отработке методики экспериментальных исследований  получены показатели интенсивности изнашивания стандартного подшипника с алюминиево-оловянной поверхностью скольжения (рисунок 1), с которыми сравниваются  показатели подшипников рекомендованной конструкции, испытывавшиеся в аналогичном режиме.

Получено, что зависимость процесса изнашивания скользящей поверхности стандартного подшипника подчиняется типовой  зависимости, включающей период приработки (8-10 часов), режим работы с умеренной интенсивностью изнашивания (около 200 часов), и режим повышенной интенсивности изнашивания (наступает при работе свыше 200 часов).     Интенсивность изнашивания  в рабочем диапазоне работы подшипника составляет  0,0002 г/ч, или в объемных единицах 0,000074 см3.

При этом в эксперименте получено,  что переход на третий режим  интенсивного изнашивания происходит  после примерно  200 часов работы машины трения.

 

   

Рисунок 1 -  Зависимость изменения веса подшипника от времени работы его  на машине трения  в опытах  со   стандартным    вкладышем   с  поверхностью  скольжения  из алюминиево-оловянного сплава и  стальным валом.

 

Для исследований  разрабатываемых конструкций подшипников были выбраны следующие конструктивные варианты  подшипника, имеющего втулку в виде стального вала с характеристиками, соответствующим валам такого типа (по составу материала, способу обработки, твердости материала, чистоте  обработки) и имеющим:

-  вкладыши, выполненные  из чистой меди;

-  медные  вкладыши  с внедрением в него графита отдельными ячейками.

В опытах с медным вкладышем (рисунок 2)  было выявлено только два режима работы подшипника – режим приработки в течение 8-10 часов работы под нагрузкой, и режим стабильной работы с практически не изменяемой интенсивностью изнашивания. Момент перехода в третий режим с интенсивным изнашиванием  вкладыша в опытах достигнут не был,  и  время  его наступления  определялся по расчету.

Интенсивность изнашивания  в режиме стабильной работы подшипника составила для медного подшипника 0,000135 г/ч или в  объемных единицах 0,000015 см3. Сопоставляя  полученные результаты интенсивности объемного изнашивания, которые определяют изменение зазоров  в подшипнике, было получено, что потеря металла за счет изнашивания опорной поверхности вкладыша, которое приводит  к появлению предельно допустимого  зазора и потере подшипником  работоспособности,   в случае применения медного вкладыша на машине трения произойдет за 1975 ч. Перенося эти данные на условия работы подшипника такой конструкции в двигателе, получаем ресурс его работы 14 тыс. ч. Следовательно, эти опыты подтвердили сделанные выводы на основе анализа свойств материалов о существенном преимуществе подшипников с медными вкладышами.

     

1 – подшипник со стандартными вкладышами из алюминиево-оловянного сплава; 2 – подшипник с медными  вкладышами.

 

Рисунок 2 -  Зависимость изменения веса от времени работы на машине трения подшипника скольжения   со стальным валом  и  вкладышами из чистой меди.

 

Была проверена работа подшипника в условиях увеличенной радиальной нагрузки. При увеличении удельной радиальной нагрузки (режим II), что  соответствовало переходу в режим граничного или полусухого трения, интенсивность  изнашивания возросла в семь раз и достигает 0,100 г за 100 ч работы машины трения. Этот факт  показал, что  целесообразно иметь дополнительную меру защиты подшипника  для экстремальных режимов его эксплуатации.

В качестве такой дополнительной меры защиты применено внедрение графита в поверхность скольжения медного вкладыша.  Внедрение графита выполнялось по упрощенной методике в виде отдельных ячеек. На поверхности скольжения медного вкладыша в шахматном порядке засверливались углубления диаметром 3 мм и глубиной около 2 мм, которые заполнялись твердеющей пастой из порошка графита со связующим из жидкого стекла.

 В опытах получено, что характер  изнашивания медно-графитового вкладыша в режиме I  снижает интенсивность изнашивания  в среднем на 14 – 15 %.

 Основное проявление графита происходит при режиме II, при котором подшипники переходит в режим граничного или полусухого трения. В таком режиме интенсивность изнашивания получена равной 0,0375 г за 100 ч работы машины трения. Это в три раза меньше, чем для чисто медного вкладыша в таком же режиме работы. Следовательно, графит проявил себя как дополнительная мера защиты подшипника при работе его в экстремальных условиях.

      Результаты исследований оценивались по техническим и экономическим показателям. Для получения окончательного вывода  о возможности применения  исследованной конструкции подшипника с использованием для выполнения вкладышей из чистой меди   результаты испытания стандартного подшипника и подшипника с медным вкладышем были обработаны  по показателям динамики изменения   величины зазора, полученной в результате работы подшипника под нагрузкой и  процессов изнашивания, происходящих при этом (рисунок  3).

1-     стандартный подшипник с вкладышем с алюминиево-оловянной

           скользящей поверхностью; 2 – медный вкладыш (шейка вала в обоих    

           вариантах стальная)

 

Рис. 3. Сравнение  изменения   относительной  максимальной величины зазора в подшипнике  от времени работы  в режиме стабилизировавшегося процесса изнашивания.

 

Эти данные показывают, что за период стабильной работы, определенной по данным  испытания базового варианта стандартного подшипника на машине трения и равного несколько более 200 часов, зазор  во фрикционном контакте стандартного подшипника с алюминиево-оловянной рабочей поверхностью возрос более чем вдвое, до  230% от  величины, установившейся после периода  приработки. Причем, за этот период был исчерпан ресурс подшипника, зазор во фрикционном контакте возрос до величины, более не допускаемой по техническим условиям эксплуатации.

В подшипнике с медным вкладышем за этот период работы под такой же нагрузкой зазор возрос только на 28 %, подшипник остается в рабочем состоянии и не требует ремонта с заменой вкладышей. Следовательно, при замеренной интенсивности изнашивания подшипник с медным вкладышем достигнет предела своего ресурса за период времени в восемь раз превышающем  таковой для стандартного вкладыша. При математической обработке закономерности  изнашивания  с учетом линейной зависимости получено  выражение для  времени работы подшипника    (tпред) которое,  имеющее  вид

 

                                                                      (1)

 

в котором  hмонт    и   hпред  соответственно задаваемые по технологии монтажный  и предельно допустимый зазор в подшипнике в мм;

β – интенсивность изнашивания в линейных единицах, т.е. мм/ч.

 

        Для стандартного подшипника  с алюминиево-оловянной поверхностью скольжения β = 0,00011036, для  подшипника с медными вкладышами  β=0,000025225, т.е. в 4,375 раз меньше.

     Близкие значения различия интенсивности изнашивания (4,375) и параметра термической устойчивости (2,941) подтверждают, что наиболее проявляющимся фактором являются теплофизические свойства меди.

     Экономическая оценка применения подшипников рекомендуемой  конструкции показывает, что за счет разницы  в стоимости медных  и стандартных подшипников происходит увеличение стоимости  двигателя  на 2,2 %. Но при этом увеличение межремонтного ресурса с 1500 до 14 000 мотор часов снижет затраты на ремонт в расчете на один час эксплуатации двигателя  с 27,7 тенге/ч  до 3,25 тенге/ч, или более чем в 8,5 раз.

Кроме показанного эффекта от увеличения межремонтного ресурса имеется  экономический эффект от  повышения эффективности двигателя за счет повышения механического КПД. Расчеты показали, что для двигателя мощностью 100 кВт уменьшение расхода топлива может составить до 1,5 л/ч.

 

В четвертом разделе  рассматривается  рекомендуемая  технология изготовления подшипников скольжения с повышенными качественными показателями. Для этого  разработана маршрутная карта производства вкладышей разработанной конструкции, технологические карты в варианте производства медных и меднографитовых  вкладышей, приведено описание и технологические параметры основных  операций по изготовлению  вкладышей. Приведен также регламент на линию по производству  вкладышей предлагаемой конструкции для мелкосерийного производства вкладышей рекомендованной конструкции на предприятиях по ремонту двигателей внутреннего сгорания.

Материал для изготовления вкладышей – медная электротехническая шина  марки М0, имеющая малое содержание примесей, содержание меди 99,95%.

Для производства вкладышей разработанной конструкции компонуется производственная линия,  включающая  следующее оборудование: гильотина для рубки медной шины на заготовки, сверлильный станок с координатным приспособлением, пресс для формования дуговых заготовок вкладышей, печь для отжига заготовок после штамповки, участок для приготовления графитовой пасты и  заполнения ей ячеек в заготовках,  сушилка для сушки вкладышей,     оборудование маркировки и упаковки  готовых вкладышей.

 Большая часть оборудования применяется стандартного исполнения, причем, малых типоразмеров с мощностью привода 1,0-1,5 кВт. Это позволяет скомпоновать такую линию на предприятиях по ремонту двигателей.  Такая поточная линия является экологически чистой, а при  наличии оборудования для переплавки  отходов меди будет представлять безотходное производство.

 

Заключение и выводы

Выполненные исследования  показывают, что подшипники скольжения  в составе кинематического механизма являются одним из основных элементов, определяющих надежность двигателей внутреннего сгорания и их межремонтный  ресурс. Основным условием  повышения  качественных показателей подшипников является применение меди для выполнения опорной поверхности подшипника или вкладыша в целом. Медь как материал  для  подшипников  наиболее полно удовлетворяет  условиям работы во фрикционной паре подшипника скольжения по всем параметрам. Применение чистой меди для вкладышей подшипников скольжения увеличивает ресурс почти на порядок, а применение вкладышей с внедрением графита  ячеистым методом увеличивает износостойкость вкладышей в нормальном режиме работы на 14-15%, а также является дополнительной степенью защиты в экстремальных режимах, при эпизодическом повышении радиальной нагрузки или при кратковременном дефиците смазки, в т.ч. положительно проявляется в пусковом режиме. Разработана технология изготовления подшипников скольжения с применением  медных вкладышей, внедрением в медные вкладыши графита шеек валов.

 

Выводы

1.     Сформулировано новое научное понятие  в области конструирования подшипников – параметр термической стойкости,  представляющий произведение коэффициента теплопроводности и температуры плавления материала. Параметр термической стойкости дает количественную  градацию материалов по перспективности  их применения в паре трения подшипника скольжения.

2.     Перспективным направлением повышения качественных показателей подшипников скольжения  определено применение чистой меди для изготовления опорной поверхности подшипника. Медь обладает наибольшим (кроме серебра) параметром термической стойкости, превышающим в три раза такой показатель для стандартных подшипников с поверхностью скольжения из алюминиево-оловянного сплава. Медь также  наиболее полно удовлетворяет другим требованиям по механическим, физическим и технологическим свойствам, предъявляемым к материалам для подшипников скольжения.

3.     В результатах экспериментально- теоретических исследований установлены  зависимости показателя износа подшипников скольжения от режимов  эксплуатации  (скорости вращения вала, радиальной нагрузки, времени) получено уравнение регрессии. Доказано, что подшипники скольжения с медными вкладышами обладают повышенными качественными показателями. Установлено, что прогнозный период межремонтного ресурса подшипника в составе кинематического механизма двигателя внутреннего  сгорания может достигать 14 тыс. мотор-часов, что более чем в девять раз превышает ресурс стандартного вкладыша серийного производства с алюминиево-оловянной поверхностью скольжения.

4.     Рекомендовано  внедрение графита в поверхность медного вкладыша, как дополнительная степень защиты подшипника скольжения от интенсивного изнашивания в экстремальных режимах, при повышении удельного давления в подшипнике, либо при нарушении условий смазки, в т.ч. в пусковом режиме. Подшипник с графитом в медном вкладыше  имеет в расчетном режиме работы снижение интенсивности изнашивания на 14-15% по сравнению с вкладышем из чистой меди. Но при увеличении радиальной нагрузкии с переходом в режим граничного и полусухого трения графит снижает интенсивность изнашивания по сравнению с медным вкладышем в три раза.

5.     Разработана технология изготовления подшипников скольжения, (маршрутная карта, технологическая карта и регламент на линию производства вкладышей)   для изготовление медных вкладышей, а также изготовления медных вкладышей с внедрением в них графита ячеистым методом.

6.     Экономический результат применения подшипников с медными вкладышами заключается в том, что при увеличении стоимости двигателя  примерно на 2%, затраты на ремонт в расчете на один час работы двигателя  сокращаются  более чем в восемь раз.

7.     Целесообразна организация серийного производства медных вкладышей на промышленных предприятиях республики, как для удовлетворения потребности ремонтных предприятий, так и для покрытия потребности при  производстве двигателей на двигателестроительных предприятиях  Казахстана а также в перспективе  для экспорта.

 

По материалам исследований подана заявка на патент Республики Казахстан  - Надиров Н.К., Некрасов В.Г., Куанышев М.К. Подшипники скольжения двигателя внутреннего сгорания. Заявка на патент РК 2007/0482.1 от 11.04.2007. Зарегистрирована в РГКП «Национальный институт интеллектуальной собственности» 11 апреля 2007 г, №7119.

 

            Список опубликованных работ по теме диссертации.

1.     Некрасов В.Г., Каукаров А.К., Куанышев М.К., Мухтаров А.Т. Оптимизация схемы перспективного двигателя. Материалы I региональной международной научно-практической конференции «Комплексные  решения автоматизации проектно-конструкторских работ и управление инженерными данными в промышленности и строительстве», Актюбинский государственный университет им. К.Жубанова, Актобе 2006, с. 32-37.

2.     Некрасов В.Г., Каукаров А.К., Куанышев М.К., Мухтаров А.Т. Перспективный автомобильный двигатель  для производства в Казахстане. Международная научная конференция «Наука и образование – 2006», Труды международной научной конференции молодых ученых, часть 2, Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева, Астана, 2006, с. 142-144.

3.     Некрасов В.Г., Каукаров А.К., Куанышев М.К., Мухтаров А.Т. Перспективный автомобильный двигатель для производства в Казахстане. Труды международной научно-практической конференции «Индустриально-инновационная политика: состояние и перспективы развития», Западно-Казахстанский аграрно-техническтий университет им. Жангир хана, Западно-Казахстанский инженерно-технологический университет, Уральск, 2006, с. 20-21.

4.     Некрасов В.Г., Куанышев М.К., Каукаров А.К., Мухтаров А.Т. Оптимизация конструкции ДВС. //Двигатели   внутреннего сгорания». Всеукраинский научно-технический журнал, Харьков  (Украина). 2006, №1, с. 32-36.

5.     Некрасов В.Г., Куанышев М.К., Каукаров А.К., Мухтаров А.Т. Оптимизация конструкции двигателя внутреннего сгорания. “Trans & MOTAUTO’06”. Доклади. «Двигатели за транспортни средства. Горива»,  Варна  (Болгария).  2006, c. 88-91.

6.     Некрасов В.Г., Куанышев М.К., Каукаров А.К., Мухтаров А.Т. Оптимизация конструкции двигателя внутреннего сгорания.// Ползуновский вестник, Барнаул (Российская Федерация), 2006, № 4, с. 131-134.

7.     Куанышев М.К., Некрасов В. Г. Подшипник  скольжения нового поколения для автомобильных двигателей внутреннего сгорания. //Вестник кыргызского отделения  международной академии энергетики им. А. Эйнштейна, 2006, № 4, с. 63-69.

8.     Некрасов В.Г., Куанышев М.К. Подшипник скольжения нового поколения для автомобильных ДВС.//Вестник Национальной инженерной академии Республики Казахстан, Алматы, 2006, №4, с.00-00.

9.     Некрасов В.Г., Куанышев М.К. Повышение качества подшипников скольжения ДВС. //Двигатели внутреннего сгорания».  Всеукраинский научно-технический журнал. Харьков (Украина), 2007, № 2, с.118-122.

10. Давлетов Ж. К. Куанышев М.К., Надиров Н.К., Некрасов В.Г.  Исследование  и совершенствование подшипников скольжения двигателей внутреннего сгорания.// Вестник Казахской академии транспорта и коммуникаций им. М. Тынышпаева, Алматы, 2007 № 1, с. 94-99.

11. Некрасов В.Г., Куанышев М.К., Надиров Н.К.  Совершенствование подшипников скольжения дизельных двигателей привода буровых установок, промысловых электростанций и автомобильных нефтевозов.// Нефть и газ, Алматы, 2007, № 1, с. 67-75.

12. Некрасов В.Г., Куанышев М.К. Исследование и решение проблем подшипников скольжения ДВС.// Материалы международной конференции «Образование и наука – созданию конкурентноспособного Казахстана», 20 апреля 2007 г. КазАТК им. М. Тынышпаева, Актобе, 2007, с. 302-306.

13. Некрасов В.Г., Куанышев М. К., Надиров Н. К. Исследование и совершенствование подшипников скольжения двигателей внутреннего сгорания. //  Вестник  сельскохозяйственной науки Казахстана, 2007, № 4, с. 54-56.

14.  Некрасов В.Г., Куанышев М.К., Надиров Н.К. Исследование и совершенствование подшипников скольжения двигателей внутреннего сгорания.// Международный журнал «Машины, технологии, материалы», София (Болгария),  2007, № 2-3, с.43-45.

15.  Мендебаев Т. М., Куанышев М. К., Мурзагалиев А. Ж. Математическое моделирование процессов трения и изнашивания в подшипниках скольжения.// Вестник Актюбинского государственного университета им. К. Жубанова,  № 3, март 2008.

 

 

 

 

    Қуанышев Мұрат Қулынтайұлы

 05.03.01 - «Механикалық және физика-техникалық өңдеудің технологиялары мен жабдықтары» мамандығы бойынша

«Технологиялық әдіспен сырғанау подшипниктерінің ресурсын жоғарылату» атты диссертацияның  авторефератына

ТҮЙІНДЕМЕ

 Жұмыстың мақсаты - автотракторлық түріндегі іштен жану қозғалтқыштары үшін, технологиялық әдіспен  сырғанау подшипниктерінің ресурсын жоғарылату.

Зерттеу нысаны. Сырғанау подшипниктеріндегі тозу мен үйкелістер үрдісі болып табылады.

Жұмыста  ІЖҚ –ның сырғанау подшипниктерінің жұмыс істеу үрдістеріндегі шарттары, оларға әсер ететін факторлар, сырғанау подшипниктерінде қолданылатын материалдарға сараптамалар жасалынып, жоғарыда аталынған факторлардың негіздерінде тіректі беттіктердегі сырғанау подшипниктерін дайындаудағы материалдары таза мыстан  жасалынуы ұсынылған. Сырғанау подшипниктерінің сапалық көрсеткіштерін арттыру үшін, техникалық шешімдер мен белгілі әдістер көрсетілген. Термиялық тұрақтылық параметрінің салыстырмалы көрсеткіштері негізінде, мысты қолдана отырып сырғанау подшипниктерінің сапасы және оның пайдаланудағы ресурсы жоғарылайтыны негізделіп ұсынылған.Теориялық есептеулердегі радиалды жүктердің көбеюінде немесе майлану кезіндегі кемшіліктерді, экстремалдық жағдайда подшипниктерге қосымша сапалық дәрежесінің қорғау бағытында антифрикционды қатты графит материалын енгізудің әдістері қарастырылған.Ұсынылған подшипниктердің конструкциясын зерттеу бағытында подшипниктердің беттіктерін болашақта мыстан жасау қажеттілігі түйінделген. Сырғанау подшипниктерін зерттеуге арналған сынау қондырғысы – үйкеліс машинасы құрастырылып жиналды. Сырғанау подшипниктерін сынау жұмыстары орындалып зерттелінді. Зерттеу және сынау жұмыстары, стандарттық подшипниктер мен ұсынылған подшипниктердің көрсеткіштерін қорытындылап салыстыру арқылы,  жеделдету технологиялық әдістерімен және майлау сұйықтарының шектіліктерінде зерттелінді.

         Жұмыстың қорытындылары. Сырғанау подшипниктеріндегі тіреу беттіктерін өңдеу кезінде  пайдаланудағы қолданылатын материалдардың сапалық көрсеткіштерінің термиялық тұрақтылық параметрлері  ұсынылған. Сонымен бірге, таза мыстан жасалынған подшипниктердің тозу жиілігі алюминді-қорғасынды қоспадан жасалған подшипниктердің көрсеткіштеріне қарағанда сегіз есе  төмен  екендігі  зерттеу кезінде дәлелденді.   Графит материалы енгізілген сырғанау подшипнигін  зерттеу кезіндегі жұмыс режимінде және  қосымша экстремальды режимде жедел тозуы 14-15% төмендейді, яғни талаптағы шектік және жартылай құрғақ үйкелістерде мысты подшипниктерге қарағанда үш рет төмен.

Негізгі конструктивтік, технологиялық және техникалық пайдаланудағы  сипаттамалар. Ұсынылған төсеменің конструкциясы, таза мыстан              жасалынған, сонымен қатар мысты подшипниктердің бойына графит енгізілген, стандарттық сырғанау подшипниктеріне қарағанда ресурсы бірнеше рет жоғарылап отыр. Ұсынылған подшипниктердің өңдеудегі  технологиясы құрастырылған. Ұсынылған сырғанау подшипниктерінің өңдеудегі технологиялық операцияларына толық есептеулер жасалынып, сонымен қатар өңдеу технологиясының  картасы құрастырылды. Іштен жану қозғалтқыштарын жөндеудегі өндірістік мекемелерде кіші сериялы бағытында зырғанау подшипниктерін өңдеу ұсынылды.

         Енгізу дәрежелері.    Іс жүзінде, Ақтөбедегі төрт автокөлік мекемелерінде іштен жану қозғалтқыштарын жөндеу үшін ұсынылған сырғанау подшипниктерінің өңдеу технологиясы қабылданды. Жәңгір хан атындағы Батыс Қазақстан аграрлы- техникалық университетіндегі және Қ.Жұбанов атындағы Ақтөбе мемлекеттік университетіндегі оқу үрдістерінде сырғанау подшипниктерін  зерттеуге арналған оқу-әдістемелік нұсқаулары қабылданды.

           Енгізу бойынша ұсыныстар. Петропавлдағы агрегаттар зауытына және Қостанайдағы дизельді қозғалтқыштар зауытына құрастырылып зерттелінген сырғанау подшипниктерін іс жүзінде  қолдану үшін ұсыныстар жіберілді.

         Қолданылатын аймақтар.  Машина құрылысын жасауда, қозғалтқыштар құрылысын жасауда және іштен жану қозғалтқыштарын жөндеуде қолданылады.

         Экономикалық тиімділік немесе жұмыстың қажеттілігі. Құрастырылған сырғанау подшипниктерін қолдану кезінде  ұсынылған конструкция бойынша, іштен жану қозғалтқыштарын жөндеу кезіндегі шығын бір сағатқа есептегенде сегіз есе төмендейді. Ұсынылған сырғанау подшипниктерін  қолданған кезде  қозғалтқыштардың тиімділігі жоғарылап,  отын шығыны және жөндеуге еңбек шығыны төмендейді.

         Зерттеу ұсыныстар. Қазақстан -  мыс өңдеудегі ең үлкен нысанасының өркендеуіндегі болжамдық мемлекет болып саналады. Соның негізінде, автотракторлардың қозғалтқыштарындағы сырғанау подшипниктерін дайындау үшін мысты қолдану, шикізатты және отандық технологияны қолдану арқылы сырттан келетін импортты алмастыру, отандық өнімнің бәсекелестікке қаблеттілігін жоғарылату және  «Қазақстан Республикасының индустриялды-инновациялық стратегиясы»  және «Көліктік стратегиясы» бағытында машина жасау өндірісінің дамуында маңызы зор болып табылады. 

 

 

 

 

Kuanishev Murat Kulintaevich

 

Increasing of the resource bearing slides by technological methods.

05.03.01 - Mechanical and physical mechanical processing technology end equipment

 

The Object of the study. The processes of friction and destruction in bearing of the slide.

Purpose work. Increasing of the resource bearing slides by technological methods for engines of internal combustion of automobile and tractor type.

The methodology of the undertaking the work. The organized analysis of the work bearing slides in engine of internal combustion, processes, occurring in bearing under their work. The considered factors, influencing upon work bearing slides. The executed analysis applicable material for fabrication of the footprints in bearing of the slide. On the grounds of analysis this is made premises about preferred using clean copper for performing insets of  bearing.

       It is motivated and put out parameters of thermal stability. The parameter of thermal stability is a quantitative factor, which characterizes the qualitative features a material. He confirms the possibility to account of the using copper to raise the quality and resource bearing slides.

        The recommended design of the bearing with execution insets from clean copper.  It is considered also possibility of the using hard antifriction material - a graphite in the manner of cut-in in copper by base cells as method of additional degree of protection of the bearing in extreme mode i.e. at increasing of the radial load above design value, or at deficit of lubrication.

      The worded premises about perspective of copper for fabrication slide surfaces bearing are confirmed by experimental studies recommended designs bearing.

        For this is designed and executed experienced installation for study bearing slides - a machine of friction. Test bearing on machine of friction were conducted in mode on border of the transition of liquid friction to border friction on speed technology by method of the comparison result experienced bearing with factor standard bearing, got in similar mode of the test.

         The Results of the work.  The offered parameter to thermal stability allows quantitative to characterize the qualitative factors a material, used for fabrication of the footprints bearing slides. Experimental is confirmed that bearing with copper insets has an intensity destruction more then in nine once smaller, in contrast with standard aluminum-tinny bearing. Introducing the graphite reduces the intensity destruction in worker state of working bearing on 14-15% in addition, but in extreme mode i.e. in condition border and half dry of friction in three times smaller, than for copper bearing.

      The main constructive, technological and technical  maintenance characteristics.  The recommended design insets, executed from clean copper, as well as with introducing the graphite in copper insets by cell method, resource which in contrast with standard insets is increased in several times. Designed technology of the fabrication recommended bearing. They are brought technological cards, as well as happens to the description main technological operation on fabrication insets   of  recommended to designs.  The brought regulations to lines on small  quantitative production of isets on enterprise on repair of the engines of internal combustion.

     The Degree of the introduction. The recommended bearings and technology of their fabrication are accepted four automobile and tractor enterprise of city Aktyubinsk for using in practical   repair of the engines of internal combustion.  The methods of the test bearing slides is used in scholastic process West-Kazakhstan agrarian-technical university named  Zhangir khan and Aktyubinsk state university named. K. Zhubanova.

         The Recommendations on introduction. The recommendations on use designed and tested insets  of bearing slides are directed on Kostanay plant of the diesel engines and Petropavlovsk plant of the power units for use in practical engine  building. 

         The area of application. The application - machine building, engine building and repair of the engines of internal combustion.

          The economic efficiency or the signification of the work.

Using designed insets recommended construction reduces the cost of the repair of the engines of internal combustion in calculation for one business hours in eight once more then  fall expenditure of work on repair. To account of the using considered insets increases efficiency of the engines and falls the consumption a fuel.

          Prognosis offers about development of the object of the research. Kazakhstan is a large producer copper. For reasons given using copper for fabrication bearing slides automobile and tractor engines on enterprise of the republic is directed on replacement of import, use domestic technology and row materials, development processing branches for improvement of the transport as priority direction in economy of the republic. This completely corresponds to "Strategies industrial-innovation developments of the Republic Kazakhstan" and "Transport strategy".