Московский государственный университет леса

Кафедра «Технологии машиностроения и ремонта»Научная конференция

доклад на тему:

Способы обеспечения работоспособности

подшипникового узла турбокомпрессора

Асп. Михалин П.А.Доц. Прохоров В.Ю.

Структура возрастного парка транспортных и технологических машин лесного комплекса

Марка машины Всего В т. ч. По срокам эксплуатации (годах), %

До 1 2 – 3 4 – 5 Свыше 5

Тракторы трелевочные

ТДТ-55А, ТЛТ-100-06 100 1,6 31,5 27,4 39,5

ТТ-4, ТТ-4М, МТЗ 100 1,7 13,2 20,3 64,8

Бесчокерные трелевочные машины

ЛП-18Г, ЛТ-154А 100 6,7 13,3 10,0 70,0

Валочно-пакетирующие машины

ЛП-19А(Б), МЛ-119А 100 4,3 7,0 9,0 79,7

Сучкорезные машины

ЛП-30Б 100 0,4 9,4 21,4 68,8

ЛП-33А 100 ___ 9,4 18,7 71,9

Челюстные погрузчики

ПЛ-1В 100 ___ 17,0 27,0 56,0

ЛТ-65Б 100 2,2 13,0 13,1 71,7

Лесовозные автомобили

Урал, Маз, КрАЗ, КамАЗ 100 8,1 16,9 27,7 47,3

Турбокомпрессоры на лесозаготовительной и лесотранспортной технике

Применяемость турбокомпрессоров на дизельных двигателях лесных машин

Модельтурбокомпрессора

Марка двигателя

Транспортное средство на котором применяется двигатель с ТКР

Цена нового ТКР (руб.)

Стоимость ремонта(руб.)

ТКР-7Н1-СТ 7403.10 (КамАЗ) Автомобили КамАЗ–5410, КамАЗ–54112, КамАЗ–53212, КамАЗ–4310, КамАЗ–55102,

Урал–4420, Урал –44202

5 546 3 717

ТКР-8.5Н3 СМД-18НП.01 ЛХТ 100, ТДТ 55М, ТБ1 – М, ТДТ – 55А – 13, КЛ–4, МК–92,

4 484 2 832

ТКР-9 (12-00) ЯМЗ 238Д Автомобили МАЗ–5433, МАЗ–54328, МАЗ–5641, МАЗ–5166, МАЗ–53363, КрАЗ–643711, КрАЗ–255Л1, КрАЗ – 260ЛС, КрАЗ – 6443, Урал – 55571-30, Урал-АТЗ-10-4320, Урал-

56453 Y

9 676 5 428

ТКР-6.1 Д – 245Л ТДТ – 55А – 05, КР – 2, ЭУ – 01, ЭУ – 01 – 1, БМ1, БКМ 331

5 959 3 953

ТКР-7Н1 Д – 466 С ТТ – 4М, ТТ – 4М – 01 6 018 3 953

ТКР-11Н1 СМД-60/62 МЛ 74, ЛТ 171А, Т 157, Т 150К 6 313 3 776

ТКР-11Н2 СМД-18 СМ 33, ЛП – 17, ЛП – 17А, ЛП – 30Б, ПЛ – 1В, ТП – 90

6 313 3 776

ТКР-11Н10 СМД-19/20 ТБ 1 – 1М, ТЛТ 100, ЛХТ–100, ТЛТ–100–04, ЛТ – 69Б, ТЛГЗ – 12, БМ1-Б, ЛХТ – 100 –

06,

9 440 4 720

ТКР-11Н3 Д-160/160М (ЧТЗ) Тракторы Т – 130/130Б/170М.01 МТП 81А, ДЗ – 116В, ЛД – 35,

9 676 4 956

ТКР-11238НБ ЯМЗ 238НД2 МЛ 107, ЛП 19, МЛ 30, МЛ 119, ЛТ 163, ЛТ 165, ЛД – 30, К – 700А,

ДМ – 17,

10 856 5 723

Устройство турбокомпрессоров

Мониторинг основных видов отказов турбокомпрессора

8,20%

30,60%

61,20%

1

2

3

1. Течь масла.

2. Заклинивание вала турбокомпрессора.

3. Турбокомпрессор не развивает избыточного давления.

Типы подшипников скольжения используемых в современных

турбокомпрессорах

А

Б

В

Дефекты основных деталей ТКР в процентном соотношении

Наименование детали (узла в сборе)

Дефект Процент отказа

Ротор в сборе 1.Износ поверхности вала под подшипник2.Износ канавок под уплотнительные кольца.3.Изгиб вала.

80%75%20%

Турбинное колесо 1. Прогоревшие лопатки2. Загиб лопаток

64%33%

Средний корпус 1. Обломы.2. Износ отверстий под подшипник

28%51%

Корпус компрессора 1. Трещины и обломы.2. Повреждение резьбы.

20%83%

Корпус турбины 1. Трещины и обломы.2.Повреждение резьбы.

30%83%

Подшипник 1. Износ отверстий под фиксатор2. Износ отверстий под вал ротора3. Износ наружной поверхности

72%78%50%

Условия работы узла подшипника турбокомпрессора

• при пуске дефицит смазывающего материала

• при прогреве имеет место низкая температура и высокое давление смазывающего материала

• При рабочем режиме резкие перепады скоростного режима

Основные виды износов подшипникового узла турбокомпрессора

• В момент пуска двигателя смазывающий материал имеет низкую температуру и не поступает в систему смазки турбокомпрессора. Валу ротора при сдвигании с места необходимо преодолеть масленый клин.

• в паре: трения «подшипник - корпус средний» преобладает кавитационный вид изнашивания

Основные виды подшипникового узла турбокомпрессора

• в парах трения «торцовая поверхность подшипника — торцовая поверхность маслоотражателя» и «торцовая поверхность подшипника — втулка уплотнений ротора» преобладает абразивный вид износа

• пара трения скольжения «вал ротора - подшипник» подвержена абразивному (в моменты недостаточной подачи смазочного материала: пуск двигателя, резкий останов двигателя, снижение давления смазочного материала) и гидро абразивному (при установившемся режиме работы) износу

Материалы из которых изготавливается подшипник скольжения

• В настоящий момент времени подшипники скольжения изготавливаются в основном из оловянисто – свинцовых бронз следующих марок: БрОФ10-1, БрОФ7-0,2, БрОС10-10, БрОЦС5-5-5. Данный материал обладает высокими упругими свойствами, но также подвержен разрушениям от изнашивания при недостатке масла

Сравнительная нагрузочная способность УУКМ по стали в Мпа

 

1-сталь, 2- бронза , 3- винипласт,4-текстолит, 5- фторопласт , 6-

графитопласт , 7- металлофторопласт, 8- полиамид , 9- углепластики, 10- УУКМ.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

 Плотность, кг/м3 1650Прочность, МПа при:

- Изгибе 110- Сжатии 140-Растяжении 90

Ударная вязкость, кгс. см / см2 25 – 30

Коэффициент трения по стали 0,05 – 0,65

Интенсивность изнашивания 1 10-8

 

Преимущества применения УУКМ при изготовлении подшипника скольжения

• Малый вес материала

• Пористая структура материала

• Простота механической обработки

• Возможность длительной работы при масленом голодании

• Низкий коэффициент трения

Результаты испытания подшипников на износ

Материал втулки Удельная нагрузка

МПа

Время работы узла трения мин,

часы

Коэф. трения Износ, мм

1. УУКМ, запрессованный в металлическую обойму и предварительно пропитанный маслом И-20А

62.5 150 часов 0.04-0.06 –

2. УУКМ без запрессовки в обойму и без пропитки маслом.

62.5 90 – 100 часов 0.05-0.06 смятие

3. Металлофторопласт 62.5 20 – 30 минут 0.03-0.1 Разрушение поверхно-

стного слоя втулки

4. Чугун СЧ 18-36 5.030.062.5

50 часов10 – 15 мин

0.03-0.050.05-0.34

0.10.12-0.2

разрушение втулки

5. Сталь 45 30.062.5

10 мин 0.07-0.21 0.05-0.2разрушение

втулки

6. Бронза БрОЦС 5-5-5 30.062.5

30 мин 0.1 – 0.2 0.09-0.1смятие втулки

Эффект от использования УУКМ

• - увеличивается безотказная работа ТКР

• - уменьшается разрушающие воздействие на подшипник в момент пуска

• - увеличивается нагрузочная способность подшипника

• - экономия на смазочных материалах

Доклад окончен

Спасибо за внимание