Повышение износостойкости подшипниковых узлов сельскохозяйственных машин применением композиционных материалов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Экономические науки

Военного столкновения между Пакистаном и Афганистаном всё-таки не произошло, т.к. ни одна из сторон этого не хотела. Посредниками в деле смягчения напряжённости выступили правительства Египта, Саудовской Аравии, Ирана и Турции. Наиболее значительный вклад был внесён представителем короля Саудовской Аравии и министром правительства Египта - будущим президентом, тогда полковником Анваром Садатом, который причиной конфликта прямо, без обиняков назвал только одну - стремление Афганистана иметь выход к морю. Обстановка разрядилась. Афганскому правительству пришлось смириться с образованием провинции Западный Пакистан. В 1956-57 гг. происходил интенсивный обмен визитами между руководителями обоих государств, в результате которых стороны договорились о расширении транзитной торговли Афганистана через территорию Пакистана, подписали соглашение об авиасообщении. Спорных вопросов в переговорах при этих визитах руководители обоих государств не касались [Pak-Afghan Diskort. Karachi 1990 p. 28].

Таким образом, территориальные противоречия между Пакистаном и Афганистаном с самого образования Пакистана определяли все отношения между обеими странами и не в последнюю очередь экономические. Более того, пакистан-

ской стороной именно экономические проблемы Афганистана были использованы в качестве орудия давления на своего оппонента. Однако дружественные отношения между Афганистаном и СССР позволяли каждый раз срывать эти акции, прорывать экономическую блокаду.

Библиографический список

1. География Афганистана, особенности рельефа, Гиндукуш, горные цепи .... [электронный ресурс]. - режим доступа : www.terravision.ru/ country/view/251/3

2. Снесарев, А. Е. Афганистан [электронный ресурс] / А. Е. Снесарев. - М., 1921. - режим доступа : a - e - snesarev . narod.ru /trudi/ Afghanistan. htm.

3. Коргун, В. Г. История Афганистана. ХХ век [Текст] / В. Г. Коргун . - М. : ИВРАН + КРАФТ, 2004. - 525 с.

4. Pakistan Almanach 2005-2006 [Текст]: официальный текст по состоянию на 1 января 2006 г. / Pakistan , Karachi, 2006.- 608 pp.

5. Khyber Pakhtunkhwa - Wikipedia, the free encyclopedia [Хайбер Пуштунхва] [электронный ресурс]. - режим доступа : www.en.wikipedia.org/ w2iki/Khiber_Pakhtunhwa.

6. Ghaus , Abdul Samad The Fall of Afghanistan [Текст] / Abdul Samad Ghaus. - New York, 1988. -507 pp.

ТРИБУНА МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ

УДК 629.113/115.621.7(075.8)Т384

Г.А. Борисов, д-р техн. наук, профессор, И.Н. Колодяжная, канд. техн. наук, Е.Е. Семенова, канд. техн. наук, А.Д. Чернышев, аспирант, Ю.В. Ичанкин, аспирант

Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева

ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОИКОСТИ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

В качестве антифрикционных материалов для подшипников скольжения используются сплавы

на основе сурьмы, олова, свинца (СОС) и сплавы на алюминиевой основе (АСМ), где, используя

© Борисов Г А., Колодяжная И. Н., Семенова Е. Е., Чернышев А. Д, Ичанкин Ю. В, 2013

алюминий как матрицу, добавляют в нее сурьму - 6,5% и магний 0,03 - 0,7%. Однако для форсированных двигателей эти сплавы обладают недостаточной прочностью и, более того, дизельные топлива, содержащие значительное количество серы, вступают во взаимодействие со сплавом и приводят к его разрушению.

Изыскание новых проектных и конструкторских решений, подбор новых материалов, обеспечивающих повышение ресурса подшипниковых узлов сельскохозяйственных машин, является актуальной задачей.

В последние годы в подшипниковых узлах сельскохозяйственных машин все более широкое применение находят материалы, работающие без смазки. В большинстве случаев это композиционные материалы, в которых нитевидные армирующие кристаллы ориентированы перпендикулярно к трущимся поверхностям. К числу используемых нитевидных кристаллов относятся а-А1203; SiC и др. Высокотвердые нитевидные кристаллы Si применяют в дисковых муфтах, шестернях коробок передач, тяжелонагруженных механизмах и т.д.

В настоящее время насчитывается около 40 конкретных наименований износостойких инструментов и деталей, которые, по мнению ученых, необходимо изготовить не из металлов, а из композитов, с арматурой из различных усов. В их число входят литьевые формы, самозатачивающиеся ножи сенокосилок, детали вращающихся барабанов любых устройств, самозатачивающиеся ножницы, лопатки вентиляторов и насосов, отвертки, ножи, сверла.

Одним из перспективных направлений применения деталей из композитов являются подшипники скольжения, которые широко используются в подшипниковых узлах сельскохозяйственных машин.

Преимуществами композитов являются морозостойкость, жаропрочность при температурах, когда другие поликристаллические волокна ре-кристаллизируются, значительное увеличение срока сопротивления компрессионных лопаток воздействию температур (до 1000 ч. и более), повышение к.п.д. тепловых двигателей, связанное с технологической возможностью перемещения рабочего режима до температур выше 1000°С. Особенно хорошо зарекомендовали себя высокоэффективные композиты на основе AL203 в паре с железом или нихрома в паре с алюминием, хрома в паре с медью, а также на основе усов сапфира, карбидов, силицидов и оксидов металлов. Разработчиками их являются фирмы «Юнайтед Эйр-крафт» и «Тайко».

В этот перечень необходимо включить большую группу износостойких материалов для подшипников и других пар трения, в которых не применяется обычная смазка. Сюда же следует отнести подшипниковые узлы сельскохозяйственных машин, работающих обычно в жестких усло-

виях коррозийного и абразивного износа.

В таких материалах в качестве армирующей составляющей используются усы, прочность которых превосходит прочность обычного материала и порой приближается к теоретической.

Их высокая прочность (ак) объясняется тем обстоятельством, что нагрузку почти полностью несет арматура (металлические усы), а не наполнитель (связка). Например, композиционный материал, изготовленный фирмой «Прешакемикл» на основе монокристаллических вискеров ^ залитых расплавленной медью, имеет прочность 246 кгс/мм2. Для сравнения, прочность современных сверхпрочных сплавов составляет 48 - 96 кгс/мм2.

Если усы ориентированы вдоль направления силы воздействия, то прочность изделия из композиционного материала ак определяется по формуле:

ак=Чау40-^)ан

где V - объем, занимаемый металлическими усами;

а - прочность усов;

ан - прочность наполнителя.

При использовании металлических усов для изготовления композиционных материалов необходима отбраковка некачественных усов и их осколков.

Разработаны автоматы, сортирующие усы диаметром 2 мм. Для повышения адгезионной прочности усы очищают химическими методами или путем ионной бомбардировки.

Стоимость композиционных материалов, армированных нитевидными кристаллами, составляет 450- 900 долларов за 1 килограмм. При этом вес конструкций снижается ~ в 5 раз. Поскольку уменьшение веса конструкций на 1 кг приводит в авиации к экономии 222 - 22000 долларов (цена алюминия в США составляет 88 долларов за 1 кг), то общий экономический эффект от замены только одного килограмма алюминия на композит, армированный усами, составит внушительную сумму 900-9000 долларов. В космической технике и ракетостроении по тем же американским данным экономия составит 10000-12000 долларов.

Кроме рассмотренных композиционных материалов в практику машиностроения сегодня вошли полимерные материалы.

Такими материалами стали термопластичные материалы полиамидной группы, например литье-вый полиамид П-68, П-68СВ, П-610 (ГОСТ 1058973), П-АК-80/20 и П-АК-85/15. Аналогами полиамидов является Рильсан А (Франция), Вестамид (Германия) и др. Повышенная по сравнению с другими термопластами гидрофильность полиамидов усложняет их переработку и применение.

Наряду с материалами полиамидной группы были разработаны и нашли широкое применение в узлах трения ацетальные смолы. Ацетальные смолы выпускают 2-х видов в виде гомополимера

Трибуна молодых учёных

формальдегида (ПФА), либо сополимера триокса-на с диоксаланом (СТД); существуют зарубежные аналоги: Хостаформ (Германия), Дельрин (США). Полиформальдегид характеризуется высоким сопротивлением усталости при динамических и знакопеременных нагрузках, стабильностью размеров и низкой ползучестью при повышенных температурах, стабильностью сохранять достаточно высокую прочность и жесткость при температуре до 100°С, высокой износостойкостью и антифрикционными свойствами, способностью самосмазывания, морозостойкостью и незначительной гигроскопичностью, высокой коррозионной стойкостью.

По прочности при растяжении и изгибе, по сопротивлению усталости полиформальдегид превосходит все другие термопласты. Он обладает также высоким динамическим модулем упругости. Теплостойкость при изгибе при высоких нагрузках для образцов полиформальдегида выше, чем у других термопластов.

Фторопластовая группа антифрикционных термопластичных материалов - политетрафторэтилен (ПТФЭ), известный под маркой фторопласт-4,

Рис. 1

зависимости от нагрузки, действующей на подшипник в условиях работы без смазки (рисунок 1), можно сделать заключение об использовании полиформальдегида (Хостаформ), как отвечающего эксплуатационным требованием и как наиболее дешевого конструкционного материала. После вы-

отличается относительно высокой теплостойкостью и стабильностью свойств при повышении температуры. Однако из-за сравнительно низкой механической прочности и хладотекучести фторопласт в чистом виде практически не применяется в нагруженных антифрикционных узлах. Существуют современные разработки антифрикционных материалов, имеющих высокие показатели по прочности с низким коэффициентом трения - это материалы УКН-5000, СИНТЕК-УМ (Россия), ГУР, ЦЕЛАНЕКС, ИМПЕТ (Германия), но из-за высокой стоимости эти материалы для сельского хозяйства - скорее материалы будущего. Из всего перечня перечисленных выше полимерных материалов наиболее применимым является полиформальдегид СТД; для герметизирующего уплотнения используется полиуретан СКУ-ПФЛ-100.

Анализируя ресурсные и стоимостные показатели композиционных и полимерных материалов, можно сделать заключение о целесообразности применения последних в подшипниковых узлах сельскохозяйственных машин.

Анализируя график изменения силы трения в

бора были проведены испытания в 3-х режимах:

- без смазки;

- со смазкой;

- с абразивом.

Результаты испытаний приведены на рисунке

2.

1 - полиформальдегид СТД (Хостаформ); 2 - полиамид 68 ВС; 3 - УКН-5000 ■ График изменения силы трения в зависимости от нагрузки, действующей на подшипник в

условиях работы без смазки

1 - со смазкой; 2 - без смазки; 3 - с абразивом Рис. 2 - Изменение коэффициента трения в зависимости от условий работы

Из графика видно, что в зависимости от условий трения значительное увеличение коэффициента трения происходит при работе с абразивом. При работе в других условиях коэффициент трения изменяется незначительно, что является высоким показателем антифрикционных свойств используемого материала.

Библиографический список

1.Гаркунов, Д. Н. Триботехника. Износ и безыз-носность. / Д.Н. Гаркунов. - М. : МСХА, 2001 - 616 с.

2. Композиционные материалы: справочник / В.

В. Васильев, В. Д. Протасов, В. В. Болотин и др.; под ред. В. В. Васильева, Ю. М. Тернопольского. -М. : Машиностроение, 1990 - 512 с.

З.Чичинадзе, А.В. Трение, износ и смазка(Трибология и триботехника) / А. В. Чичинадзе, Э. М. Браун и др.; под общей ред. А.В. Чичинадзе. - М. : Машиностроение, 2003 - 576 с.

4.Рогов, В. А. Современные машиностроительные материалы и заготовки / В. А. Рогов, Г. Г. По-зняк. - М. : «Академия», 2008. - 336 с.

5.Болтон У. Конструкционные материалы: металлы, сплавы, полимеры, керамика, композиты. / Пер. с англ. - М. : Додэка - XXI, 2007. - 320 с.

УДК 636.92: 612.111.33

С.А. Деникин, аспирант, Л.Г. Каширина, д-р биол. наук, профессор

Рязанский государственный агротехнологичекий университет имени П.А. Костычева

ВЛИЯНИЕ НАНОРАЗМЕРНОГО ПОРОШКА КОБАЛЬТА НА ЭРИТРОПОЭЗ У КРОЛИКОВ

Крольчатина является полноценным источником белка, минеральных веществ и витаминов. Количество белка в ней больше чем в баранине,

говядине, свинине, телятине. Кроме того, мясо кроликов - низкокалорийный продукт, с низким содержанием жира. Особенно полезна крольча-

© Деникин С. А., Каширина Л. Г, 2013