Закономірності енергетичних співвідношень у високонавантажених трібосистемах і шляхи підвищення їх зносостійкості

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний транспортний університет

УДК 621.891

Закономірності енергетичних співвідношень у високонавантажених трібосистемах і шляхи підвищення їх зносостійкості

Спеціальність 05.02.04 - тертя та зношування в машинах

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Трошін Олег Миколайович

Київ 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківському університеті Повітряних Сил Міністерства оборони України.

Науковий керівник:

доктор технічних наук, професор

Войтов Віктор Анатолійович,

Харківський національний технічний університет сільського господарства імені П. Василенка, проректор з наукової роботи.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

Савуляк Валерій Іванович,

Вінницький національний технічний університет,

завідувач кафедри «Технологія підвищення зносостійкості»;

кандидат технічних наук, професор

Лабунець Василь Федорович,

Національний авіаційний університет,

професор кафедри «Машинознавства».

Захист відбудеться 28 травня 2010 року о 12⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.059.03 в Національному транспортному університеті за адресою: 01010, м. Київ, вул. Суворова, 1, ауд. 333.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національного транспортного університету за адресою: 01103, м. Київ, вул. Кіквідзе, 42.

Автореферат розіслано 27 квітня 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради С.В. Ковбасенко

енергетичних трібосистема зносостійкість

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Підвищення надійності і збільшення терміну служби машин і механізмів є однією з актуальних проблем сучасного машинобудування. Успішному його вирішенню сприяють широкі наукові дослідження в галузі машинобудування і, крім того, розвиток трібології і її інженерних додатків.

Довговічність машин визначається зносостійкістю, міцністю і жорсткістю. Зношування є одним з основних видів руйнування і найбільш поширеною причиною виходу з ладу деталей і робочих органів. Підвищення зносостійкості рухомих спряжень є важливим чинником збільшення терміну служби і підвищення надійності машин, устаткування і приладів.

На всіх етапах - проектування, виготовлення і експлуатації аксіально-поршневих гідромашин - інженери намагаються оптимізувати параметри процесів тертя і зносу як складових робочого процесу залежно від заданих умов (вхідних параметрів). Це приводить до зниження енергетичних і матеріальних витрат, а, отже до підвищення економічного ефекту. Тим більше, що необхідність оптимізації трактується постійним зростанням потужнісних показників аксіально-поршневих гідромашин, підвищенням їх довговічності і надійності при одночасному зниженні втрат на тертя.

Дисертаційна робота направлена на моделювання і вивчення енергетичних потоків між елементами трібосистем високонавантажених агрегатів. Знання таких закономірностей дозволить на етапі проектування трібосистем рівномірно розподілити величини зносу між елементами, забезпечивши при цьому рівностійкість деталей, а також прогнозувати їх зносостійкість. Прогнозування зносостійкості трібосистем дозволить їх експлуатувати за технічним станом, що підвищить надійність роботи техніки і зменшить економічні витрати на експлуатацію і ремонт.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи тісно пов'язана з науковою тематикою кафедри «Інженерно-авіаційного забезпечення» авіаційного факультету Харківського університету Повітряних Сил. Результати дисертаційного дослідження представляють практичний інтерес для розробників серійної техніки. Робота виконувалася згідно науково-дослідної роботи «Гідра-207», № держреєстрації 0101U000525.

Мета і завдання дослідження. Розробити математичні моделі розподілу енергетичних потоків між елементами трібосистем і заходи щодо управління цими потоками, що дозволить підвищити зносостійкість високонавантажених трібосистем.

Для досягнення поставленої мети в роботі вирішувалися наступні завдання:

1. Розробка математичної моделі розподілу енергетичних потоків між елементами трібосистеми і визначення закономірності розподілу швидкості роботи дисипації між трібоелементами.

2. Розробка структурної моделі трібосистеми як «теплового генератора».

3. Розробка математичної моделі розподілу теплових потоків між елементами трібосистеми, визначення закономірності розподілу теплових потоків.

4. Експериментальне підтвердження адекватності математичних моделей і розробка практичних рекомендацій по конструюванню високонавантажених трібосистем і управління зносостійкістю з метою підвищення їх ресурсу.

Об'єкт дослідження. Процеси дисипації і розподілу теплових потоків в елементах високонавантажених трібосистем.

Предмет дослідження. Закономірності енергетичних співвідношень у високонавантажених трібосистемах і шляхи підвищення їх зносостійкості.

Методи дослідження: системний аналіз; термодинаміка нерівноважних процесів; теорія теплопередачі; розрахункові методи поверхневої геометрії трібоелементів, які застосовувалися для побудови математичних моделей; теорія планування експерименту; математична статистика, яка застосовувалася при обробці і аналізі результатів експериментів; оже-спектрометрія, яка застосовувалася при вивченні і аналізі поверхонь тертя.

Наукова новизна одержаних результатів. 1. Отримані залежності швидкості роботи дисипації між елементами різних трібосистем. Встановлено, що основним чинником, від якого залежить швидкість роботи дисипації в трібоелементах, є швидкість деформації, що значно більше в трібоелементі який має менше значення модуля пружності і більше значення коефіцієнта Пуассона. Встановлено, що для нижчих кінематичних пар швидкість дисипації в трібоелементах відрізняється на 2-3 порядки, для вищих кінематичних пар в 1,5-2 рази.

2. Розроблена структурна і математична моделі трібосистеми як «теплового генератора». Встановлено, що тепловим генератором в трібосистемі є трібоелемент, у якого більша величина швидкості роботи дисипації. Отримані залежності розподілу теплових потоків в трібосистемі з урахуванням теплових опорів матеріалів трібоелементів.

3. Експериментальним шляхом, в лабораторних умовах, отримані залежності тріботехнічних характеристик (швидкість зношування, температура, коефіцієнт тертя) для трібосистем з різними тепловими опорами. Встановлено, що збільшуючи тепловий опір в трібоелементі, який є тепловим генератором, можна управляти тепловими потоками, а, отже, знизити швидкість зношування і коефіцієнт тертя в цілому. Встановлено, що зниженню швидкості зношування і коефіцієнта тертя сприяють процеси масопереносу, анізотропії структури, сегрегації елементів, трібохімічні і дифузійні процеси в поверхневих і підповерхневих шарах фрикційного контакту.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблена методика розрахунку швидкості роботи дисипації і розрахунку теплових опорів в елементах трібосистеми. Методика дозволяє визначити трібоелемент, що має більшу температуру, і розрахувати кількість шарів - теплових опорів для управління тепловими потоками. Методика також дозволяє обґрунтувати конструкцію трібосистеми, яка забезпечить мінімальну швидкість зношування і коефіцієнт тертя в процесі експлуатації.

Особистий внесок здобувача. Основні теоретичні результати та результати експериментальних досліджень отримані автором самостійно. Постановка завдань, вибір методів їхнього розв'язання виконані разом з науковим керівником. Особисто автором розроблено математичну модель і методику розрахунків швидкості роботи дисипації в трібосистемах [1-2], побудовано структурну модель трібосистеми як теплового генератора [3], отримано залежності розподілення температур, одиничного градієнту, теплових потоків в елементах трібосистем [4], виконано експериментальні дослідження, обробку та аналіз усіх отриманих даних [1-11], сформульовано висновки за результатами досліджень [4, 6].

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи і окремі її результати доповідалися на: 2-ій науковій конференції Харківського університету Повітряних Сил (м. Харків, 2006 р.); 5-ій міжнародній науково-практичній конференції «Проблемі технічного сервісу сільськогосподарської техніки» (м. Харків, 2006 р.); науково практичній конференції «Актуальні проблеми експлуатації, ремонту, розробки та модернізації авіаційної техніки» (м. Київ, 2006 р.); 3-ій науковій конференції Харківського університету Повітряних Сил (м. Харків, 2007 р.); науково практичній конференції «Актуальні проблеми розвитку авіаційної техніки» (м. Київ, 2008 р.); на семінарах ад'юнктів і молодих учених Харківського університету Повітряних Сил імені І. Кожедуба (2004 - 2007 рр.); на міжкафедральному семінарі Хмельницького національного університету (м. Хмельницький, 2007 р.).

Публікації. Основні результати дисертаційної роботи викладені в 11 статтях (у тому числі 6 - у спеціалізованих виданнях) і 5 тезах доповідей наукових конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, п'яти розділів, висновків, додатків і списку використаних джерел. Робота виконана на 124 сторінках машинописного тексту, містить 30 рисунків, 3 таблиці, 2 додатки, список використаних джерел з 147 найменувань. Загальний обсяг дисертації - 168 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Вступ до дисертаційної роботи містить такі положення: актуальність теми; зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами; мету і задачі дослідження; наукову новизну одержаних результатів; обґрунтованість і достовірність наукових положень; практичне значення одержаних результатів; особистий внесок здобувача; інформацію про апробації та публікації, відомості про структуру роботи.

У першому розділі проведено аналіз сучасних уявлень про процеси взаємодії тіл при терті і розподіл енергії дисипації між тілами. Знання долі участі трібоелементів у розподілі енергії дисипації при терті дозволить моделювати завантаженість трібоелементів у трібосистемі, і моделювати на етапі проектування їх зносостійкість. Тому розробка математичної моделі розподілу енергетичних потоків між елементами трібосистем і визначення закономірностей розподілу швидкості роботи дисипації між трібоелементами є актуальним завданням.

Як показав аналіз літературних джерел, розподіл швидкості роботи дисипації між трібоелементами нерівновеликий, і, відповідно, буде нерівновелика генерація тепла в трібоелементах. Тому, структурна модель трібосистеми повинна враховувати трібоелемент, що генерує тепло, тобто є «тепловим генератором» у трібосистемі. Це дозволить моделювати процес передачі тепла з урахуванням теплових опорів в інший трібоелемент через фрикційний контакт і в навколишнє середовище одночасно. Управління енергонавантаженністю поверхневих шарів елементів трібоспряження набуває практичний інтерес, тому що більша кількість енергії трансформується в тепло, що є характерним для досить широкого кола трібосистем. Цілком очевидно, що енергетичне навантаження на поверхні тертя має вирішальний вплив як на процеси приробляння, так і на інтенсивність зношування. З аналізу випливає, що, управляючи тепловими потоками, можна одержати різну зносостійкість. Тепловий потік - це внутрішня енергія, якою можна «довантажити» або «розвантажити» трібоелементи. Тому розробка методик розрахунку теплових опорів, управління тепловими потоками в трібосистемі, вивчення закономірностей впливу теплових потоків на зносостійкість є актуальним завданням, що вирішується в даній роботі.

В другому розділі дисертації описуються об'єкт дослідження, обладнання, методика проведення експериментів і порядок обробки результатів. Побудована структурна схема компонентів для вирішення задач моделювання енергетичних співвідношень і трансформації теплових потоків в елементах трібосистем (рис. 1).

Трібологічні дослідження проводилися на серійній удосконаленій машині тертя 2070 СМТ-1, що реалізує під час досліджень схеми випробувань: «вал-втулка», «диск-колодка», «кільце-кільце», «куля-диск». У процесі експерименту, відповідно

до вимог ДСТУ 30480-97, до контрольованих параметрів при моделюванні на малогабаритних зразках у часі реєстрували: момент тертя, який перераховували в коефіцієнт тертя з, за величиною якого судили про механічні втрати в трібосистемі, температуру зразків у безпосередній близькості від зони тертя і швидкість зношування.

Третій розділ дисертаційної роботи присвячений вирішенню першого завдання - розробці математичної моделі розподілу енергетичних потоків між елементами трібосистем і визначенню закономірностей розподілу швидкості роботи дисипації між трібоелементами.

В основу розробки математичної моделі покладені основні принципи термодинаміки незворотних процесів, які розроблені Г. Циглером і одержали подальший розвиток у роботах Б.І. Костецького й Б.І. Бершадського, а також основні положення молекулярно-механічної (адгезійно-деформаційнної) і структурно-енергетичної теорій тертя.

Математична модель дозволила визначити швидкість роботи дисипації в рухомому і нерухомому елементах основних трібосистем (вищі і нижчі кінематичні пари). Чисельні значення швидкості роботи дисипації для рухомого і нерухомого трібоелементів дозволили визначити розподіл енергетичних потоків між трібоелементами і виявити найбільш навантажений трібоелемент.

Ґрунтуючись на висновках роботи Г. Циглера, для будь-якого суцільного середовища будь-яку кінцеву масу або об'єм можна розглядати як складову частину системи, причому відповідні частини системи являють собою елементи об'єму або маси. Для визначення енергетичної складової і її кількісної оцінки скористаємося виразом, що визначає швидкість зміни роботи (швидкість роботи дисипації) Р, виробленої полем напруг на одиницю маси середовища:

,(1)

де - швидкість деформації; - щільність середовища.

Для визначення фактичних напруг у зоні пружного контакту елементів трібоспряження використано вираз І.В. Крагельского:

,(2)

де - контурний тиск; - параметр статичної апроксимації кривої опорної поверхні; - числовий коефіцієнт, залежний від ; - безрозмірний комплекс, що характеризує шорсткість поверхні; - пружна постійна матеріалу.

Вираз швидкості деформації згідно С.Б. Айнбіндера:



,(3)

де - коефіцієнт Пуассона; - швидкість ковзання; - модуль Юнга;

- діаметр фактичної плями контакту.

Вираз (1) є основною розрахунковою залежністю швидкості роботи дисипації в елементах трібосистеми, яка дозволила, згідно роботи Г. Циглера, перейти до визначення швидкості виробництва ентропії:

.(4)

З виразу (4) швидкість роботи дисипації являє собою деяку функцію від швидкості , яку Г. Циглер назвав дисипативною функцією системи.

Дисипативна функція залежить від і від стану системи, її передісторії, і визначається величиною необоротних сил, які проявляються тільки на макроскопічному рівні, (k=1, 2, 3, …, n).

Швидкість виробництва ентропії визначається температурою Т і тепловим потоком , це дозволяє ввести в модель дисипативну функцію:

.(5)

Величини - варто тлумачити як сили, що відповідають для одиниці маси.

Дотримуючись робіт Г. Циглера, С.Б. Айнбіндера, називатимемо швидкістю деформації суцільного середовища. Напружений стан у суцільному середовищі описується ейлеревим полем напружень , розподіл щільності , де , координата положення точки в просторі і часі t. Тоді швидкість зміни роботи, виробленої полем напружень на одиницю маси середовища, рівна:

.(6)

З урахуванням формул (5) і (6) можна записати:

.(7)

З виразу (7) механічна складова швидкості роботи дисипації будь-якого суцільного середовища одиничної маси дорівнює швидкості виробництва ентропії одиничної маси даного суцільного середовища.

Виходячи з викладеного вище, щоб скористатися розрахунковою формулою (7), моделі необхідно визначити у_фпк за формулою (2), що, у свою чергу, залежить від р_с. При визначенні р_с необхідно відповісти на питання, який вид контакту мікронерівностей: пружний або пластичний. Для вирішення такого завдання математичну модель доповнено розрахунковими залежностями, які дозволяють визначити вид контакту, і відповідно до цього, розрахувати контурний тиск р_с, для цього використовували розрахункові залежності, наведені в роботах І.В. Крагельського, М.М. Міхіна.

Структурні складові математичної моделі розподілу енергетичних потоків між елементами трібосистем представлені у вигляді наступної структурної схеми

Визначивши діаметр фактичної плями контакту, і глибину зони, охопленої помітною деформацією , одержимо об'єм - заданий об'єм матеріалу елемента трібоспряження, який охоплений деформацією:

.

Тоді величина швидкості роботи дисипації для однієї і-ї плями фактичного контакту Р_з, визначається за наступною формулою: Р_з=РV_з. Результати математичного моделювання швидкості роботи дисипації для основних кінематичних схем представлені в табл. 1.

Таблиця 1 Швидкість роботи дисипації елементів трібосистем при нормальному навантаженні N=1500 Н і швидкості ковзання х_к=0,1 м/с

Трібосистеми	Матеріали трібоелементів	Ra, мкм	Напруга в контакті уфпк, МПа	Швидкість деформації Э, с-1	Швидкість роботи дисипації на одиничній плямі контакту Рз·10-10, Вт	Швидкість зношування мкм/год
	Рухомий	Нерухомий
					Рухомий	Нерухомий	Рухомий	Нерухомий	Рухомий	Нерухомий
Підшипник ковзання, R=0,0207 м, r1=0,021 м, r2= 0,024 м, l=0,01 м	Вал: сталь ШХ-15, µ=0,3, НRC 58, Е=210 ГПа, с=7800 кг/м3	Вкладиш: баббіт Б-83, µ=0,34, НВ 30, Е=0,48 ГПа, с=7380 кг/м3	0,24	23,085	4,749	1976,4	0,0008	0,362	0,04	12
Упорний підшипник ковзання R1=0,015 м, R2=0,006 м	Вал: сталь ШХ-15, µ=0,3, НRC 58, Е=210 ГПа, с=7800 кг/м3	П'ята: баббіт Б-83, µ=0,34, НВ 30, Е=0,48 ГПа, с=7380 кг/м3	0,48	12,791	0,153	63,63	0,0747	32,88	0,03	16
Шар-плоскість Rш=0,015 м	Кулачок: сталь ШХ-15, µ=0,3, НRC 58, Е=210 ГПа, с=7800 кг/м3	Штовхач: сталь ШХ-15, µ=0,3, НRC 50, Е=200 ГПа, с=7800 кг/м3	0,24	2925,97	47,01	49,36	216,4	227,3	2,45	2,6
Гвинтове з'єднання d1=0,007 м, d2=0,0077 м, б=60є	Гвинт: сталь 45, µ=0,3, НRC 22, Е=200 ГПа, с=7750 кг/м3	Гайка: латунь Л-62-1,5, µ=0,32, НВ 130, Е=102 ГПа, с=8400 кг/м3	0,24	991,67	18,84	36,07	20,57	36,57	20	32

Аналогічне розрахункове моделювання було виконане для широкого діапазону навантаження і швидкостей. З представлених залежностей (рис. 3) у всьому навантажно-швидкісному діапазоні підтверджується закономірність нерівновеликого розподілу швидкості роботи дисипації між трібоелементами. Трібоелемент, який виготовлений з матеріалу з меншим модулем пружності, завжди буде мати більшу швидкість деформації, що випливає з аналізу формули (3), а, отже, і більшу швидкість роботи дисипації, формули (6), (7), які характеризують перетворення механічної енергії в теплову. Такий елемент є більш навантажений, а, відповідно, має більшу швидкість зношування і буде обмежувати ресурс трібосистеми в цілому. Для підтвердження розрахункового моделювання були виконані експериментальні дослідження основних трібосистем (табл. 1), швидкість зношування більш м'яких трібоелементів корелює з розподіленням швидкості роботи дисипації.

Дана модель дозволяє прогнозувати на стадії проектування трібосистем енергозавантаженість поверхневого шару кожного з елементів залежно від передбачуваних режимів роботи, мікрогеометрії поверхонь тертя елементів, фізико-механічних характеристик матеріалів, типу конструкції і геометричних розмірів, що дозволить конструктору на етапі проектування нових трібосистем прийняти рішення на застосування конструктивних або технологічних засобів підвищення їх зносостійкості.

Четвертий розділ присвячений вирішенню другого і третього завдання дисертаційної роботи. У розділі розроблена структурна модель трібосистеми як «теплового генератора». В основу розробки такої моделі покладені основні положення термодинаміки незворотних процесів, молекулярно-механічної і структурно-енергетичної теорій тертя, теплопередачі.

Шар мащення, окислів і шорсткості є «перегородкою», прозорою для механічної взаємодії елементів, але має опір теплообміну між двома складовими складного механо-теплового перетворювача, розташованими по обох сторонах перегородки.

При розробці структурної моделі трібосистеми як теплового генератора за основу була прийнята структура моделі Б.В. Протасова.

В підповерхневих шарах трібоелементів інтенсивність теплових імпульсів у рухомому і нерухомому елементі можуть бути не однакові. У загальному випадку температури рухомого трібоелемента і нерухомого можуть бути різні, а між трібоелементами можливий спрямований теплообмін через перегородку (рис. 4). Схема одномірного температурного поля в елементах передбачає можливість спрямованого теплообміну через перегородку з опором .

Якщо рухомий трібоелемент виготовлений зі сталі, а нерухомий - з латуні, то, відповідно до висновків третього розділу роботи, м'який трібоелемент буде генерувати більший тепловий потік , при цьому . В такому випадку, при однакових геометричних розмірах, матеріал латуні має менший тепловий опір, ніж матеріал сталі, тобто .

З аналізу схеми (рис. 4) можна записати рівність , тобто сумарний тепловий опір сталевого рухомого трібоелемента разом із фрикційним контактом більше, ніж тепловий опір латунного нерухомого трібоелемента.

Відповідно до законів теплопередачі, тепловий потік , який генерується у нерухомому латунному трібоелементі, буде передаватися в навколишнє середовище шляхом найменшого опору, тобто через нерухомий елемент. При цьому тепловий потік, який генерується у рухомому сталевому елементі, буде передаватися в навколишнє середовище через свою поверхню. Це забезпечить більш «важкі» умови роботи нерухомого латунного елемента, а, отже, і більш високу швидкість зношування, тому що тепло збільшує внутрішню енергію трібоелемента, довантажуючи його в роботі.

Конструктивними заходами можна змінити напрямок теплового потоку , направивши його через фрикційний контакт в рухомий трібоелемент. Для цього необхідно виконати умову:

.(8)

У даному виразі, відповідно до теорії теплопередачі, тепловий опір , де д - лінійний розмір або товщина матеріалу, через який передається тепловий потік; л - коефіцієнт теплопровідності матеріалу; F - площа, через яку передається тепловий потік.

Отже, вираз (8), для даного прикладу, можна записати у вигляді:

,(9)

де n - кількість шарів або пластин.

Під виразом необхідно розуміти як тепловий опір латунного трібоелемента, так і тепловий опір тонких шарів покриттів або пластин, які можна закріпити на поверхні тертя нерухомого латунного трібоелемента з метою збільшення теплового опору, тобто правої частини нерівності (9). Приклад такої трібосистеми для лабораторних випробувань представлений на рис. 5.

Зі структури теплового генератора випливає, що тепловими потоками, які передаються в навколишнє середовище, можна управляти за допомогою зміни теплових опорів трібоелементів, не змінюючи теплового опору перегородки, тобто фрикційного контакту. Для зменшення сумарного зносу трібоелементів можна конструктивними заходами на етапі проектування забезпечити переважний тепловідвід убік одного або іншого елемента трібосистеми, тим самим змінивши тепловіддачу через трібоелементи. Це приведе до перерозподілу енергії між трібоелементами, і, відповідно, змінить швидкість зношування трібосистеми.

Розроблена структурна модель трібосистеми як «теплового генератора» дозволила розробити математичну модель розподілу теплових потоків між елементами трібосистеми, що дозволяє визначити розподіл температур, одиничний градієнт температур і теплових потоків в елементах трібосистеми для можливості розрахунку і підбору таких теплових опорів трібоелементів, які дозволять перенаправляти тепловий потік у бік більш зносостійкого елемента в трібоспряженні, а також вибрати число шарів покриттів (рис. 5).

У процесі моделювання визначали наступні залежності: розподіл температур в елементах трібосистеми за лінійною координатою , (рис. 6а); розподіл одиничного градієнта температур в елементах трібосистеми за лінійною координатою , (рис. 6б); розподіл теплових потоків в елементах трібосистеми за лінійною координатою , (рис. 6в).

З представлених залежностей випливає, що при роботі трібосистеми ЛС-62-1,5 - 30ХГСНА без пластин і покриттів значення температури більше в нерухомому латунному елементі. При постановці однієї, а потім двох і трьох пластин з латуні на латунний елемент (матеріал пластин ЛС-62-1,5), спостерігається зменшення температури в самих пластинах і зменшення температури в латунному трібоелементі. Такий характер розподілу температур обумовлений контактним термічним опором між дотичними поверхнями пластин і трібоелементом. Температура в латунному елементі нижче, ніж у сталевому елементі трібоспряження (рис. 6а).

Аналогічний характер залежностей отриманий для градієнта температур і теплового потоку при постановці пластин. Одиничний градієнт температури і тепловий потік відповідно зменшуються у латунному трібоелементі, а в сталевому трібоелементі незначно збільшуються (рис. 6). Більш сильний ефект має керамічне покриття на латунному трібоелементі. Керамічне покриття має низький коефіцієнт теплопровідності , тобто високий термічний опір. Як випливає із залежностей, одного шару керамічного покриття досить, щоб зменшити перераховані характеристики в латунному трібоелементі і збільшити в сталевому. Це дозволяє зробити наступний висновок: використавши теплові опори у вигляді пластин навіть з однойменного матеріалу трібоелемента, тобто латунні пластини на латунній основі, можна досягти перерозподілу теплових потоків в трібосистемі. За представленими залежностями можна виконати розрахунок кількості шарів покриття, які забезпечать перерозподіл теплових потоків.

У п'ятому розділі проведені експериментальні дослідження на модельних зразках з метою підтвердження адекватності математичних моделей розподілу теплових потоків в трібосистемі і можливості управління тепловими потоками, а, отже, і зносостійкістю, що є рішенням четвертої задачі дисертаційної роботи.

Дослідження проводилися при терті в режимі граничного мащення, тому що такий режим у машинах (пуск, перехідні режими, реверс) в основному визначає довговічність трібосистем. Як мастильне середовище була обрана моторна олива М-10Г₂к (ГОСТ 8581-78), яка містить протизносні і протизадирні присадки. Швидкість ковзання становила 0,4 м/с, навантаження 1000 Н.

За базову трібосистему для наступних порівнянь була обрана трібосистема, де рухомий елемент був виготовлений зі сталі 30ХГСНА (HRC 42-46), нерухомий елемент - з латуні ЛС-62-1,5. Площа тертя нерухомого трібоелемента становила 80% від площі рухомого, тобто коефіцієнт взаємного перекриття дорівнював 0,8.

Результати випробувань базової трібосистеми сталь 30ХГСНА - латунь ЛС62-1,5 представлені на рис. 7а, з них випливає, що швидкість зношування латунного елемента становить 3•10^-9 м³/год, а сталевого - 0,6•10^-9 м³/год, тому що в даній трібосистемі сталевий трібоелемент менш навантажений.

Щоб «довантажити» сталевий трібоелемент, необхідно направити тепловий потік убік сталевого трібоелемента. Конструктивно це виконується постановкою на латунний елемент пластин або нанесенням шарів покриттів. Щоб дотриматись ідентичності до випробування базової трібосистеми (швидкість ковзання, навантаження, матеріали, мастильне середовище), від латунного елемента було відрізані кільця (пластини) товщиною 1 мм і механічним способом закріплені на торцевій поверхні, як показано на рис. 5. Таким чином були отримані латунні трібоелементи із одним, двома і трьома шарами (пластинами), з однаковою структурою матеріалу, що і трібоелемент, який випробовувався в базовому варіанті, щоб виключити вплив на зносостійкість структури матеріалу.

Розрахунок теплового опору трібосистем згідно нерівності (9) для латунного трібоелемента з однією латунною пластиною, потім із двома і трьома, дав наступний результат: сталь - одна пластина з латуні на латунній основі 4,19 К/Вт>2,06 К/Вт; сталь - дві пластини з латуні на латунній основі 4,19 К/Вт>3,37 К/Вт; сталь - три пластини з латуні на латунній основі 4,19 К/Вт<4,68 К/Вт. Як випливає з розрахунків, постановка першої пластини вже значно збільшує тепловий опір латунного елемента в порівнянні з базовою трібосистемою (сталь-латунь 4,19 К/Вт>0,75 К/Вт), і направляє частину теплового потоку убік фрикційного контакту. Результати випробувань, (рис. 7а), показують, що швидкість зношування латунного нерухомого трібоелемента зменшилася з 3•10^-9 м³/год до 1•10^-9 м³/год, а швидкість зношування сталевого елемента збільшилася з 0,6•10^-9 м³/год до 1,8•10^-9 м³/год. Постановка двох латунних пластин на латунний елемент знизила швидкість зношування латунного трібоелемента до 0,4•10^-9 м³/год, при цьому змінився характер залежності швидкості зношування сталевого елемента, швидкість зношування почала зменшуватися. Постановка трьох латунних пластин забезпечує перелом у теплових опорах. Весь тепловий потік, що генерується в першій робочій латунній пластині, передається через фрикційний контакт у сталевий елемент і одночасно розсіюватися в навколишнє середовище. Це призвело до збільшення температури в робочій латунній пластині внаслідок «запирання» теплового потоку, але при цьому знизилася швидкість зношування латунного і сталевого трібоелементів одночасно (рис. 7а).

Також можна змінити тепловий опір нерухомого трібоелемента, замінивши матеріал основи трібоелемента з латуні на сталь, тобто нерухомий елемент виготовлений зі сталі, на торцеву робочу поверхню якої механічним шляхом закріплюються спочатку одна, потім дві і три латунних пластини ЛС-62-1,5. Такі конструкції часто зустрічаються в техніці, де на сталеву деталь наносять шар бронзи, латуні або інших антифрикційних матеріалів, наприклад, вкладиш ковзання двигуна внутрішнього згоряння, де на сталеву основу наноситься три або п'ять шарів.

Необхідно відзначити, що якщо розглядати область фрикційного контакту, поверхневі і підповерхневі шари, то ніяких змін у такій трібосистемі в порівнянні з базовою не відбулося, тобто рухомий трібоелемент - сталь 30ХГСНА, нерухомий - ЛС-62-1,5 (пластина товщиною 1 мм механічно закріплена на сталевій основі). Однак змінився тепловий опір правої частини нерівності (9) через зміну матеріалу основи. Сталь має в чотири рази менший коефіцієнт теплопровідності. Розрахунок теплового опору таких конструкцій дав наступні результати: базова трібосистема: сталь-латунь 4,19 К/Вт>0,75 К/Вт; сталь - одна пластина з латуні на сталевій основі 4,19 К/Вт<4,21 К/Вт; сталь - дві пластини з латуні на сталевій основі 4,19 К/Вт<5,53 К/Вт; сталь - три пластини з латуні на сталевій основі 4,19 К/Вт<6,84 К/Вт. Результати експериментів у вигляді залежностей представлені на рис. 7б, де тріботехнічні характеристики базової трібосистеми сталь-латунь для порівняння зазначені ліворуч, на початку графіка.

Як видно з розрахунку теплових опорів, постановка однієї латунної пластини на сталевій основі змінює напрямок теплового потоку від нерухомого елемента убік рухомого. Це знижує зношування латунної пластини у порівнянні із цільним латунним трібоелементом і збільшує зношування сталевого трібоелемента. Постановка двох і трьох пластин з латуні на сталевій основі повторює раніше отримані залежності, але з різницею у швидкості зношування рухомого сталевого трібоелемента, (рис, 7б).

Для пояснення нелінійності отриманих залежностей були проведені фрактографічні дослідження на електронному мікроскопі-мікроаналізаторі. Аналізувалася наявність хімічних елементів на поверхнях тертя сталевих і латунних елементів: до початку випробувань базової трібосистеми; після випробувань базової трібосистеми; після випробувань з однією, двома і трьома латунними пластинами на латунній основі. Хімічний склад поверхонь тертя трібоспряжень представлений у таблиці 2.

У процесі застосування пластин значно збільшується температура в першій пластині (рис. 7а, 7б). При цьому тепловий потік, ніби то «запертий» у першій робочій пластині, поширюється в оточуюче середовище через фрикційний контакт і сталевий трібоелемент. Висока температура сприяє швидкому протіканню трібохімічних реакцій на поверхнях тертя обох елементів, процесів дифузії, сегрегації елементів і масопереносу.

Аналіз результатів (табл. 2), показує, що на поверхні тертя латуні, внаслідок застосування пластин, зменшується вміст міді з 62% до 58%, але при цьому збільшується вміст цинку з 35% до 45%. При цьому виявлене явище масопереносу міді і цинку з латунного трібоелементу на сталевий. Дослідження сталевих поверхонь після випробувань дозволило встановити наявність міді на сталевій поверхні до 7,3%, цинку - до 5,4%. Поверхні тертя сталевого і латунного елементів добре вигладжені, що дозволяє стверджувати, що перенос міді і цинку відбувається не за механізмом схоплювання, а за механізмом вибіркового переносу.

Для базової трібосистеми (без пластин) переносу міді і цинку на сталеву поверхню не виявлено. Це дозволяє зробити висновок, що конструктивними заходами, як у цьому випадку, можна викликати прояв вибіркового переносу.

Таблиця 2 Хімічний склад поверхонь тертя трібоспряжень латунь-сталь

Режим тертя	Зразки	Зміст елементів на поверхні тертя, %
		Cu	Fe	Zn	Pb	S
До випробувань, вихідні поверхні тертя	30ХГСНА	-	94	-	-	-
	ЛС-62-1,5	62	0,2	35	1,5	-
Після випробувань, базова трібосистема без пластин	30ХГСНА	0,1	94	0,1	0	0,1
	ЛС-62-1,5	62	0,2	36	0	0,03
Після випробування, з трьома пластинами	30ХГСНА	7,3	94	5,4	0,2	0,6
	ЛС-62-1,5	58	0,04	45	0	0,06

Підвищення температури в тонкому підповерхневому шарі привело до розвитку трібохімичних реакцій на поверхнях тертя. На сталевій поверхні виявлене збільшення вмісту сірки. Сірка є в протизадирній присадці в оливі і утворює сульфіди заліза тільки при високих температурах. Отримані дані аналізу свідчать про те що, управляючи тепловими потоками можна, активізувати трібохімичні і дифузійні процеси на поверхні і підповерхневих шарах, а також явища масопереносу, що знижує швидкість зношування обох трібоелементів і коефіцієнт тертя трібосистеми.

Відомо, що на величину зносостійкості значний вплив становить структурна самоорганізація поверхонь тертя. Результати аналізу двомірного Фур'є-спектру фрактограм поверхонь тертя трібосистем дозволяють зробити наступні висновки: зміна напрямку теплового потоку приводить до зниження головного вектора напруг як у сталевому, так і в латунному трібоелементі відповідно до вектора напрямку ковзання. При цьому у трібосистемі із пластинами істотно зростає рівень анізотропії субблоків структури, практично в 2 рази, що свідчить про перехід трібосистеми на новий, більш високий рівень самоорганізації.

Приведені експериментальні результати дозволяють пояснити механізм підвищення зносостійкості трібосистем з тепловими опорами.

Досвід експлуатації гідромашин показує, що ресурс аксіально-поршневих гідромашин обмежують дві трібосистеми: нерухома сталева сфера поршня, яка працює в парі з рухомим бронзовим черевиком; нерухома сталева похила шайба, яка працює в парі з рухомим бронзовим черевиком.

Проведений розрахунок швидкості роботи дисипації для трібосистем показує, що швидкість роботи дисипації бронзового трібоелемента на одиничній плямі контакту дорівнює Р=7,3·10^-6 Вт, а сталевого Р=3,7·10^-6 Вт. Отже, тепловим генератором є бронзовий черевик. При цьому тепловий опір бронзового черевика r=0,75 К/Вт, а сумарний тепловий опір фрикційного шару і сталевого трібоелемента r=4,1 К/Вт, що значно вище. Таке розташування матеріалів довантажує бронзовий трібоелемент тепловим потоком.

Застосовуючи наукові положення даної роботи, можна обґрунтувати конструкції трібосистем, де тепловий потік буде направлений не у бік черевика, а у бік сфери поршня і похилої шайби.

Як матеріал черевика необхідно вибрати сталь після нормалізації. Незагартована сталь має добру пластичність, що дозволить провести завальцювання країв черевика на сферу поршня. Така операція обумовлена технологічністю збірки. На робочі поверхні черевика, які контактують зі сферою поршня і похилою шайбою, гальванічним шляхом або дифузійним зварюванням наносять шар бронзи завтовшки 0,5-0,8 мм. Розрахунок теплових опорів таких конструкцій трібосистем показує, що тепловий опір сталевого черевика з бронзовим шаром складає r=4,2 К/Вт, що трохи перевищує тепловий опір сталевої сфери і похилої шайби. Отже, тепловий потік буде «замкнутий» в бронзовій пластині і буде розповсюджуватися через фрикційний контакт в сталеві трібоелементи.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукового завдання з визначення розподілення енергетичних потоків між елементами трібосистем і управління цими потоками за рахунок теплових опорів в математичному моделюванні та розрахунку швидкості роботи дисипації між трібоелементами.

1. Аналіз публікацій присвячений зносостійкості високонавантажених трібосистем, а також досвід авіаційних гідроагрегатів (гідромашин) показав, що зносостійкість трібосистеми залежить від перетворювання механічної енергії в теплову (генерація тепла), від розподілення теплових потоків між елементами трібосистеми і оточуючого середовища. Аналіз літературних джерел засвідчив, що управлінням тепловими потоками можна забезпечити управління зносостійкістю, що являється науковим завданням даної дисертаційної роботи.

2. На підставі основних принципів термодинаміки незворотних процесів, а також основних положень молекулярно-механічної і структурно-енергетичної теорій тертя розроблена математична модель розподілу енергетичних потоків між елементами трібосистем. Аналіз математичної моделі дозволив встановити, що розподіл енергетичних потоків між рухомим і нерухомим трібоелементами нерівновеликий і залежить від фізико-механічних характеристик матеріалів, параметрів шорсткості поверхонь, величини навантаження і швидкості ковзання.

На основі отриманих моделей розроблено методику розрахунку швидкості роботи дисипації для рухомого і нерухомого елементів різних конструкцій трібосистем. Встановлено, що більша швидкість роботи дисипації буде в трібоелементі, у якого більша швидкість деформації в процесі тертя. Чисельні значення швидкості роботи дисипації для рухомого і нерухомого трібоелементів дозволять визначити розподіл енергетичних потоків між трібоелементами і виявити найбільш навантажений трібоелемент.

3. Розрахунковим шляхом встановлено, що для нижчих кінематичних пар (опорні і упорні підшипники ковзання, що направляють, і т.д.), де контакт здійснюється по площі, швидкість роботи дисипації між рухомим і нерухомим трібоелементами відрізняється на 2-3 порядки. Для вищих кінематичних пар (кулачкові механізми, зубчасті зачеплення, підшипники кочення), де контакт здійснюється по лінії або в точці, швидкість роботи дисипації між трібоелементами відрізняється в 1,5-2 рази.

Експериментальним шляхом встановлено, що чим більше швидкість роботи дисипації в трібоелементах, тим більше швидкість зношування в процесі тертя. Встановлення такої залежності дозволяє на етапі проектування нових трібосистем розрахунковим шляхом визначити більш «слабкий» трібоелемент в трібосистемі і розробити конструктивні або технологічні заходи щодо зниження швидкості зношування таких трібоелементів.

4. Розроблено структурну модель трібосистеми як теплового генератора. Модель враховує розташування трібоелемента, який генерує більшу кількість тепла, а також теплові опори рухомого і нерухомого трібоелементів та тепловий опір фрикційного контакту. Аналіз структурної моделі показав, що тепловими потоками в трібосистемі можна управляти за допомогою зміни теплових опорів одного або іншого трібоелемента. Забезпечивши переважний тепловідвід убік одного або іншого трібоелемента, можна управляти енергонавантаженністю поверхневих шарів, а, отже, управляти зносостійкістю.

5. На базі структурної моделі трібосистеми, як теплового генератора розроблена математична модель розподілу теплових потоків між трібоелементами. Модель дозволила одержати розрахункові залежності розподілу температур, градієнта температур і теплових потоків між трібоелементами за лінійною координатою трібоелементів. Встановлено, що як конструктивні елементи, що збільшують тепловий опір, можуть виступати різного роду покриття або пластини, закріплені механічним або іншим шляхом на поверхні тертя основного матеріалу. Як показало моделювання, застосування тонких пластин з того ж матеріалу, що і трібоелемент, дає позитивний ефект в управлінні тепловими потоками.

Проведені експериментальні дослідження на різних конструкціях трібосистем які дозволяють змінювати тепловий опір трібоелементів, дають змогу стверджувати, що розроблені математичні моделі розподілу енергії (швидкості роботи дисипації) між трібоелементами і управління тепловими потоками адекватно відображують експериментальні дані. Це дає можливість застосовувати розроблені моделі для аналізу зносостійкості трібоелементів на етапі проектування нових трібосистем.

6. Фрактографічні дослідження на електронному мікроскопі-мікроаналізаторі дозволили встановити, що в трібосистемі, де відбувається «запирання» теплового потоку в першій робочій пластині, активізується ряд процесів і, в першу чергу, явища сегрегації, масопереносу, трібохімічних реакцій. На сталевих поверхнях стійко проявляється наявність міді і цинку за рахунок масопереносу з латунних поверхонь.

7. На підставі отриманих наукових результатів, які підтверджені експериментом і практикою експлуатації, розроблені практичні рекомендації з конструювання трібосистем і управління зносостійкістю. Рекомендації розроблені для аксіально-поршневих гідромашин систем керування літальними апаратами. Рекомендації пройшли обговорення на технічній раді державного підприємства Харківське агрегатне конструкторське бюро (наукова виробнича корпорація ФЕД) і реалізовані в дослідній конструкції гідромашини Харківського машинобудівного заводу, про що є відповідний акт впровадження.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Войтов В.А. Математическая модель распределения энергии между элементами трибосистемы в процессе трения и методика расчета. Часть І. Математическая модель определения скорости работы диссипации в элементах основных трибосистем / В.А. Войтов, О.Н. Трошин, В.А. Багров // Проблеми трибології. - 2006. - №3 (41). - С. 20-28.

2. Войтов В.А. Математическая модель распределения энергии между элементами трибосистемы в процессе трения и методика расчета. Часть ІІ. Методика расчета скорости работы диссипации элементов основных трибосистем / В.А. Войтов, О.Н. Трошин, В.А. Багров // Проблеми трибології. - 2006. - №4 (42). - С. 24-32.

3. Войтов В.А. Математическая модель распределения тепловых потоков в элементах трибосистемы с тепловыми сопротивлениями / В.А. Войтов, О.Н. Трошин // Проблеми трибології. - 2007. - №1 (43). - С. 89-98.

4. Войтов В.А. Управление тепловыми потоками в трибосистеме и экспериментальная оценка износостойкости трибосистем / В.А. Войтов, О.Н. Трошин // Пробле-

ми трибології - 2007. - №2 (44). - С. 95-101.

5. Трошін О.М. Трібологія зносостійких покриттів / О.М. Трошин // Системи озброєння та військова техніка. - 2007. - №1(9). - С. 116-118.

6. Стадниченко В.Н. Синергетическая концепция самоорганизации в трибологических системах при управлении тепловыми потоком / В.Н. Стадниченко, О.Н. Трошин // Зб. наук. пр. Вісник НТУ «ХПІ». - 2007. - №1(40) - С. 56-69.

7. Друга наукова конференція Харківського університету Повітряних Сил імені Івана Кожедуба: матеріали конференції, (Харків, 15-16 лютого 2006 р.) / М-во оборони, Харк. ун-т Повітряних Сил ім. І. Кожедуба. - Х.: ХУПС, 2006. - С. 32.

8. Актуальні проблеми експлуатації, ремонту, розробки та модернізації авіаційної техніки: тези доповідей та виступів науково-практичної конференції, (Київ, 15-16 червня 2006 р.) / М-во оборони, М-во освіти і науки, Націон. авіац. ун-т, Держ. наук.-дослід. ін-т авіації. - К.: НАУ, 2006. - С. 67.

9. Проблеми технічного сервісу сільськогосподарської техніки: матеріали п'ятої міжнародної науково-практичної конференції, (Харків, 29-30 листопада 2006 р.) /М-во аграр. політики України, Харк. нац. техн. ун-т сільск. госп. ім. П. Василенко. - Х.: ХНТУСГ, 2006. - С. 9.

10. Третя наукова конференція Харківського університету Повітряних Сил імені Івана Кожедуба: матеріали конференції, (Харків, 28-29 березня 2007 р.) / М-во оборони, Харк. ун-т Повітряних Сил ім. І. Кожедуба. - Х.: ХУПС, 2007. - С. 21.

11. Актуальні проблеми розвитку авіаційної техніки: тези доповідей та виступів науково-практичної конференції, (Київ, 19-20 червня 2008 р.) / М-во оборони, М-во освіти і науки, Націон. авіац. ун-т, Держ. наук.-дослід. ін-т авіації. - К.: НАУ, 2008. - С. 83.

АНОТАЦІЇ

Трошін О.М. Закономірності енергетичних співвідношень у високонавантажених трібосистемах і шляхи підвищення їх зносостійкості. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.04 - тертя та зношування в машинах. Національний транспортний університет, Київ, 2010.

В дисертаційній роботі отримані залежності швидкості роботи дисипації між елементами різних трибосистем. Встановлено, що основним фактором, від якого залежить швидкість роботи дисипації в трібоелементах, є швидкість деформації, що значно більше в трібоелементі, який має менше значення модуля пружності і більше значення коефіцієнта Пуассона. Встановлено, що для нижчих кінематичних пар швидкість дисипації в трібоелементах відрізняється на 2-3 порядки, для вищих кінематичних пар - в 1-3 рази. Розроблено структурну і математичну моделі трібосистеми як «теплового генератора». Встановлено, що тепловим генератором у трібосистемі є трібоелемент, у якого більша величина швидкості роботи дисипації. Отримано залежності розподілу теплових потоків в трібосистемі з урахуванням теплових опорів матеріалів трібоелементів. Експериментальним шляхом, в лабораторних умовах, отримані залежності тріботехнічних характеристик (швидкість зношування, температура, коефіцієнт тертя) для трібосистем з різними тепловими опорами. Встановлено, що, збільшуючи тепловий опір в трібоелементі, що є тепловим генератором, можна управляти тепловими потоками, а, отже, знизити швидкість зношування і коефіцієнт тертя в цілому. Встановлено, що зниженню швидкості зношування і коефіцієнта тертя сприяють процеси масопереносу, анізотропія структури і трібохімічні реакції на поверхні тертя.

Ключові слова: трібосистема, дисипація, тепловий потік, зносостійкість.

Трошин О.Н. Закономерности энергетических соотношений в высоконагруженных трибосистемах и пути повышения их износостойкости. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.04 - трение и износ в машинах. Национальный транспортный университет, Киев, 2010.

В диссертационной работе получены зависимости скорости работы диссипации между элементами различных трибосистем. Установлено, что основным фактором, от которого зависит скорость работы диссипации в трибоэлементах является скорость деформации, которая значительно больше в трибоэлементе который имеет меньшее значение модуля упругости и большее значение коэффициента Пуассона. Установлено, что для низших кинематических пар скорость диссипации в трибоэлементах отличается на 2-3 порядка, для высших кинематических пар - в 1,5-2 раза. Разработана структурная и математическая модели трибосистемы как «теплового генератора». Установлено, что тепловым генератором в трибосистеме является трибоэлемент, у которого большая величина скорости работы диссипации. Получены зависимости распределения тепловых потоков в трибосистеме с учетом тепловых сопротивлений материалов трибоэлементов. Экспериментальным путем, в лабораторных условиях, получены зависимости триботехнических характеристик (скорость изнашивания, температура, коэффициент трения) для трибосистем с различными тепловыми сопротивлениями. Установлено, что увеличивая тепловое сопротивление в трибоэлементе, который является тепловым генератором, можно управлять тепловыми потоками, а, следовательно, снизить скорость изнашивания и коэффициент трения в целом. Установлено, что снижению скорости изнашивания и коэффициента трения способствуют процессы массопереноса, анизотропия структуры и трибохимические реакции на поверхности трения.

Ключевые слова: трибосистема, диссипация, тепловой поток, износостойкость.

Troshin O.M. Conformities to the law of power correlations are in high-loaded tribosystems and ways of increase of their wearproofness. - Manuscript.

Dissertation on competition of graduate degree of candidate of engineering sciences on specialty 05.02.04 - friction and wear in machines. National Transport University, Kyiv, in 2010.

Experience of exploitation of aircrafts and other technique, to which requirements are produced on reliability, shows that to the energy sources - gidromachines to the axial-flow-piston and radially-piston pumps and motors, made great demands on the increase of their resource. The analysis of constructions rotined that all tribosystems of gidromachines work in mix and scope modes of greasing and are slidewaies, where as materials heat-treated highlyalloyed is used became in combination with alloys on the basis of copper (bronzes and brass).

The increase of competitiveness of gidromachines at the market requires the increase of resource of all of tribosystem included in a construction with the simultaneous lowering of their cost. The expert questioning of specialists rotined in area of constructing of gidromachines, that perfection of gidromachines was not effective, application of new materials, results in a rise in the prices of aggregate, therefore effective and economic a way there can be causing of different sort of coverages.

Work is directed on a design and study of power streams between the elements of tribosystem of high-rate aggregates. Knowledge of such conformities to the law will allow on the stage of planning of tribosystem evenly to distribute the sizes of wear between elements, providing equalfirmness of details here, and also to forecast their resource. Prognostication of resource of tribosystem will allow them to exploit on the technical state, that will promote reliability of work of technique and will decrease economic expenses on exploitation and repair.

In dissertation work the dependences of speed of work of dissipation between the elements of different tribosystem are got. It is set, that by a basic factor, on which speed of work of dissipation relies in triboelements there is speed of deformation which considerably anymore in triboelement which has the less value of the module of resiliency and the coefficient of Puasson. It is set that for low kinematics pairs the speed of dissipation in triboelements differs in 10-100 times, for higher kinematics pairs in 1,5-2 times. It is developed structural and mathematical models of tribosystem as a «thermal generator». It is set, that element at which is a thermal generator in tribosystem large size of speed of work of dissipation. On the base of structural model of tribosystems, as a thermal generator, the mathematical model of distributing of thermal streams is developed between triboelements. A model allowed to get calculation dependences of distributing of temperatures, gradient of temperatures and thermal streams, between triboelements after the linear co-ordinate of triboelements. The analysis of model rotined that in tribosystems it is possible thermal streams to manage by the change of thermal resistances one or other triboelement. It is set that as structural elements which increase thermal resistance can come forward different sort of coverage or plates, fastened mechanical or another way on-the-spot friction of basic material. As a design, application of laminas, rotined from identical material, that and triboelement, gives a positive effect on a management thermal streams, and also materials with the low coefficient of heat-conducting, and, consequently, with high thermal resistance. Dependences of distributing of thermal streams in tribosystem taking into account thermal resistances of materials of elements are got. By an experimental way, in laboratory terms, dependences of tribology of technically descriptions (speed of wear, temperature, coefficient of friction) for tribosystem with different thermal resistances are got. It is set, that, multiplying thermal resistance in triboelements, which is a thermal generator, it is possible to handle thermal streams, and, consequently, to lower speed of wear and coefficient of friction on the whole. It is set, that in the decline of speed of wear and coefficient of friction the processes of transfer of mass, anisotropies of structure and tribology of mechanical reactions, on the surface of friction are instrumental.