Литература
|
Скачать 1.2 Mb.
|
|
Активация поверхностей при трении. Основным активирующим фактором при трении выступают упругопластические деформации поверхностных слоев контактирующих тел в трибологическом процессе. Работа сил трения в основном затрачивается на генерирование теплоты, являющейся мощным активирующим фактором, и на структурные превращения в поверхностных слоях металла, приводящим к измельчению их структуры вплоть до аморфизации, увеличению в поверхностных слоях различных дефектов в результате искажения и частичного разрушения кристаллических решеток, к образованию в поверхностных слоях микротрещин и обнажению участков ювенильной поверхности металла, приводящих, в свою очередь, к эмиссии электронов (электронов низкой энергии) и электронов высоких энергий, оказывающих большое влияние на процессы происходящие в зоне трения. Наклеп отдельных участков трущихся поверхностей обуславливает их гетерогенность, а отсюда и протекание электрохимических процессов. Резко интенсифици-руются диффузионные процессы. Оксиды металлов и, особенно свежеобнажающийся в процессе изнашивания металл, оказывает каталитическое воздействие на химические превращения в зоне трения (так называемый трибокатализ). Вследствие этого каталитические реакции и адсорбционно – десорбционные процессы при трении значительно отличаются от аналогичных статических термически активируемых процессов. В зоне трения протекают такие химические реакции, которые в статических условиях характеризуются более высокими энергиями активации и требуют значительно более высоких температур. Во многих случаях в статических условиях такие реакции маловероятны и даже термодинамически невозможны (так называемые трибохимические реакции). Такие реакции играют особую роль при трении в режиме граничной смазки. Смазка. Наиболее распространенным и доступным методом снижения потерь на трение в машинах и механизмах, увеличения их долговечности и надежности является использование смазочных материалов . Смазочные материалы – это продукты органического или неорганического происхождения, которые наносят на поверхность трения (процесс смазки) для уменьшения силы трения и интенсивности изнашивания. Смазка, при которой осуществляется полное разделение трущихся поверхностей сопряженных деталей жидким смазочным материалом, называется жидкостной. При ее реализации полностью исключен непосредственный контакт трущихся тел, а внешнее трение этих тел заменяется много меньшим внутренним трением смазочной среды, разделяющей эти тела. Условия реализации жидкостной смазки – существование слоя смазочного материала, толщина которого при прилагаемых нагрузках превышает суммарную высоту микронеровностей сопряженных поверхностей. Этот слой может быть образован путем поступления жидкости в зазор под внешним давлением. В этом случае имеет место гидростатическая смазка, которую осуществляют ,например, в опорах и направляющих металлорежущих станков. Но в большинстве узлов трения жидкостная смазка, обеспечивающая полное разделение работающих поверхностей контактирующих деталей в процессе эксплуатации осуществляется под действием давления, самовозбуждаемого в слое жидкости, ограниченном этими поверхностями, при их относительном перемещении. Для возбуждения этого давления необходимо, чтобы указанный слой жидкости имел клиновидную форму, обеспечиваемую формой зазора между телами. При достаточной скорости относительного перемещения и обеспечении указанной геометрии в слое развивается давление, обеспечивающее несущую способность смазочному слою. Такой режим смазки называется гидродинамическим. Разделение контактирующих поверхностей и устранение (или, по крайней мере, локализацию) металлического контакта обеспечивают граничные слои, образующиеся на поверхностях трения в результате взаимодействия активных компонентов смазочного материала с поверхностными слоями трущихся тел. Такой режим смазки называется граничным. Коэффициенты трения при граничной смазке, как правило, существенно выше, чем при гидродинамической. При граничной смазке имеет место изнашивание трущихся тел. Поэтому в узлах трения механизмов и машин стремятся обеспечить режим жидкостной смазки (чаще всего гидродинамической), когда малы потери на трение, а износ практически отсутствует. Области реализации гидродинамической и граничной смазки в смазываемых узлах трения скольжения определяют диаграммы Герси – Штрибека (рис. 4), представляющей собой зависимость коэффициента трения f от безразмерного критерия нагруженности, называемого обычно числом Зоммерфельда Z: ή · V Z=---------, Рпог где: V – скорость относительного перемещения тел; Рпог - погонная нагрузка (т.е. нагрузка, отнесенная к длине сопряжения); ή – динамическая вязкость. Рис. 4. Диаграмма Герси – Штрибека (зависимость коэффициента трения f от критерия Z. Зоны смазки: I – граничной; II – смешанной; III - гидродинамической Между областями реализации граничной и гидродинамической смазки лежит область реализации смешанной смазки, когда на одних участках контакта реализуется жидкостная смазка, а на других – граничная, причем по мере увеличения величины критерия Z возрастает доля гидродинамической смазки. Этот режим смазки наиболее часто наблюдается в смазанных узлах трения. Тем не менее, подбором вязкости смазочного материала и оптимизацией конструкции узла трения следует стремиться расширить диапазон применения жидкостной смазки. Следует также иметь в виду, что масла, имеющие высокую вязкость, с одной стороны, обеспечивают высокую несущую способность, а, с другой стороны, заметно повышают потери энергии на трение в слое жидкости. Смазочное действие компонентов топлив, смазочных материалов и присадок наиболее полно проявляется при трении в режиме граничной смазки. Оно состоит в образовании на поверхности трения тонкого слоя продуктов взаимодействия (физико-химического, коллоидно-химического, химического) активных компонентов смазочного материала с материалом поверхностного слоя трущихся тел. Этот слой предотвращает (или минимизирует) непосредственный металлический контакт сопряженных деталей, приводящих к интенсивному изнашиванию этих деталей и к заеданию узла трения. Иначе говоря, активные компоненты смазочного материала, активированные в процессе трения в результате изменения физической адсорбции, хемосорбции или химической реакции, образуют на поверхностях трения граничный слой, обеспечивающий пассивирование (частичное или полное) активированных в процессе трения поверхностей, экранирует силовое поле твердых тел и, тем самым, обеспечивает снижение коэффициента трения (по сравнению с трением без смазочного материала) и умеренный износ. Продуктами износа могут быть как продукты взаимодействия металла со смазочным материалом, так и частицы самого металла, поскольку имеет место контакт по вершинам отдельных неровностей. На других участках происходит контакт металлических поверхностей через модифицированный слой продуктов химических реакций. Остальная часть контакта покрыта адсорбированным слоем молекул смазочного материала. В самом общем случае коэффициент трения f в режиме граничной смазки может быть оценен из уравнения: f = fm · ά + fχm ·β + fI · [1 – (ά + β)], где: fm, fχm, fI - коэффициенты трения соответственно на участках металлического контакта, контакта через слой продуктов химической реакции (модифицированный слой), контакта через адсорбированный слой (как моно, так и полимолекулярный); ά – доля металлического контакта; β – доля поверхности контакта, покрытой модифицированным слоем. Таким образом, для того чтобы обеспечить минимальные потери на трение, необходимо максимально уменьшить величину ά, вплоть до полного устранения металлического контакта. При умеренных режимах трения молекулы смазочного материала могут обеспечить достаточную прочность граничного слоя и достаточно малое значение ά, вплоть до устранения металлического контакта и образования полимолекулярного граничного слоя на всей площади граничного контакта (поскольку химически активные компоненты в чистых маслах отсутствуют, здесь β=0). При ужесточении режима трения возросшие нагрузки приводят к уменьшению толщины граничного слоя, увеличению доли металлического контакта, так что коэффициент трения возрастает. Это увеличивает фрикционный разогрев, и эффективность смазочного слоя снижается. Поэтому при жестких режимах граничной смазки в смазочный материал добавляют присадки, повышающие его смазывающую способность. Такие присадки бывают двух типов – поверхностно активные и химически активные. Поверхностно активные присадки (например, высшие жирные кислоты, мыла этих кислот, амины и т.д.) обеспечивают увеличение прочности граничного слоя, его несущей способности, препятствуя выдавливанию молекул смазочной среды из контакта. Причем длинноцепные молекулы ПАВ, обеспечивают утолщение смазочного слоя, что ведет к более полному разделению трущихся поверхностей, более полному экранированию силовых полей этих поверхностей и, тем самым, к снижению адгезионной составляющей силы трения. Однако ПАВ обеспечивают эффективное смазочное действие лишь в достаточно узком интервале температур и нагрузок. В смазочные материалы, работающие в жестких условиях, добавляют химически активные присадки, представляющие собой малорастворимые соединения, включающие такие химические компоненты, как сера, фосфор, хлор и азот или их сочетания. Более подробно химический состав присадок описан ниже в этой главе. Молекулы этих соединений при достижении жестких режимов трения разлагаются, выделяя химически активные агенты. Они вступают в химическое взаимодействие с молекулами поверхностно активного слоя контактирующих тел, образуя на поверхности трения модифицированные слои продуктов взаимодействия металлов с активными компонентами этих смазок. Указанные слои покрывают поверхности фактического контакта трущихся тел слоем, достаточно толстым (обычно, десятки молекулярных слоев), чтобы надежно разделить контактирующие поверхности, так что изнашивание металла заменяется изнашиванием этих модифицированных слоев, постоянно восстанавливаемых по мере изнашивания. Образование граничных слоев на поверхностях трения происходит в процессе взаимодействия трущихся тел со смазочной средой, сопровождающейся трибоактивизацией этих поверхностей и механоактивацией компонентов смазочных сред. Основными факторами, активирующими процессы поверхностных взаимодействий при трении, являются механически активируемая электронная эмиссия, каталитическое влияние свежеобнаженной поверхности металла, фрикционный подъём температуры и высокие контактные давления.
Маслосистема ГТД объединяет в себе системы смазки и суфлирования. В некоторых двигателях в ее состав входят также гидравлические устройства, использующие масло, как рабочую жидкость. Типы маслосистем По способу использования масла различают циркуляционные маслосистемы с однократной подачей масла к потребителям (разомкнутые). В разомкнутой системе масло после прокачки через потребителя удаляют из двигателя, выводя в камеру сгорания или выходное устройство. Вместо насосной подачи масла в них часто используют вытеснительную. Такие системы весьма просты, имеют минимально возможное число элементов и малый вес, однако отличаются большим расходом масла. Поэтому их главным образом применяют в ГТД однократного действия. В циркуляционных системах масло используют многократно. После прокачки через двигатель и восстановления свойств (охлаждения, очистки) его вновь подводят к потребителям. Системы смазки такого типа имеют малый расход масла, в связи с чем получили основное применение в ГТД. По характеру циркуляции масла относительно двигателя и маслобака эти системы подразделяют на замкнутые и короткозамкнутые. В замкнутых системах, (которые иногда называют нормально замкнутыми), циркуляция масла происходит через бак, после прокачки через потребителей оно поступает в бак с последующим возвратом в двигатель. В короткозамкнутых системах основное количество масло циркулирует через двигатель, минуя бак, из которого происходит восполнение циркулирующего контура с помощью специального подкачивающего маслонасоса (насоса подпитки), подводящего масло к нагнетательному насосу с повышенным давлением и обеспечивающего, вследствие этого, увеличение высотности системы. Благодаря более короткому циркуляционному контуру, в короткозамкнутых системах прогрев масла в начале работы ГТД происходит быстрее, чем в замкнутых, что особенно важно для маслосистем большой емкости (свойственных обычно для ТВД). Однако по сравнению с замкнутыми системами короткозамкнутые сложнее и имеют больший вес. В зависимости от избыточного давления в системе суфлирования различают маслосистемы открытого и закрытого типов. В открытых системах масляные полости двигателя и воздушная полость маслобака, объединенные системой суфлирования сообщают с атмосферой, а в закрытых системах указанные полости наддувают, поддерживая в них постоянное избыточное давление небольшой величины с целью увеличения высотности системы, достигаемой снижением интенсивности кавитации масла на входе в нагнетающий и откачивающий насосы. Структура циркуляционных маслосистем Данные системы независимо от их разновидностей имеют три характерных магистрали – подпитки, нагнетания и откачки (образующие циркуляционную систему смазки двигателя) – и дополнены системой суфлирования. Магистраль подпитки служит для подвода необходимого количества масла из бака к нагнетательному насосу. Чтобы высотность системы смазки была по возможности наибольшей, давление масла на входе в нагнетающий насос при его работе не должно быть чрезмерно низким (ниже 0,04…0,06Мпа), когда из масла происходит выделение пузырьков воздуха, т.е. возникает кавитация. Для создания необходимого статического давления перед нагнетающим насосом бак располагают возможно выше относительно насоса, а в закрытых маслосистемах его воздушную полость надувают. В магистрали подпитки короткозамкнутых систем устанавливают подкачивающий насос, редукционный клапан которого поддерживает постоянное давление масла перед нагнетающим насосом в пределах 0,06-0,08 МПа, что обеспечивает автоматическое восполнение циркуляционного контура системы и существенно увеличивает высотность. Магистраль нагнетания обеспечивает подвод масла к потребителям под давлением 0,35-0,5 МПа. Такой диапазон давлений определен опытным путем и является оптимальным для маслосистем ГТД. При давлении масла меньше 0,35 МПа трубопроводы магистрали нагнетания необходимо выполнять увеличенного диаметра, что приведет к возрастанию веса маслосистемы. При давлении больше 0,5 МПА возможно существенное увеличение гидродинамического нагрева потребителей от высокоскоростной струи масла из форсунок. В состав магистрали нагнетания входят следующие элементы: 1. Нагнетающий насос с редукционным клапаном, автоматически поддер-живающим заданное давление масла в магистрали. Производительность насоса в расчетных условиях (на земле) принимают в 1,5-2,5 раза выше потребной прокачки масла через двигатель, чтобы с увеличением высоты полета не происходило снижение фактической прокачки масла из-за уменьшения производительности насоса. Избыточное количество масла, подаваемого насосом на малых высотах, редукционный клапан перепускает с выхода из насоса на его вход и за счет этого поддерживает постоянное давление в магистрали нагнетания на всех высотах полета; 2. Запорный (или обратный) клапан, препятствующий перетеканию масла из бака в систему при неработающем двигателе. Пружина запорного клапана удерживает его в закрытом положении при давлении масла, не превышающем 0,02-0,05 МПа. В начале работы двигателя клапан открывается давлением, создаваемым нагнетающим насосом; 3. Основной маслофильтр тонкой очистки с перепускным клапаном, который в случае засорения фильтра и возрастании вследствие этого перепада давления на нем, перепускает масло в двигатель, минуя фильтрующий элемент. Натяжение пружины перепускного клапана регулируют таким образом, чтобы перепуск масла происходил при повышении перепада давления на фильтре до 0,13-0,16 МПа; 4. Дополнительные фильтры грубой очистки, установленные перед масляными форсунками и предохраняющие их от засорения крупными посторонними частицами в случае засорения или разрыва сеток основного фильтра; 5. Масляные форсунки потребителей, обеспечивающие струйную подачу масла на наиболее нагруженные поверхности трения; 6. Датчики систем измерения и сигнализации параметров масла на входе в двигатель; 7. Трубопроводы, соединяющие элементы магистрали между собой. Диаметры трубопроводов подбирают из условия, чтобы скорость движения в них не превышала 3,0 м/с. Магистраль откачки необходима для отвода отработанного масла от потребителей и восстановления его свойств – отделения воздушно-масляной смеси, фильтрации и охлаждения. В зависимости от типа маслосистемы магистраль откачки обеспечивает подвод масла в бак или на вход в нагнетающий маслонасос. Данная магистраль содержит следующие элементы: 1. Маслосборники, в которые стекает масло от потребителей. Их размещают в нижних полостях корпусов опор, переходных корпусов ТРДД, лобовых картеров ТВД, на нижних коробках приводов агрегатов и т.п. В маслосборниках часто устанавливают пеногасящие и фильтрующие сетки; 2. Откачивающие маслонасосы, выводящие масло из малосборников. Число откачивающих насосов и маслосборников принимают не меньше числа опор двигателя. Это необходимо для того, чтобы не допустить возможного в случае применения одного общего насоса скопления масла в отдельных подшипниках ротора из-за различной прокачки масла через них. Такое скопление может вызвать сильный перегрев подшипников и выброс масла через уплотнения опор. Суммарная производительность откачивающих насосов должна быть в 2-3 раза выше, чем производительность нагнетающего насоса, чтобы они могли поддерживать маслосборники сухими при увеличенном объеме отработанного масла в результате его нагрева, вспенивания и насыщения воздухом. Принцип «сухого маслосборника» должен быть реализован при любых эволюциях воздушного судна и высоты полета. Выполнение вышеотмеченных требований обеспечивает возможность непрерывной прокачки свежего масла через потребители маслосистемы и их надежного охлаждения при всех условиях эксплуатации;
Система суфлирования служит для поддержаний в масляных полостях двигателя и воздушной полости бака определенного избыточного давления путем удаления воздуха, а также для обеспечения заданных перепадов давлений между надуваемыми воздухом предмасляными полостями уплотнений и масляными полостями опор. Суфлирование указанных полостей следует понимать как сообщение их с атмосферой каким-либо способом, за счет чего достигаются отмеченные цели. При работе двигателя в масляных полостях опор, коробок приводов агрегатов, редуктора и других, возможно повышение давления за счет постоянного проникновения воздуха через надуваемые маслоуплотнения опор или понижении давления из-за отсасывания воздуха откачивающими насосами, имеющие большие запасы производительности. Чрезмерно высокое давление в масляных полостях двигателя может стать причиной выброса масла через маслоуплотнения опор и его повышенного расхода. При низких давлениях в этих полостях возможно увеличение пенообразования и ухудшение откачки масла вследствие кавитации. Поэтому все масляные полости двигателя сообщают при помощи суфлера с атмосферой или наружным контуром ТРДД, что позволяет создать оптимальный избыток давления в них над атмосферным ( в открытых маслосистемах ризб =0, а в закрытых – 0,02-0,04 МПа). Воздушную полость маслобака, в которой тоже нужно стабилизировать давление, обычно соединяют с суфлируемыми полостями двигателя или сообщают с атмосферой отдельным суфлером. Суфлер, соединяющий полости суфлирования с атмосферой, выделяет из подведенной к нему под действием избыточного давления воздушно-масляной смеси воздух и другие газы, выпуская их в атмосферу (обычно через выходное устройство двигателя) и возвращая в систему смазки выделенное из указанной смеси масло. Основное применение в системах суфлирования получили центробежные суфлеры, обеспечивающие существенное уменьшение расхода масла за счет его почти полного возврата в циркуляционный контур маслосисиемы. В предмасляные полости опор двигателя обычно подводят воздух от компрессора для наддува уплотнений масляных полостей подшипников. Эффективность наддува зависит от перепадов давления воздуха между предмасляными и масляными полостями. При малых перепадах давления или их отсутствии будет происходить выброс масла через уплотнение опор, а при чрезмерно больших возможен сдув масла с подшипников потоком воздуха, проникающего в масляные полости. Регулирование рассматриваемых перепадов давления осуществляют путем суфлирования предмасляных полостей опор, сообщая их с атмосферой специальными трубопроводоми, через которые происходит частичный сброс воздуха, подведенного на наддув уплотнений, и выброс утечек масла, чтобы они не попадали в тракт двигателя. Количество сбрасываемого воздуха определяют подбором сечения жиклеров, устанавливаемых в трубопроводы суфлирования. Таким образом систему суфлирования можно разделить на две функциональные группы, одна из которых предназначена для суфлирования масляных полостей двигателя и воздушной полости бака, а вторая обеспечивает суфлирование предмасляных полостей опор. |
Похожие:
 |
Литература, рекомендованная к курсу «Управление инновациями» Основная литература Акимов А. А., Гамидов Г. С., Колосов В. Г. Системологические основы инноватики. – Спб.: Политехника, 2002 |
 |
Литература: Основная литература Терапевтическая стоматология: Учебник.... Фгбоу во «волгоградский государственный медицинский университет» министерства здравоохранения российской федерации |
|
Литература по курсу этнология основная литература >а. Учебники и учебные пособия Садохин А. П. Этнология. Учебное пособие. М. (Есть уже четыре издания в разных издательствах Москвы, выпущенные в разные годы) |
|
Литература программы подготовки специалистов среднего звена по специальности... Программа учебной дисциплины од. 01. 09 «Литература» разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта... |
|
Рабочая программа предмета «Литература» Разработана на основе программы: Беленький Г. И. Литература. Рабочие программы 5-9 классы: пособие для учителей общеобразовательных... |
|
Литература Киевской Руси (серединаxi первая треть XII в в.) «Повесть временных лет» Литература периода феодальной раздробленности (вторая треть xii– первая половина XIII в в.) |
|
Литература, рекомендованной фгау «фиро» Комплект контрольно-оценочных средств по «Литературе» разработан на основе примерной программы дисциплины Литература, рекомендованной... |
|
Литература по курсу «Методы геоморфологических исследований» Литература... Геоморфология / С. В. Болтграмович, А. И. Жиров, А. Н. Ласточкин, и др.; Под ред. А. Н. Ласточкина и Д. В. Лопатина. – М.: Издательский... |
|
Литература: поэтика и нравственная философия краснодар 2010 удк 82.... Кубанского государственного университета. Адресуется профессиональным и стихийным гуманитариям, видящим в словесности силу, созидающую... |
|
Литература 1 Основная литература Основы генетической инженерии и биотехнологии Основы генетической инженерии и биотехнологии / под ред. Ю. А. Горбунова. – Ивц минфина, 2010. – 288 с |
|
Русская литература XX века олимп • act • москва • 1997 ббк 81. 2Ря72 в 84 В 84 Все шедевры мировой литературы в кратком изложении. Сюжеты и характеры. Русская литература XX века: Энциклопедическое издание.... |
|
Методические рекомендации по выполнению практических работ по учебной... Перечень практических занятий по дисциплине «Русский язык и литература. Русский язык» |
|
Контрольно-измерительные материалы для проведения итоговой аттестации... Мастер общестроительных работ составлены в соответствии с требованиями фгос спо по программе учебной дисциплины «Русский язык и литература»,... |
|
Методические указания по выполнению практических работ по одп. 11... Государственным образовательным Стандартом среднего профессионального образования по специальности, утвержденным Министерством образования... |
|
Инструктивно-методическое письмо «О преподавании учебного предмета... «О преподавании учебного предмета «Официальный (русский) язык и литература» в 2016/17 учебном году |
|
Рабочая программа учебной дисциплины оуд. 01 Русский язык и литература... Рабочая программа учебной дисциплины «Русский язык и литература» разработана на основе Примерной рабочей программы, рекомендованной... |