способ смазки узлов трения механических систем и устройство управления системой смазки

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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.