4.3.4. Определение силы заклинивания пресса по

величине угла поворота эксцентрикового пальца

Полученное выше равенство (4.88) позволяет выявить одно существенное преимущество устройства для расклинивания с эксцентриковым пальцем. Это преимущество проявляется в процессе эксплуатации.

Речь идет о возможности определения (после завершения операций по расклиниванию) величины силы, действовавшей на ползуне заклиненного пресса (естественно, что это в случаях, когда пресс не имел измерителя сил, зафиксировавшего величину нагрузки, а именно такие случаи имеют место наиболее часто при эксплуатации).

В самом деле, анализ формул (4.88) показывает, что при эксплуатации устройства достаточно замерить величины углов γ и , после чего можно легко определить величину силы Р₃.

Для этого необходимо иметь график функции Р₃ = f (γ,).

По определенной таким образом величине Р₃ можно, в частности, сделать оценку имевшей место величины перегрузки, а также состояния пресса (муфты, подшипников эксцентрикового вала) и необходимости проведения ревизии.

4.4. Определение коэффициентов трения покоя

подшипников скольжения пресса

4.4.1. Конструкция и параметры экспериментальных

подшипников скольжения

Для определения коэффициентов трения были изготовлены три типоразмера экспериментальных подшипников скольжения с номинальными диаметрами 50, 100 и 200 мм одинаковой конструкции, которая показана на рис. 4.21.

Рис. 4.21. Конструкция экспериментального подшипника скольжения

Подшипник состоит из пальца (шипа) 1 и бронзовых вкладышей 8, которые жестко закреплены винтами в двух половинах корпуса подшипника 7. На квадратные концы пальца 1 с двух сторон надеты два рычага 9, которые воспринимают развиваемую домкратом силу через призму 10, имеющую при вершине радиус меньший, нежели радиус расточки в рычагах. Индикатор 2, связанный планкой 3 и болтом 4 с пальцем 1 и упирающийся своим измерительным стержнем в болт 2, ввернутый в одну из половин корпуса 7, предназначен для фиксации момента трогания пальца с места при провороте. Прокладки 5 и болты 6 предусмотрены для совместной точной обработки поверхностей бронзовых вкладышей, причём указанные прокладки удаляются при проведении экспериментов.

Основные параметры изготовленных подшипников приведены в таблице 4.2 (где ΔH_ск − среднеквадратичная высота гребешков на поверхности вкладышей и пальцев).

Таблица 4.2.

Параметры экспериментальных подшипников скольжения

Диаметр вкладышей dв, мм	№ пальца (шипа)	Диаметр пальца (шипа) dn, мм	Диаметраль-ный зазор Δ= dв- dn, мм	Характери-стика поверхности вкладышей ΔНск, мкм	Характеристика поверхности пальца (шипа) ΔНск, мкм	ln, мм	Ln, мм
50,03	1 2 3 4	50,02 49,97 49,90 49,85	0,01 0,06 0,13 0,18	0,9-1,1 0,9-1,2 0,8-1,2 0,9-1,3	0,8-1,1 0,9-1,1 0,8-1,2 0,9-1,1	25	300
100,23	1 2 3 4	100,21 100,10 99,98 99,87	0,02 0,13 0,25 0,36	0,9-1,3 0,9-1,3 0,8-1,4 0,8-1,3	0,8-1,2 0,8-1,1 0,8-1,1 0,8-1,1	50	500
200,02	1 2 3 4	199,98 199,76 199,46 199,32	0,04 0,26 0,56 0,70	0,8-1,3 0,9-1,3 0,9-1,4 0,9-1,3	0,9-1,1 0,9-1,2 0,8-1,2 0,8-1,0	100 и 50	700

Пальцы подшипников всех размеров изготовлены из стали марки 40ХН, вкладыши – из бронзы Бр.ОФ10-0,5.

Рассмотрим соображения, положенные в основу выбора параметров и конструкции экспериментальных подшипников скольжения.

Выше отмечалось, что определенные в лабораторных условиях величины коэффициентов трения не имеют практической ценности, если они получены на образцах, выполненных без учета конструкции и условий работы реальных подшипников.

Поэтому необходимо, чтобы экспериментальные подшипники и условия проведения экспериментов приближались к реальным. В нашем случае – к конкретным подшипникам и условиям их работы кривошипно-шатунного механизма в положении заклинивания пресса и при выводе его из этого состояния.

Несмотря на то, что данная работа носила целевой характер, а именно, имелось в виду решить вопрос расклинивания КГШП, выполнение ее было целесообразно провести таким образом, чтобы распространить результаты можно было и на другие типы и типоразмеры кривошипных прессов. Задача облегчалась подобием конструктивного исполнения подшипников, основными характеристиками которых являются следующие:

– диаметр подшипников – от нескольких десятков до 1000мм и более (у КГШП силой 6,3…25МН с цельной станиной диаметры подшипников составляют 310–880 мм);

– наибольшие средние давления, соответствующие наибольшим силам, развиваемыми прессами при заклиниваниях, – q_ср = 150 МПа (1500 кГ/см²) и более ( , где Р – сила, действующая на подшипник; l_n, d_n – длина и диаметр подшипника);

– материал пальца (шипа) – сталь марки 40ХН; 40Х; 38Х2Н2МА или им подобные;

– материал втулки (вкладыша) – бронза (Бр. ОФ10-0,5, Бр. ОЦС 5-5-5);

– шероховатость обработки сопрягаемых поверхностей, обеспечивающая среднеквадратичную высоту гребешков – ΔH_ск=0,8…1,5мкм ( 7–в ранее принятом обозначении);

– посадка пальца (шипа) во втулке – Н8/f9-H8/e8 (А₃/Х₃);

– смазка: густая (солидол марки Т или Л) или жидкая (масло «Индустриальное−45», ИПГ 92).

Кроме того, из условий работы подшипников при расклинивании следует, что время неподвижного контакта их трущихся поверхностей может составить 3…3,5 часа (до половины рабочей смены).

Отсутствие средств для многократного развития и выдержки в течение сравнительно длительного периода времени больших сил делало невозможным исследование подшипников с размерами диаметром 310-880 мм и длиной 400-900мм (интервалы размеров подшипников кривошипно-шатунного механизма КГШП силой до 25МН с цельной станиной).

В связи с этим стала очевидной необходимость проведения экспериментов на подшипниках меньших размеров. А чтобы оценить влияние величины площади контакта на _n, были изготовлены подшипники Ø 50, 100 и 200 мм. При этом было учтено следующее: на величину _n существенное влияние может оказывать величина давления в подшипнике (в настоящее время при расчетах используют параметр – q_ср, величина среднего давления).

Однако силовые условия работы подшипников определяются не только Р, l_n и d_n, но и величиной диаметрального зазора [85]. Т.е., сохраняя q_ср для двух подшипников одного типоразмера, диаметры которых будут выполнены по верхнему и нижнему значению величины зазора, обусловленного принятой посадкой, мы далеко не сохраняем идентичность силовых условий работы пар трения. Поэтому для соблюдения идентичности условий работы подшипников необходимо учитывать не только q_ср, но и относительный диаметральный зазор η.

Это тем более важно, что величина η в пределах указанных нами выше посадок при увеличении номинального размера d_n уменьшается. В связи с этим был выбран следующий интервал η для каждого из исследуемых подшипников, а именно: максимальный η_mах = 0,0036 и минимальный η_min = 0,0002. Это практически охватывает в пределах рассматриваемых посадок весь диапазон относительных зазоров подшипников диаметром от 50 до 1000мм.

Полагая, что четырех подшипников одного типоразмера, имеющих различные величины η, вполне достаточно для определения влияния величины η (вернее q в подшипнике) на _n при одинаковом q_ср, был установлен ряд величин относительных зазоров следующим образом:

η_min = 0,0002:

;

;

η_mах = 0,0036.

В таблице 4.3. приведены расчетные значения величин диаметральных зазоров (Δ), соответствующих выбранным η.

Таблица 4.3

Расчетные значения величин диаметральных зазоров

экспериментальных подшипников

№№	η		Δ, мм
		Ø 50	Ø 100	Ø 200
1	0,0002	0,010	0,020	0,040
2	0,0013	0,065	0,130	0,260
3	0,0025	0,125	0,250	0,500
4	0,0036	0,180	0,360	0,720

Все сказанное выше и определило конструкцию и параметры созданных экспериментальных подшипников.