Лабораторные испытания по схеме "вращающийся цилиндр–плоскость"

Моделирование физически подобных процессов на установках, сохраняющих физическую природу явлений. Испытания на износ при постоянной нагрузке. Параметры закономерности изнашивания. Параметры степенной аппроксимации зависимости износа от пути трения.

Рубрика Производство и технологии
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 02.07.2018
Размер файла 153,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторные испытания по схеме "вращающийся цилиндр-плоскость"

Бабак О.П.,

Кузьменко А.Г.,

Пасечник А.А.

Технологический университет

Подолья, г. Хмельницкий, Украина

Одной из актуальных проблем современного машиностроения является повышение качества машин, поскольку подавляющее большинство (85-90%) отказов в механических системах связано с разрушением контактных поверхностей подвижных сопряжений 1. Таким образом, именно повышение износостойкости узлов трения является наиболее важным и перспективным направлением повышения общего качества изделий. Для оценки эффективности предлагаемых технологических мероприятий на стадиях проектирования или доработки наиболее целесообразным с экономической и методической точек зрения является проведение лабораторных испытаний.

Одним из требований к лабораторным испытаниям является их сопоставимость с результатами, проведенными другими исследователями в других лабораториях, а также возможность использования полученных результатов для реальных узлов трения. Условия, обеспечивающие постоянство и сопоставимость результатов, называются условиями подобия для триботехнических систем.

Основой лабораторных методов испытаний может служить физическое моделирование, то есть моделирование физически подобных процессов на установках, сохраняющих физическую природу явлений, но воспроизводящих их в других геометрических размерах 2.

Учитывая распространенность и ответственность кулачковых механизмов в деталях машин необходимо уделить особое внимание разработке лабораторной методики их испытаний, что и является важной и актуальной проблемой в настоящий момент. Долговечность узлов такого типа определяется точностью перемещений выходных звеньев исполнительных органов и величиной усилий на них. В свою очередь, интенсивность процессов разрушения контактных поверхностей зависит от величины износа и его распределения по поверхности трения [3].

В данной работе разработана методика лабораторных испытаний для узлов типа кулачковых механизмов с плоским толкателем. В соответствии с требованиями геометрического подобия данная пара трения может быть иммитирована сопряжением типа "вращающийся цилиндр - плоскость", при этом сравнение пар трения и оценку узлов трения по износу целесообразно проводить на основе моделей изнашивания.

Теоретические основы метода испытаний на износ по схеме "вращающийся цилиндр - плоскость", основные расчетные соотношения и порядок определения параметров модели разработаны в работе 4.

Суть методики состоит в следующем:

1. Испытания на износ проводятся при постоянных нагрузке и скорости вращения, а также при неизменных условиях смазывания и теплоотвода до моментов времени t1, … , tn, которым соответствуют пути трения S1, …, Sn. По результатам испытаний определяется массив износа ui ( i= 1 … n) для n точек.

2. Определяются параметры степенной аппроксимации зависимости износа от пути трения c1, 1, ca, a, из которых получают параметры модели изнашивания:

o при изнашивании цилиндра:

;

o при изнашивании плоскости

;

Расчет параметров закономерности изнашивания осуществлялся на ПЭВМ по специально разработанной программе с использованием Mathcad.

Для практической реализации приведенной выше методики были проведены лабораторные испытания на специально разработанном приспособлении для универсальной машины трения (УМТ-1) (рис.). Главным условием при проектировании приспособления было моделирование контактного взаимодействия по схеме "вращающийся цилиндр - плоскость", обеспечивающие геометрическое подобие с сопряжением типа "кулачок - плоский толкатель". С целью снижения стоимости испытания пневматическая схема нагружения заменена на силовую с помощью тарированной пружины.

Приспособление монтируется на стандартной камере трения, применяемой на УМТ-1 (рис.). Принципиальная схема приспособления приведена на рис.3. Подвижный цилиндрический образец 1 устанавливается на валу 2, вращение которому передаётся от двигателя через клиноременную передачу и муфту 3. Неподвижный плоский образец 4 устанавливается в образцедержателе 5. Образцедержатель перемещается вертикально в корпусе 6 по направляющим штифтам 7. Корпус 6 крепится к камере трения 8 при помощи пластины 9 и винтов 10. Положение корпуса 6 относительно пластины 9 регулируется по высоте при помощи гайки 11. Нагрузка в контакте задается при помощи пружины 12 и гайки 13.

Рис.1 - Камера трения со специальным Рис.2 - Специальное приспособление

В соответствии с ранее разработанной методикой необходимо получить массив (Qi, vj, Sk, uwjk), элементами которого являются величины внешней нагрузки Q, скорости относительного скольжения v, пути трения S и соответствующим значением величины износа uw.

Нагружение контакта создается путем перемещения гайки 13 и деформирования пружины 12. Величина внешней нагрузки определяется степенью деформации пружины, номинальные значения которой задаются по тарировочному графику в диапазоне до 450 Н. Скорость скольжения устанавливается при помощи рукоятки на стойке управления УМТ-1 и контролируется по тахометру в диапазоне от 15 до 3000 об/мин. Величина пути трения определяется по тарированной шкале путеизмерителя. Величина износа измеряется с точностью до 0,1 мкм при помощи горизонтального компоратора ИЗА-2.

Испытания проводились для материалов: цилиндра - сталь 40Х (HRC55...58) и плоскости - сталь

40 ХН (HRC 52...55). При скорости относительного скольжения v1=0,5 м/с, v2=1,0 м/с нагрузки составляли Q1=100 кН, Q2=200 кН. Путь трения составил 500 км и измерения износа проводились через каждые 50 км. При испытании применялось масло М-6з/12Г1, смазывание зоны контакта обеспечивалось путем окунания цилиндра в масляную ванну.

Результаты испытаний приведены на рис. 4 и в табл. 1.

Таблица 1. Результаты испытаний

Путь трения S, км

Величина нагрузки Q, Н

100

200

износ цилиндра, мм

износ плоскости, мм

износ цилиндра, мм

износ плоскости, мм

50

0,022

1,126

0,061

2,009

100

0,074

1,452

0,150

2,821

150

0,081

1,595

0,183

3,049

200

0,090

1,609

0,197

3,272

250

0,101

1,799

0,230

3,681

300

0,148

1,903

0,285

3,782

350

0,154

1,946

0,315

4,024

400

0,159

2,002

0,329

4,062

450

0,171

2,101

0,363

4,203

500

0,190

2,190

0,412

4,309

Параметры степенной аппроксимации зависимости износа от пути трения представлены в табл.2.

Таблица 2. Параметры степенной аппроксимации фунции износа

Величина нагрузки Q, Н

100

200

для цилиндра

для плоскости

для цилиндра

для плоскости

Параметры аппроксимации износа

C1 = 0,00136

Ca = 0,397

C1 = 0,00752

Ca = 0,625

1 = 0,844

a = 0,273

1 = 0,752

a = 0,315

Величина погрешности степеной аппроксимации зависимости износа от пути трения в основном не превышает 12%.

Параметры закономерности изнашивания цилиндра и плоскости, рассчитанные по приведенной ранее методике, представлены в табл. 3.

Таблица 3. Параметры закономерности изнашивания

Величина нагрузки Q, Н

100

200

для цилиндра

для плоскости

для цилиндра

для плоскости

Параметры закономерности изнашивания

Kw1 = 0,0125

Kw2 = 0,0000105

Kw1 = 0.00909

Kw2 = 0.0000779

m1 = 1.573

m2 = 1.665

m1 = 1.789

m2 = 1.179

А б

Рис. 2. - Зависимость износа от пути трения для цилиндра (а), плоскости (б)

Выводы

1. Получены первые результаты лабораторных испытаний на износ по схеме цилиндр-плоскость по методике 4, определены параметры модели установившегося изнашивания.

2. В связи с необходимостью точно фиксировать окончание приработки в дальнейшем планируется разработка методики испытаний по схеме "цилиндр-плоскость" в неустановившемся режиме.

моделирование износ нагрузка трение

Литература

1. Гаркунов Д.Н. Триботехника.-М.: Машиностроение, 1989. - 328с.

2. Основы трибологии (трение, износ, смазка) / Э.Д. Браун, Н.А. Буше, И.А. Буяновский и др. / Под ред. А.В.Чичинадзе - М.: Центр «Наука и техника», 1995. - 778с.

3. Степурин П.В. Теоретические исследования трения и изнашивания рабочих поверхностей кулачковых механизмов // Трение и износ.-1998.-Т.19, №6.-С. 739-743.

4. Кузьменко А.Г., Бабак О.П. Метод испытаний на износ по схеме "вращающийся цилиндр-плоскость" // Проблемы трибологии. - 2000. - №2 (14). - С.116.

Размещено на Allbest.ur

...

Подобные документы

  • Назначение и механизм работы "Нановита" - нанотехнологического продукта, снижающего коэффициент трения, имеющего нанокристаллическую форму и защищающего двигатель от износа. Нановит-комплексы и поверхность трения. Создание антифрикционного покрытия.

    презентация [201,4 K], добавлен 11.12.2011

  • Параметры рабочего тела. Процесс впуска и выпуска, расширения, определение необходимых значений. Коэффициент молекулярного изменения горючей и рабочей смеси. Индикаторные параметры рабочего тела. Эффективные показатели двигателя, параметры цилиндра.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 12.10.2011

  • Методы изучения защитных металлсодержащих пленок на поверхностях трения. Исследование контактной выносливости тел качения в моторных маслах с различными физико-химическими свойствами в двигателях внутреннего сгорания. Взаимодействие поверхностей трения.

    дипломная работа [1,7 M], добавлен 09.06.2015

  • Устройства для испытания материалов и смазочных сред при динамическом управлении параметрами нагружения и реверсивного движения на малых скоростях. Расширение функциональных возможностей машины трения для повышения точности трибологических испытаний.

    курсовая работа [479,3 K], добавлен 10.11.2013

  • Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха. Вентиляция и создание искусственного климата. Виды вентиляционных систем. Вентиляторы в системах отопления. Конструктивные элементы и испытания вентиляционных (аспирационных) систем и установок.

    реферат [28,0 K], добавлен 31.07.2009

  • Сущность статических испытаний материалов. Способы их проведения. Осуществление испытания на растяжение, на кручение и изгиб и их значение в инженерной практике. Проведение измерения твердости материалов по Виккерсу, по методу Бринеля, методом Роквелла.

    реферат [871,2 K], добавлен 13.12.2013

  • Определение влияния механических примесей, содержащихся в масле, на износ качающего узла аксиально-поршневого гидронасоса. Методика проведения испытаний. Анализ результатов стендовых испытаний аксиально-поршневых насосов при загрязнении масла водой.

    контрольная работа [2,6 M], добавлен 27.12.2016

  • Описание и принцип работы гидравлической схемы. Определение давлений в полостях нагнетания, слива и силового цилиндра гидропривода. Расчет диаметра трубопровода и скорости движения жидкости. Определение КПД привода при постоянной и цикличной нагрузке.

    курсовая работа [964,2 K], добавлен 27.01.2011

  • Характеристика пружин, их назначение, основные технические и специальные требования; параметры качества пружин. Разработка конструкции установки и методики для испытания пружин: программа испытаний изделия, оборудование и приборы, средства измерений.

    курсовая работа [5,6 M], добавлен 29.01.2014

  • Классификация подшипников по направлению силовой нагрузки. Достоинства и недостатки подшипников скольжения. Виды трения в зависимости от количества смазочного материала в подшипнике. Виды изнашивания: абразивный, перегрев и усталостное выкрашивание.

    презентация [471,3 K], добавлен 25.08.2013

  • Понятие морозостойкости и ее роль в длительности службы природных материалов. Определение потери прочности после циклов замораживания. Проведение испытания на теплостойкость методом Мартенса и методом Вика. Последствия нарушения теплостойкости материала.

    реферат [19,8 K], добавлен 13.03.2012

  • Эрозионная теория изнашивания. Теория гидроабразивного изнашивания при кавитации. Прогнозирование ресурсных показателей гидромашин. Расчет гидроэрозионного изнашивания. Распределение размеров абразивных частиц насоса. Относительная скорость скольжения.

    контрольная работа [473,6 K], добавлен 27.12.2016

  • Испытания смонтированного оборудования трубопроводов. Гидравлическое, пневматическое испытание стальных трубопроводов. Промывка, продувка. Методы неразрушающего контроля качества сварных соединений. Охрана труда при изготовлении и монтаже трубопроводов.

    курсовая работа [39,7 K], добавлен 19.09.2008

  • Требования к контролю качества контрольных сварных соединений. Методы испытания сварных соединений металлических изделий на излом, а также на статический изгиб. Механические испытания контрольных сварных стыковых соединений из полимерных материалов.

    реферат [327,5 K], добавлен 12.01.2011

  • Изучение устройства системы смазки двигателя, предназначенной для подачи масла к трущимся поверхностям с целью уменьшения трения, охлаждения поверхностей и удаления продуктов изнашивания из зон трения. Отказы системы смазки, техническое обслуживание.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 18.03.2010

  • Электропечь и описание производства стали в ней. Виды износа режущего инструмента и влияние на износ инструмента смазывающе-охлаждающей жидкости и других факторов. Процессы, протекающие при химико-термической обработки стали. Виды ХТО и их применение.

    контрольная работа [1,8 M], добавлен 13.01.2008

  • Выбор средств по контролю и сортировке деталей. Описание устройства и особенностей работы стенда для гидравлического испытания блоков и головок цилиндров модели К-169 и 5026А: технические характеристики, техника безопасности, преимущества и недостатки.

    практическая работа [508,8 K], добавлен 25.02.2010

  • Воздействие режимов нагружения на толщину смазочного слоя и изнашивание деталей трибосопряжений при эксплуатации в режиме "пуск-стоп" и реверсивном движении. Технология изготовления масла с заданным комплексом присадок. Повышение долговечности пар трения.

    дипломная работа [1,8 M], добавлен 07.10.2013

  • Анализ влияния термической обработки на износостойкость стали, применяемой для изготовления ножей куттера. Испытания на трение и износ, при помощи машины типа "II-I-б". Влияние температуры закалки и стадий образования карбидов на износостойкость стали.

    статья [169,0 K], добавлен 22.08.2013

  • Общая характеристика коромысла: назначение, устройство и материалы; изнашиваемые и разрушающиеся поверхности. Условия работы на поверхностях трения: нагрузка и её изменения, физико-химические процессы. Закономерности проявления износов, меры их снижения.

    курсовая работа [127,2 K], добавлен 19.05.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.