УДК 631.3-1/-9                                                         

Подольський М., канд. тех. наук, доцент, Південно-Украінська філія УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого

Тел.: +380508001727 Podolsky.Mihail@gmail.com https://orcid.org/0000-0002-1149-4275

Лілевман І., Південно-Українська філія УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого Тел.: +38050050336

igorlilevman@ukr.net https://orcid.org/0000-0002-3123-5684 

Федорчук Д., аспірант, Херсонський національний технічний університет Тел.: +380951844879

vistelon.fd@gmail.com https://orcid.org/0000-0003-1565-7067

Анотація. Підшипники кочення машин сільськогосподарського призначення експлуатуються в специфічних умовах, відмінних від більшості підшипників кочення загального застосування, і характеризуються складним характером і високим рівнем динамічного навантаження, значним забрудненням мастила великою кількістю продуктів таких як польовий пил, часточки оброблюваних технікою рослинних культур, а також власні продукти зносу. Це має особливе значення в тих випадках, коли процес змащування виконується одноразово за регламентний період обслуговування, а не поточним змащування. Тому необхідне проведення додаткових досліджень впливу різних за походженням та механічними властивостями абразивних включень, що можуть міститись у мастилах на процес зношування та стан підшипників.

Мета. Дослідити ступінь впливу на зношування підшипників кочення сільськогосподарських машин розміру та матеріалів абразивних частинок,які забруднюють мастило, а також діючих на підшипники навантажень та часу їхньої роботи. Відстежити процеси, які протікають у зоні тертя робочих поверхонь підшипників.

Методи досліджень: теоретичний – аналіз досліджуваних літературних інформаційних ресурсів, а також експериментальний – проведення ресурсних випробувань підшипників на створеному стенді за умов, максимально наближених до реальних умов роботи деталі у вузлі машини.

Результати. Проведено аналіз літературних джерел, у яких висвітлюється питання пошуку причин зносу підшипників кочення сільськогосподарських машин, виконано пошук інформації щодо практичних показників надійності зернозбиральної та ґрунтообробної техніки, на основі чого були встановлені головні чинники, які вливають на процес тертя у парах кочення, включаючи – механічні та фізичні показники забруднювальних включень, які можуть потрапляти у мастило підшипників.

Зібрано експериментальний стенд для виконання ресурсних досліджень, який забезпечує потрібну точність та повторюваність умов проведення випробувань підшипників за одноразового внесення  різних сторонніх абразивних матеріалів неорганічного та органічного походження. На лабораторному устаткуванні (індикаторах, мікроскопах, профілометрах) вивчено стан поверхонь зносу за критеріями наявності залишків внесеного абразиву і за відсотком зносу елементів вузла, який з’явився внаслідок процесу тертя, а також за критерієм шорсткості поверхні.

Висновки. За результатами дослідження встановлено, що:

1) концентрація в мастилі підшипника продуктів його зносу практично лінійно залежить від розміру абразивних частинок. Проте зі збільшенням розміру абразивних частинок понад 55 мкм спостерігається падіння величини приросту концентрації продуктів зносу підшипника, оскільки абразивні частинки витісняються із зони тертя;

2) коли радіальне навантаження, прикладене до підшипника, становить до 2 кН, концентрації продуктів зносу в мастилі мають найменше значення (до 0,6 %). З підвищенням радіального навантаження до (2,5-3,5) кН відбувається різке зростання концентрації продуктів зносу;

3) після восьмигодинної роботи підшипника концентрація в мастилі продуктів його зносу знижується, що обумовлено частковим витісненням мастильного матеріалу з абразивом із зони контакту поверхонь тертя кочення і, як наслідок, - зменшенням їхнього впливу;

4) після восьми годин роботи спостерігається значне зниження показника шорсткості поверхонь тертя кочення в підшипнику, що пояснюється проникненням в мікронерівності частинок ацетату целюлози під впливом тиску певної величини з утворенням тимчасового буферного шару між парами тертя. Якщо експеримент триває більше п'ятнадцяти годин, кількість мастильного матеріалу в зоні контакту зменшується і вплив на шорсткість поверхонь тертя з боку абразиву ПП06052016 та полімеру на основі ацетату целюлози знову зростає майже в однаковій мірі.

Ключові слова: сільськогосподарська техніка, підшипники кочення, тертя, абразивні домішки, знос, ресурс.

Читати повну версію статті

STUDY OF THE VARIOUS ORIGIN ABRASIVE IMPURITIES INFLUENCE ON LUBRICANT PROPERTIES OF AGRICULTURAL MACHINERY BEARINGS

Podolsky M., Candidate of Science those. Sciences, Southern-Ukrainian branch of UkrSRIFRT the name of L. Pogorelogo

Phone: +380508001727

Podolsky.Mihail@gmail.com 

https://orcid.org/0000-0002-1149-4275 

Lilevman I., Southern-Ukrainian branch of UkrSRIFRT the name of L. Pogorelogo

Phone: +38050050336

igorlilevman@ukr.net 

https://orcid.org/0000-0002-3123-5684 

Fedorchuk D., postgraduate student, Kherson National Technical University

Phone: +380951844879

vistelon.fd@gmail.com 

https://orcid.org/0000-0003-1565-7067 

Summary. Rolling bearings of agricultural machines are operated under specific conditions with respect to most general-purpose rolling bearings, characterized by complex nature and high dynamic load, significant oil contamination by a wide range of products such as field dust, particles of machining crops, as well as their own wear products. This is especially important in cases where the lubrication process is performed once or twice during the normal maintenance period, rather than through the current lubrication. Therefore, additional studies on the effects of various abrasive and mechanical properties of abrasive inclusions that may be contained in the lubricants on the wear process and the condition of the bearings are required.

Goal. Investigate the degree of influence on the wear of rolling bearings of agricultural machines the size and materials of abrasive particles that contaminate the oil, as well as the loads acting on the bearings and the time of their operation. Monitor the processes occurring in the area of friction of the bearing surfaces.

Research methods: theoretical - analysis of the researched literature information resources, and also experimental - carrying out resource tests of bearings by means of the created stand under the conditions which are as close as possible to real working conditions of a detail in a car unit.

Results. The analysis of the literature sources in which the question of search of the reasons of wear of rolling bearings applied in agricultural machines is covered, the search of the information on practical indicators of reliability of grain-harvesting and tillage equipment on the basis of which the basic factors influencing friction process were established in rolling vapors, including mechanical and physical indicators of contaminants that may enter the bearing oil.

An experimental stand has been assembled to perform resource research, which provides the required accuracy and repeatability of the conditions of bearing tests with a single application of various foreign abrasive materials of inorganic and organic origin. With the help of laboratory equipment (indicators, microscopes, profilometers) the condition of wear surfaces was studied according to the criteria of abrasive residues and the percentage of wear of node elements caused by friction, as well as the criterion of surface roughness.

Conclusions. According to the results of the study it was found that:

1) the concentration in the bearing oil of the products of its wear depends almost linearly on the size of the abrasive particles. However, when the size of the abrasive particles increases over 55 μm, there is a decrease in the value of the increase in the concentration of bearing wear products, as the abrasive particles are displaced from the friction zone;

2) when the radial load applied to the bearing is up to 2 kN, the concentrations of wear products in the oil have the lowest value (up to 0.6%). With a further increase in the radial load to (2.5-3.5) kN there is a sharp increase in the concentration of wear products;

3) after eight hours of bearing operation, the concentration in the oil of its wear products decreases, which is due to the partial displacement of the lubricant with the abrasive from the contact zone of the rolling friction surfaces and as a result - reducing their impact;

4) after eight hours of operation there is a significant decrease in the roughness of the rolling friction surfaces in the bearing, due to the penetration into the microroughness of cellulose acetate particles under the influence of pressure of a certain value with the formation of a temporary buffer layer between friction pairs. With a further experiment lasting more than fifteen hours, the amount of lubricant in the contact area decreases and the effect on the roughness of the friction surfaces of the abrasive PP06052016 and the polymer based on cellulose acetate again increases almost equally.

Key words: agricultural machinery, rolling bearings, friction, abrasive impurities, wear, resource.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АБРАЗИВНІХ ПРИМЕСЕЙ РАЗЛИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НА СВОЙСТВА СМАЗКИ ПОДШИПНИКОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ

Подольский М., канд. тех. наук, доцент, Южно-Украинский филиал УкрНИИПИТ им. Л. Погорелого Тел .: +380508001727 Podolsky.Mihail@gmail.com  https://orcid.org/0000-0002-1149-4275 

Лилевман И., Южно-Украинский филиал УкрНИИПИТ им. Л. Погорелого

Тел .: +38050050336 igorlilevman@ukr.net  https://orcid.org/0000-0002-3123-5684 

Федорчук Д., аспирант, Херсонский национальный технический университет Тел .: +380951844879

vistelon.fd@gmail.com  https://orcid.org/0000-0003-1565-7067 

Аннотация. Подшипники качения машин сельскохозяйственного назначения эксплуатируются в специфических условиях по отношению к большинству подшипников качения общего назначения, характеризуются сложным характером и высоким уровнем динамической нагрузки, значительным загрязнением масла широким кругом продуктов, таких как полевая пыль, частички обрабатываемых техникой растительных культур, а также собственные продукты износа. Это имеет особое значение в тех случаях, когда процесс смазки выполняется однократно за регламентный период обслуживания, а не путем текущей смазки. Поэтому необходимо проведение дополнительных исследований влияния различных по происхождению и механическими свойствами абразивных включений, которые могут содержаться в маслах на процесс изнашивания и состояние подшипников.

Цель. Исследовать степень влияния на износ подшипников качения сельскохозяйственных машин размера и материалов абразивных частиц, загрязняющих масло, а также действующих на подшипники нагрузок и времени их работы. Отследить процессы, протекающие в зоне трения рабочих поверхностей подшипников.

Методы исследований: теоретический - анализ исследуемых литературных информационных ресурсов, а также экспериментальный - проведение ресурсных испытаний подшипников с помощью созданного стенда при максимально приближенным к реальным условиям работы детали в узле машины.

Результаты. Проведен анализ литературных источников, в которых рассматривается вопрос поиска причин износа подшипников качения, применяемых в сельскохозяйственных машинах, выполнен поиск информации по практическим показателям надежности зерноуборочной и почвообрабатывающей техники, на основе чего были установлены основные факторы, влияющие на процесс трения в парах качения, в том числе - механические и физические показатели загрязняющих включений, которые могут попадать в смазку подшипников.

Собран экспериментальный стенд для выполнения ресурсных исследований, который обеспечивает нужную точность и повторяемость условий проведения испытаний подшипников при однократном внесении различных посторонних абразивных материалов неорганического и органического происхождения. С помощью лабораторного оборудования (индикаторов, микроскопов, профилометров) изучено состояние поверхностей износа по критериям наличия остатков внесенного абразива и по проценту износа элементов узла, появившегося в результате процесса трения, а также по критерию шероховатости поверхности.

Выводы. По результатам исследования установлено, что:

По результатам исследования установлено, что:

1) концентрация в смазке подшипника продуктов его износа практически линейно зависит от размера абразивных частиц. Однако, при увеличении размера абразивных частиц более 55 мкм наблюдается падение величины прироста концентрации продуктов износа подшипника, поскольку абразивные частицы вытесняются из зоны трения;

2) когда радиальная нагрузка, приложенная к подшипнику, составляет до 2 кН, концентрации продуктов износа в масле имеют наименьшее значение (до 0,6%). При дальнейшем повышении радиальной нагрузки до (2,5-3,5) кН происходит резкое повышение роста концентрации продуктов износа;

3) после восьмичасовой работы подшипника концентрация в масле продуктов износа подшипника снижается, что обусловлено частичным вытеснением смазочного материала с абразивом из пятна контакта поверхностей трения качения и в результате - уменьшением их влияния;

4) после восьми часов работы смазка, загрязненная частицами органического происхождения образует временный буферный слой между парами трения в подшипнике, что значительно снижает шероховатость его рабочих поверхностей. При работе подшипника более пятнадцати часов, количество смазки в зоне трения уменьшается и независимо от загрязнения органическими или неорганическими включениями шероховатость поверхностей трения снова возрастает почти в равной степени.

Ключевые слова: сельскохозяйственная техника, подшипники качения, трение, абразивные примеси, износ, ресурс.