Реализация безызносного трения в пожарной технике, как способ повышения ее надежности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России

Реализация безызносного трения в пожарной технике, как способ повышения ее надежности

Киселев Вячеслав Валериевич, преподаватель

Аннотация

смазочный работоспособность пожарный техника

Актуальной задачей современного машиностроения является рациональное применение смазочных материалов, определяющих во многих случаях работоспособность и долговечность машин. В работе описан способ качественного улучшения свойств смазочных материалов для пожарной техники. Таким способом является разработка смазочных материалов, реализующих безызносное трение.

Повышение надежности автотранспортных средств, используемых в системе МЧС России и в любой другой сфере, является важной хозяйственной задачей. Результаты анализа эксплуатационных испытаний пожарных автомобилей на пробегах, близких к капитальному ремонту, в качестве основной причины отказов указывают на преждевременный износ трущихся поверхностей.

Износ парка аварийно - спасательной и пожарной техники в ряде регионов России достигает 70%. Поддержание имеющейся пожарной техники в исправном состоянии, проведение ее ремонта и технического обслуживания требуют больших материальных затрат.

Интенсивно используемая автомобильная техника подвержена негативным воздействиям ряда факторов. Это и неустановившийся режим работы, и реверс, и вибрации, и возможность попадания абразивных частиц в зону контакта трущихся поверхностей, и разнообразие внешних условий эксплуатации, вызванное как переменными нагрузками, так и изменениями в окружающей среде, -- все это приводит к существенному повышению интенсивности изнашивания трущихся поверхностей деталей машин.

Применительно к пожарной технике эта проблема наиболее актуальна, поскольку в данной сфере двигатели пожарных и аварийно-спасательных автомобилей кроме транспортного режима эксплуатируются еще и в стационарном режиме в качестве привода на исполнительный агрегат, кроме того, они работают и без нагрузки в режиме прогрева и при смене караула во время проведения ежедневного технического осмотра. Изнашивание деталей приводит к ухудшению технических характеристик механизмов, снижению скорости движения пожарных автомобилей, подачи и напора, развиваемых пожарными насосами. Все это приводит к преждевременной постановке автомобилей на техническое обслуживание или ремонт.

На сегодняшний день для оснащения формирований МЧС России отечественные предприятия аварийно-спасательного машиностроения предлагают свыше 40 образцов аварийно-спасательных машин различных типов и более 1500 наименований инструмента, приборов, оборудования и имущества для их комплектации. Государство должно быть прямо заинтересовано в том, чтобы российские пожарные и спасатели были мобильными, хорошо экипированными, оснащенными самыми передовыми оборудованием и техникой.

Столь важную и дорогостоящую технику необходимо поддерживать в хорошем рабочем состоянии и в постоянной боевой готовности.

Уже длительное время за пределами нашей страны для снижения износа деталей машин начали использовать образующуюся в процессе трения между контактируемыми деталями пленку, образованную мягкими металлами. Отмечается, что образование такой пленки во всех случаях приводит к повышению износостойкости узлов трения, а иногда и к проявлению безызносности. Достигаемое повышение износостойкости может быть объяснено осуществлением в зоне трения явления избирательного переноса.

В процессе поиска средств увеличения износостойкости деталей машин в нашей стране открыт избирательный перенос при трении. Избирательный перенос (ИП) - это комплекс физико-химических явлений на контакте поверхностей при трении, который позволяет преодолеть ограниченность ресурса трущихся сочленений машин и снизить потери на трение. ИП есть особый вид трения, который обусловлен самопроизвольным образованием в зоне контакта неокисляющейся тонкой металлической пленки с низким сопротивлением сдвигу и неспособной наклепываться. На пленке образуется в свою очередь полимерная пленка, которая создает дополнительный антифрикционный слой. ИП, его системы снижения износа и трения (системы СИТ), разработанные А. А. Поляковым, не вытекают из ранее имевшихся представлений о трении и изнашивании. Сложность ИП состоит также в том, что ряд его химических и физических процессов не встречался в практике исследований трения. Большинство химических реакций ИП являются гетерогенными, поэтому их изучение затруднено.

Но в то же время ИП имеет в своей основе полезные физико-химические явления и группы явлений (систем). Они подавляют изнашивание, снижают сопротивление сдвигу и обладают свойством самоорганизации, а иногда и способностью к обратной связи с возбуждающей причиной. Их основная ценность состоит в том, что они работают дифференцированно против факторов, ведущих к разрушению поверхности. Почти каждая из систем имеет глубокое содержание; например, система защиты от водородного изнашивания представляет собой целое трибологическое направление. Традиционной системой снижения износа и трения (СИТ) является самопроизвольное образование слоя смазочного материала при трении с граничной смазкой в результате адсорбции молекул смазочного материала на поверхности. А в ИП имеется максимальное число систем СИТ, и эффект здесь наиболее полный и существенный. Весьма полезным свойством ИП является также свойство работать в средах, где трение при граничной смазке не может эффективно выполнять свои функции. ИП проявляет способность перестройки защитных систем, которые варьируются в зависимости от свойств среды, являющейся исходным материалом для образования системы снижения износа и трения.

Актуальной задачей современного машиностроения является рациональное применение смазочных материалов, определяющих во многих случаях работоспособность и долговечность машин. Сложные условия эксплуатации современных машин резко повысили требования к смазочным материалам. В результате этого получила дальнейшее развитие теория смазочного действия, особенно при граничном трении. Возникла необходимость глубокого изучения механизмов и закономерностей механического и физико-химического действия смазок различного состава при различных условиях трения. Особое значение приобретает применение присадок к смазочным маслам.

Вопросы износа являются главными в общей проблеме трения, смазки и износа. Каждый новый шаг в развитии машин, механизмов и приборов связан с изучением явлений, протекающих в зоне контакта деталей, с учетом прочностных характеристик поверхностей и их разрушения (износа). В борьбе с износом на первом месте стоит задача создания общей теории сопротивления изнашиванию материалов. Эта теория необходима для обоснованного применения конструкционных, технологических и эксплуатационных средств по устранению недопустимых патологических процессов повреждаемости и достижению минимального износа.

Трение, смазка и износ в машинах органически связаны между собой. Невозможно говорить о решении задачи износостойкости без привлечения представлений теории трения и смазки или о разработке смазочной техники и материалов без понимания сущности явлений трения и износа. Неразрывная связь между задачами трения, смазки и износа всегда выступает на первый план в исследовательских работах, имеющих прикладное направление. Между тем, эти три взаимосвязанные области во многих теоретических работах рассматриваются раздельно как самостоятельные.

В теоретических исследованиях наиболее разработана механическая сторона явлений, при этом физические представления в большинстве случаев противоречивы или недостаточны, химические явления еще менее изучены. Мало используются последние достижения тех дисциплин, которые должны составлять основу науки о трении, смазке и износе, не являющейся самостоятельной среди естественных наук. Ее основные положения и законы должны основываться на синтезе достижений многих смежных дисциплин: механики упругих и пластических сред, реологии, металловедения, физики твердого тела, физической химии, химии поверхностных явлений и др. Таким образом, можем сделать вывод о том, что поле деятельности в данном направлении является чрезвычайно широким.

Одной из главных причин недостаточного качества отечественной спасательной техники является низкая культура не только ее изготовления, но также эксплуатации, обслуживания и ремонта. Обслуживающий технику персонал не всегда информирован о возможностях эффективного влияния на ее качество посредством изменения условий эксплуатации, используя последние достижения в области трибологии, такие как: современные смазочные материалы, специальные средства и технологии. Следует отметить, что в определенной степени это является следствием недостаточной подготовленности и информированности инженерно-технических кадров в данной области, отсутствия даже во многих передовых высших технических учебных заведениях курсов дисциплин по трибологии - науке о трении, изнашивании и смазке машин и оборудования.

В настоящее время на рынке представлен довольно широкий спектр препаратов, призванных восстановить изношенные поверхности деталей, однако отношение к таким препаратам далеко неоднозначно. Абсолютное большинство производителей смазочных масел настроено по отношению к присадкам резко отрицательно. Основной их тезис в этом противостоянии - утверждение того, что современное масло уже содержит весь необходимый пакет присадок, и введение в масло дополнительного компонента не только нежелательно, но и вредно, ибо тем самым нарушается баланс свойств присадок из базового пакета. Действительно, спорить с тем, что использование качественных масел является залогом длительного срока службы и хороших эксплутационных качеств транспортного средства. Качественные смазочные масла содержат пакеты присадок, улучшающих их свойства. Количество функциональных присадок к маслам исчисляется десятками.

Однако все эти функциональные присадки к маслам определяют работу узла сопряжения в штатных условиях гидродинамического трения и никаким образом не учитывают реальное состояние поверхности цилиндров, поршневых колец, шеек валов и т.д. Они работают одинаково как для нового, так и для изношенного двигателя, а ведь условия смазывания для различных стадий эксплуатации двигателя сильно отличаются. Эксплутационный износ поверхностей трения вносит индивидуальные особенности в работу каждого узла трения двигателя.

Применение прогрессивных смазочных материалов позволит добиться значительных положительных результатов, а именно продлить ресурс работы узлов автотранспортной техники до двух раз, резко снизить аварийные разрушения оборудования, сократить затраты на внеплановые ремонты оборудования, экономить горюче-смазочные материалы.

Список литературы

1. Зарубин В.П., Киселев В.В., Пучков П.В., Топоров А.В. Улучшение эксплуатационных характеристик автотранспортной техники за счет применения высокоэффективных присадок. / Известия Московского государственного технического университета МАМИ. 2014. Т. 3. № 1 (19). С. 56-62.

2. Киселев В.В., Пучков П.В., Топоров А.В. Снижение износа трущихся деталей пожарных автомобилей за счет применения высокоэффективных металлсодержащих присадок к маслам. / Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. 2014. Т. 1. № 1 (5). С. 363-368.

3. Зарубин В.П., Киселев В.В., Топоров А.В., Пучков П.В., Мельников А.А. Перспективы применения нанопорошков силикатов в смазочных материалах, используемых в пожарной технике. / Пожаровзрывобезопасность. 2013. Т. 22. № 5. С. 65-70.

4. Киселев В.В., Пучков П.В. Проведение экспресс оценки качества смазок, используемых в спасательной технике. / Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире. 2015. № 12-1. С. 105-107.

Размещено на Allbest.ru