Способ смазки узлов трения механических систем и устройство управления системой смазки

Авторы патента:

F16N15 - Смазка веществами, отличающимися от масла или консистентных мазей; смазка, отличающаяся применением особых смазочных материалов в специальных аппаратах или при особых условиях ( F16N 17/00 имеет преимущество; смазочные составы, выбор определенных веществ в качестве смазочных материалов вообще C10M; подшипники с поверхностями, содержащими смазочные вещества F16C 33/04; смазка, относящаяся только к определенным машинам или устройствам, предусмотренным только в одном другом классе, см. в соответствующем классе для этих машин или устройств)

Владельцы патента RU 2249757:

Кубанский государственный технологический университет (RU)

Способ и устройство предназначены для областей промышленности, где необходима смазка узлов трения. Способ заключается в подаче смазки с определенным набором присадок в узлы трения. Предварительно определяются два этапа трения в зависимости от контактного давления в паре трения, определяемого с помощью известных тензодатчиков, и третий этап при износе 0,8...0,9 от допускаемого. На первом этапе приработки подают приработочную присадку. На втором этапе нормального износа подают противоизносную, высокотемпературную присадки. На третьем этапе повышенного износа подают присадку на основе эффекта избирательного переноса. В качестве приработочной присадки подают ДФ-11. На этапе нормального износа подают сульфол, амидотиофосфаты. На этапе повышенного износа подают медный порошок. Устройство управления системой смазки, содержащее устройство задания цикла смазки и продолжительности подачи, систему периодической смазки, систему дополнительной подачи смазки, связанной с термодатчиками. Устройство дополнительно снабжено устройством дистанционного определения износа, тензодатчиками, находящимися в узлах трения, устройством преобразования сигналов от тензодатчиков и термодатчиков, устройством дозированной подачи присадок, микропроцессорным устройством, которое связано с дозатором присадок, с устройством дистанционного определения износа, с устройством преобразования сигналов от термодатчиков и тензодатчиков, находящихся в узлах трения. Технический результат - снижение износа, увеличение срока службы узла трения за счет управления режимом смазки в зависимости от этапа трения. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство относится к системам подачи смазки и может быть использовано в конструкциях станков, автоматических линиях, в оборудовании нефтяной и газовой промышленности, пищевой и легкой промышленности, где необходима смазка узлов трения.

Аналогами являются централизованные системы непрерывной подачи смазки в агрегатных станках, автоматических линиях, состоящие из систем подачи смазки, дозирования и периодичности ее поступления в узлы трения. (Коневский А.П. Системы смазки агрегатных станков и автоматизированных линий. - М.: НИИМаш, 1973 г.).

Основными недостатками этих систем является то, что подача смазки в узлы трения осуществляется постоянно. Периодичность может достигаться за счет отключения смазочной магистрали, что не учитывает потребность в смазке конкретного узла трения. Это приводит к избыточному количеству смазки и большим ее потерям, а также необходимости часто менять смазку. Рассматриваемые системы не учитывают возможность дополнительной (внеплановой) подачи смазки в случае повышения температуры узла трения, что приводит к повышенному его износу. Присадка к смазке вводится один раз, независимо от этапа трения.

Прототипом изобретения по системе подачи смазки для всего оборудования является система централизованной подачи с дозированным количеством смазки, имеющая устройства подачи смазки, дозирования и периодичности (Коневский А.П. Системы смазки агрегатных станков и автоматизированных линий. - М.: НИИМаш, 1973 г.).

Недостатками данного устройства является отсутствие дополнительной подачи смазки, нет управляющего подачей смазки микропроцессорного устройства, а также нет возможности введения определенной присадки в зависимости от этапа трения.

Прототип конструкции узла трения, состоящего из антифрикционного вкладыша, корпуса, конструктивных решений подвода и отвода смазки описан в литературе: Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для втузов / С.А. Чернавский, Г.А. Снесарев, Б.С. Козинцев и др. - 5-е изд. Перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1984. - С.375-395; Орлов П.И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие в 3-х книгах. Кн.2. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1972. - С.328-370.

Недостатками конструкций этих узлов трения является отсутствие контролирующих работу узла датчиков, позволяющих определять температуру в зоне трения, износ, подавать сигнал на микропроцессорное устройство.

Задачей данного устройства и способа смазки являются - снижение износа, увеличение срока службы узла трения за счет управления режимом смазки в зависимости от этапа трения.

Указанная задача решается предложенным способом смазки узлов трения механических систем, заключающимся в подаче смазки с определенным набором присадок в узлы трения, по которому предварительно определяют два этапа трения в зависимости от контактного давления в паре трения, определяемого с помощью тензодатчиков, а третий этап при достижении износа 0,8...0,9 от допускаемого; на первом этапе приработки подают приработочную присадку, на втором этапе нормального износа подают противоизносную, высокотемпературную присадки, на третьем этапе повышенного износа подают присадку на основе эффекта избирательного переноса. В качестве приработочной присадки подают ДФ-11, на этапе нормального износа подают сульфол, амидотиофосфаты, на этапе повышенного износа подают медный порошок.

Предложенный способ реализуется устройством.

Устройство управления системой смазки, содержащее устройство задание цикла смазки и продолжительности подачи, систему периодической подачи смазки, систему дополнительной подачи смазки, связанной с термодатчиками, которое дополнительно снабжено устройством дистанционного определения износа, тензодатчиками, находящимися в узлах трения, устройством преобразования сигналов от тензодатчиков и термодатчиков, устройством дозированной подачи присадок, микропроцессорным устройством, которое связано с дозатором присадок, с устройством дистанционного определения износа, с устройством преобразования сигналов от термодатчиков и тензодатчиков, находящихся в узлах трения.

Исследованиями установлен, что каждый этап трения характеризуется определенным контактным давлением, которое можно определить теоретически по зависимостям, изложенным в работе [Пружанский Л.Ю. Исследование методов испытания на изнашивание. - М.: Наука, 1978. - 112 с.]. Зависимость интенсивности изнашивания от контактного давления представлена на фиг.2, где на ломаной линии, аппроксимирующей эту зависимость, четко различаются три участка. На первом участке в результате приработки давление падает до P_C, что влечет за собой снижение интенсивности изнашивания. По мере падения давления до Р₀ вследствие увеличения площади контакта снижается интенсивность изнашивания, режим трения полужидкостной, переходящий на третьем этапе в жидкостной.

Нами установлено влияние присадок на изнашивание, которое показывает, что они эффективны на определенном этапе трения и могут быть вредны на другом. Эффект избирательного переноса наиболее эффективен при износе 0,8...0,9 от допускаемого износа.

Применение устройства дистанционного определения износа [Патент №2089880] позволяет контролировать кривую изнашивания и при наличии величины износа 0,8...0,9 от допускаемого ввести присадку на медной основе, то есть использовать явление избирательного переноса [Гаркунов Д.Н. Избирательный перенос в узлах трения. - М.: Транспорт, 1969]. Таким образом можно ввести промежуточный “3’” этап износа, что позволит увеличить продолжительность работы узла трения (фиг.1). Тензодатчики позволяют определять величину контактного давления и таким образом этап изнашивания. Устройство дозированной подачи присадок позволяет подавать определенную марку присадки в зависимости от этапа изнашивания в определенном количестве. Этап изнашивания определяется по контактному давлению, определяемому с помощью тензодатчиков. Микропроцессорное устройство управляет процессами подачи смазки и вводом дозированного количества присадки.

На фиг.3 изображена функциональная схема устройства.

Устройство состоит из устройства задания цикла смазки и продолжительности подачи 1, системы периодической подачи смазки 2, системы дополнительной подачи смазки 3, термодатчиков 4, тензодатчиков 5, преобразователя сигналов от тензодатчиков и термодатчиков 6, устройства дистанционного определения износа 7, устройства дозированной подачи присадок 8, микропроцессорного устройства 9.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Устройство задания цикла смазки и продолжительности подачи 1 подает сигнал на срабатывание системы периодической подачи смазки 2, работа которого зависит от сигнала от тензодатчиков 5, поступающего через преобразователь сигналов 6 в микропроцессорное устройство 9, которое дает команду на дозатор 8 с определенной присадкой, вводимой с основной смазкой, то есть согласно этапу трения. При увеличении температуры узла трения выше расчетной сигнал от термодатчиков 4 через преобразователь сигналов 6 поступает в микропроцессорное устройство 9, посылающее команду на дозатор 8, который с помощью устройства дополнительной подачи смазки 3 подает смазку с высокотемпературной противоизносной присадкой. При достижении величины износа размера 0,8...0,9 от допускаемого (предлагаемый этап 3’) сигнал от устройства дистанционного определения износа 7 поступает в микропроцессорное устройство 9 и с помощью дозатора 8 вводится медный порошок, то есть используется явление избирательного переноса.

Микропроцессорное устройство 9 управляет работой каждого узла трения, что позволяет продлить работу всей машины, оборудования.

Предлагаются следующие присадки на определенных этапах трения.

1 - этап приработки - приработочные присадки, например ДФ-11.

2 - этап нормального износа - притивоизносные, высокотемпературные присадки, например сульфол, амидотиофосфаты.

3’ - этап повышенного износа - медный порошок (метод избирательного переноса).

Предлагаемое устройство эффективно при применении в сложном технологическом оборудовании, в оборудовании при разработке нефтяных и газовых промыслов, где вопросы связанные с трением и износом оборудования стоят особенно остро. Были произведены испытания согласно предлагаемому способу смазки, которые показали снижения интенсивности изнашивания в 1,4...1,8 раз, что значительно увеличило срок службы узла трения.

1. Способ смазки узлов трения механических систем, заключающийся в подаче смазки с определенным набором присадок в узлы трения, отличающийся тем, что предварительно определяются два этапа трения в зависимости от контактного давления в паре трения, определяемого с помощью известных тензодатчиков, и третий этап при износе 0,8...0,9 от допускаемого; на первом этапе приработки подают приработочную присадку, на втором этапе нормального износа подают противоизносную, высокотемпературную присадки, на третьем этапе повышенного износа подают присадку на основе эффекта избирательного переноса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве приработочной присадки подают ДФ-11.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе нормального износа подают сульфол, амидотиофосфаты.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе повышенного износа подают медный порошок.

5. Устройство управления системой смазки, содержащее устройство задания цикла смазки и продолжительности подачи, систему периодической подачи смазки, систему дополнительной подачи смазки, связанной с термодатчиками, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено устройством дистанционного определения износа, тензодатчиками, находящимися в узлах трения, устройством преобразования сигналов от тензодатчиков и термодатчиков, устройством дозированной подачи присадок, микропроцессорным устройством, которое связано с дозатором присадок, с устройством дистанционного определения износа, с устройством преобразования сигналов от термодатчиков и тензодатчиков, находящихся в узлах трения.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам восстановления изношенных металлических поверхностей в парах трения, и обеспечивает решение проблемы сохранения на должном уровне эксплуатационных характеристик машин и механизмов, побывавших в использовании, в частности позволяет повысить надежность и долговечность двигателей внутреннего сгорания, а именно их цилиндропоршневой группы.

Фильтрующее устройство для создания трибохимического режима в системах смазки машин и механизмов // 2223442

Изобретение относится к области машиностроения, к смазочным материалам, и может быть использовано при эксплуатации машин и механизмов. .

Способ механической обработки // 2173248

Смазочная композиция // 2162482

Антифрикционный уплотнительный материал // 2128801

Способ нанесения твердого смазочного покрытия // 2108515

Способ повышения износостойкости механизмов машин и оборудования при эксплуатации // 2107864

Герметизирующая антикоррозионная смазка // 2094693

Способ смазки узлов трения // 2059919

Способ плакирования металлических поверхностей узлов трения, металлоплакирующая смазка и способ ее получения // 2056580

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к технике смазки, и может быть использовано для смазки узлов трения, испытывающих значительные нагрузки, например крестовин автомобилей, механизмов подъемных кранов.

Способ повышения долговечности трибосистемы // 2250410

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам повышения долговечности трущихся элементов машин и механизмов

Антифрикционный порошковый материал // 2268440

Изобретение относится к области триботехнического материаловедения и смазке твердых тел, в частности к узлам, деталям машин и механизмов, работающих в условиях сухого, граничного и жидкостного трения, предназначенных для торцевых уплотнительных колец, подшипников скольжения и порошковых втулок тормозной рычажной передачи для локомотивов, вагонов, цистерн подвижного состава железных дорог и метрополитена

Способ смазки узлов трения // 2334909

Изобретение относится к области разработки, производства, эксплуатации и технического обслуживания узлов трения технологических, энергетических и транспортных машин и может быть использовано в машиностроении, самолетостроении, производстве железнодорожных транспортных средств, судов, автомобилей, станков, электрических и других машин, где необходимо обеспечивать высокую долговечность трущихся деталей

Способ изготовления поверхностей трения с применением твердых смазочных материалов на основе эпоксидных смол // 2487289

Изобретение относится к триботехнике и может использоваться для снижения силы трения и повышения стойкости к задирам рабочих поверхностей деталей узлов трения машин

Способ смазки двигателя внутреннего сгорания // 2499898

Изобретение относится к способам смазки двигателей внутреннего сгорания и может использоваться в машиностроении. Способ смазки двигателя внутреннего сгорания, включающий подачу смазки в зазоры между его трущимися деталями, причем поверхности трущихся деталей предварительно покрывают износостойким покрытием, а смазкой является вода. Изобретение обеспечивает снижение коэффициент трения, повышение экологической безопасности, упрощение конструкции как самой системы смазки, так и двигателя. 6 з.п. ф-лы.

Фрикционная передача // 2538857

Устройство относится к машиностроению и может быть использовано в механизмах с фрикционной передачей. Цилиндрические элементы, выполненные из твердого материала, рабочие поверхности которых прижимаются к друг к другу настолько, что сила трения, возникающая на контакте, равна величине передаваемого окружного усилия, имеют углубления, заполненные твердым смазочным веществом и расположенные таким образом, что траектории, описанные любой точкой периметра углублений, не пересекаются и не накладываются в зоне контакта. Указанные углубления могут иметь форму круга, форму равностороннего прямоугольника, одна из диагоналей которого совпадает с образующей цилиндрического элемента, или форму прямоугольного четырехугольника, одна из сторон которого совпадает с образующей цилиндрического элемента. Углубления могут быть расположены на образующих цилиндрических элементов, формируя ряды, находящиеся на заданном расстоянии друг от друга. Расширяется зона устойчивой работы и повышается передаваемое усилие. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Фрикционная деталь, работающая в среде со смазкой // 2608612

Настоящее изобретение относится к фрикционным деталям, работающим в среде со смазкой, содержащей модификатор трения, при этом по меньшей мере на одну из деталей нанесено покрытие, при этом модификатором трения является MoDTC, покрытие является отличным от DLC и для по меньшей мере одной детали является нитридом хрома, при этом нитрид хрома присутствует в кристаллизации со структурой типа NaCl с микротвердостью 1800+/-200 HV. Также настоящее изобретение относится к применению фрикционных деталей. Техническим результатом настоящего изобретения является объединение свойств нитрида хрома и MoDTC с обеспечением существенного снижения коэффициента трения без снижения твердости. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил.

Способ повышения эффективности использования смазочного масла с присадками // 2624927

Изобретение относится к эксплуатации машин, в частности - к использованию моторного масла в двигателях внутреннего сгорания. Способ повышения эффективности использования смазочного масла с присадками включает электрообработку смазочного масла при прохождении его в межэлектродном пространстве при постоянном электрическом напряжении, в котором величину постоянного электрического напряжения устанавливают в зависимости от силы тока в межэлектродном пространстве так, чтобы сила тока находилась в диапазоне 0,9÷1,0 максимального значения силы тока, фиксируемой в диапазоне, при котором электрический пробой смазочного масла не достигается. Технический результат заключается в уменьшении изнашивания трущихся деталей, расхода топлива и увеличения срока службы, а также в снижении выбросов вредных веществ с отработавшими газами. 1 табл., 4 ил.