Исследование антифрикционных свойств втулки подшипника скольжения в погружном водяном насосе

1. МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РЯЗАНСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) федерального государственного

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РЯЗАНСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
(МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ)
на тему:
Исследование антифрикционных свойств втулки
подшипника скольжения в погружном водяном насосе
Выполнил:
студент группы 234р41
Крутик Д.А.
Направление подготовки:
15.04.05
Научный руководитель:
Ст. преп. Каф ЭСиТМ
Татарников Н.Н.
Рязань 2025
1

2. Постановка цели и задачи исследования

ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЯ
Цель работы:
Изучить антифрикционные свойства втулки подшипника скольжения в
погружном водяном насосе изготовленного из сверхвысокомолекулярного
полиэтилена (СВМПЭ)
Задачи исследования:
Провести анализ износа элементов конструкции водяных насосов;
Экспериментально исследовать антифрикционные характеристики
рассматриваемого материала (сверхвысокомолекулярного полиэтилена
(СВМПЭ)) втулок подшипников скольжения;
Апробировать рассматриваемый материал (СВМПЭ) для втулок,
определить его коэффициент трения, износ и коррозионную стойкость.
2

3. Износ в подшипниковых узлах насосного оборудования

ИЗНОС В ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛАХ
НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
В насосах получили распространение как радиальные упорные шарикоподшипники, так
и подшипники скольжения. В простейшем виде подшипник скольжения представляет собой
втулку (вкладыш), запрессованную в корпус механизма.
Рисунок 1 – Радиальные (опорные) и осевые (упорные) подшипники:
1 – участок вала (цапфа), 2 – подшипник
3

4. Износ в подшипниковых узлах насосного оборудования

ИЗНОС В ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛАХ НАСОСНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Рисунок 2 – Поверхность вала после контакта со втулкой подшипника скольжения
сделанного из специальной резины
4

5. Применяемые антифрикционные материалы

ПРИМЕНЯЕМЫЕ АНТИФРИКЦИОННЫЕ
МАТЕРИАЛЫ
Различают следующие антифрикционные материалы:
• сплавы на основе олова;
• свинца (баббиты);
• меди (бронзы);
• железа (серый чугун);
• металлокерамические (бронзографит, железографит);
• пластмассы (текстолит, фторопласт-4, древесноложные
пластикии д.р.);
• а также сложные композиции типа “металл–пластмасса».
5

6.

Металлические антифрикционные материалы
Изделия на металлической
основе составляют наиболее
обширный спектр элементов
антифрикционной
группы.
Основная
их
часть
ориентируется
на
эксплуатацию
в
режиме
жидкостного трения, то есть в
условиях, когда подшипники
разделяются с валами тонкой
масляной прослойкой.
Рисунок 3 – Изделия из антифрикционных
материалов(кольца, вкладыши и т.д.)
6

7.

Антифрикционные полимерные материалы
Современное полимерное сырье дает
возможность получать новые техникоэксплуатационные
качества
для
деталей, понижающих трение. В
качестве основы могут использоваться
и
композитные
сплавы,
и
металлопластиковые порошки. Одним
из главных отличительных свойств
таких
материалов
является
способность равномерно распределять
добавки по всей структуре, которые в
дальнейшем
будут
выполнять
функцию твердой смазки. В списке
таких веществ отмечают графиты,
сульфиды,
пластики
и
другие
соединения.
Рисунок 4 – Изделия на основе полимеров
7

8.

Физические свойства
сверхвысокомолекулярного полиэтилена
(СВМПЭ)
Рисунок 5 – Относительная истираемость (%)
полимерных материалов
Рисунок 6 – Ударная вязкость СВМПЭ
как функция температуры
Рисунок 7 – Сравнительная ударная
стойкость различных материалов
8

9.

Оборудование и материалы исследования
Рисунок 8– Принципиальная схема устройства для
определения коэффициента трения
Рисунок 9– Втулка из СВМПЭ
9

10.

Результаты исследования
Таблица 1 – Полученные значения коэффициента fтр.
Состав СВМПЭ +
0.05% αтокоферола,%
Нагрузка,Н
fтр.
0,05
46
46
41
0,135
0,216
0,214
49
48
47
50
50
47
47
47
48
46
42
41
0,082
0,043
0,064
0,06
0,11
0,176
0,16
0,16
0,156
0,16
0,17
0,185
0,1
0,2
СВМПЭ исходный
Время,мин
2
5
10
15
2
6
10
15
2
5
10
15
2
6
10
15
10

11. Выводы по проделанной работе

ВЫВОДЫ ПО ПРОДЕЛАННОЙ РАБОТЕ
Изучены антифрикционные свойства втулки подшипника скольжения в
погружном водяном насосе изготовленного из сверхвысокомолекулярного
полиэтилена (СВМПЭ)
Проведен анализ износа элементов конструкции водяных насосов;
Экспериментально исследованы антифрикционные характеристики
рассматриваемого материала (сверхвысокомолекулярного полиэтилена
(СВМПЭ)) втулок подшипников скольжения;
Апробирован рассматриваемый
определен коэффициент трения.
материал
(СВМПЭ)
для
втулок,
10

12.

АПРОБАЦИЯ
В ходя выполнения магистерской диссертации была опубликована статья
в журнале сборника конференции.
Наименование статьи «ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИФРИКЦИОННЫХ СВОЙСТВ
ВТУЛКИ ПОДШИПНИКА СКОЛЬЖЕНИЯ В ПОГРУЖНОМ ВОДЯНОМ НАСОСЕ»

13. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

12