новая папка 1 / 245286

УДК 621.891.004.6.001.4 ББК 34.41я7

Т13

Рецензент – профессор, доктор технических наук И.Т. Ковриков

Тавтилов, И. Ш.

Т13 Определение момента трения в подшипниках скольжения на приборе ДП16А: методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Основы теории трения и изнашивания»/ И.Ш. Тавтилов; Оренбургский гос. ун-т. – Оренбург: ОГУ, 2014. – 15 с.

Методические указания содержат описание метода определения силы (момента) трения и коэффициента трения, развиваемых при трении скольжения. Описан лабораторный прибор ДП16А, применяемый для определения характеристик трения. Указан порядок выполнения практической части работы.

Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по курсу «Основы теории трения и изнашивания» при подготовке студентов по направлению подготовки 150700.62 Машиностроение по профилю «Оборудование и технология повышения износостойкости и восстановление деталей машин и аппаратов».

УДК 621.891.004.6.001.4 ББК 34.41я7

©Тавтилов И. Ш., 2014 © ОГУ, 2014

2

Содержание

3

1 Цель работы

Ознакомиться с устройством и работой прибора ДП16А для определения момента трения в подшипниках скольжения, определить момент трения и коэффициент трения различных материалов.

2 Общие сведения

При исследовании физико-механических свойств новых материалов определяется комплекс характеристик, позволяющих судить о надежности деталей. К этим свойствам относятся предел прочности при растяжении или сжатии, относительное удлинение, ударная вязкость, твердость,

износостойкость, коробление и т.д. Для деталей машин и аппаратов,

работающих в условиях трения, очень важно проведение испытаний,

позволяющих оценить влияние конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов на их износостойкость.

Износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения, оцениваемое величиной,

обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания [1].

Изнашивание – процесс отделения материала с поверхности твердого тела и (или) увеличения его остаточной деформации при трении,

проявляющийся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела [1].

Износ – результат изнашивания, определяемый в установленных единицах [1].

Интенсивность изнашивания – отношение значения износа к обусловленному пути, на котором происходило изнашивание, или объему выполненной работы [1].

Коэффициент трения – отношение силы трения двух тел к нормальной силе, прижимающей эти тела друг к другу [1].

4

Износостойкость материала деталей зависит от взаимного перемещения трущихся деталей, состояния материала и его поверхности от скорости движения, температуры, смазки, окружающей среды, от давления деталей друг на друга и, конечно, от природы и свойств материала. Ввиду большого числа параметров, влияющих на трение и износ, целесообразно испытания на трение и износ проводить в четыре этапа (таблица 2.1) [2].

Таблица 2.1 – Этапы испытаний на износ

Первый этап включает в себя испытания физико-механических свойств.

На втором этапе определяют триботехнические характеристики на машинах трения СМЦ-2, АЕ-5, ДП16А, МИ-1М, НИДИ, МТ-5, типа Амслера и на других специализированных установках. Приборы для этих целей должны отвечать следующим требованиям: одновременное измерение и фиксирование основных параметров пары трения, момента (силы) трения и температуры деталей и рабочей среды в процессе трения; применение образцов с малыми поверхностями трения, что позволяет постоянно регистрировать суммарный износ пары трения в широком диапазоне

5

нагрузок и скоростей скольжения. Использование рабочих камер позволяет проводить испытания образцов в газовых и жидких средах, а также в их смесях.

Третий этап – стендовые испытания – позволяет изучать влияние различных факторов на работу узлов; создавать стабильный режим нагружения, близко воспроизводящий условия эксплуатации; использовать для ускорения испытаний, увеличенные и учащенные нагрузки по сравнению с эксплуатационными; реализовывать специальные режимы нагружения для сравнения различных конструкций и технологий изготовления.

Четвертый этап – эксплуатационные испытания – позволяет получить наиболее ценные сведения о работе машины в условиях ее службы и является основой для совершенствования конструкции машины, установления предельных эксплуатационных зазоров подвижных посадок, уточнения характера профилактических мероприятий технического обслуживания машины и установления потребности в запасных частях.

В данной лабораторной работе на приборе ДП6А определяются момент

(сила) трения и коэффициент трения, что соответствует второму этапу испытаний. Значения коэффициентов трения для некоторых пар трения приведены в таблице 2.2 [3].

Таблица 2.2 – Антифрикционные характеристики пар трения

6

Продолжение таблицы 2.2

7

3 Назначение, устройство и принцип действия прибора ДП16А

Прибор ДП16А предназначен для определения момента трения в подшипниках скольжения. Работа устройства основана на возникновении момента сил трения, которые появляются при вращении вала в подшипнике скольжения. Воздействуя на плоскую измерительную пружину, момент сил трения на ее конце создает определенный прогиб [4, 5, 6, 7].

Прогиб, пропорциональный моменту, изменяет величину светового потока, падающего на фотодиод, при этом величина фототока регистрируется микроамперметром и характеризует величину момента сил трения.

На приборе существует возможность определять зависимости момента трения в подшипнике от скорости вращения вала, величины и направления действующей на подшипник нагрузки, создающейся сменными грузами и зависящей от наклона оси вращения, а также от размеров испытуемых подшипников.

Рисунок 3.1 – Общий вид прибора

8

На литой стойке 2 (рисунок 3.1) находятся основные узлы прибора,

смонтированные на вертикальной плате 4, закрепленной на основании 1

прибора. На передней панели расположены органы управления и микроамперметр 12.

Специальный корпус 3, в котором находится электродвигатель,

предназначен для уменьшения вибраций на амортизаторах. Энергия вращения передается на рабочий вал при помощи ременной передачи.

Натяжение передачи регулируется перемещением корпуса в горизонтальной плоскости.

В шпинделе 5 на двух шарикоподшипниках смонтирован рабочий вал устройства. В верхней части вала имеется отверстие с резьбой, в которое ввинчивается узел испытуемого подшипника 6.

На два сменных узла с разными подшипниками, внутренний диаметр которых соответственно 5 мм и 10 мм, устанавливают и закрепляют винтами грузы, создающие нагрузку 1 кг и 2 кг. На грузах имеются поводки,

входящие в седловину плоской измерительной пружины 7. Связанный с рабочим валиком тахогенератор 11 служит для определения скорости вращения. Микроамперметром измеряется ток в цепи тахогенератора.

Момент измеряют устройством, вмонтированным на основании и зафиксированным к плите винтом. Световой поток, создаваемый осветителем

9, зависит от положения шторки, установленной на конце деформируемой пружины. Данный поток определяется фотодиодом 8. Хомут 10 с зажимной рукояткой служит для регулировки жесткости измерительной пружины.

Данная конструкция обеспечивает поворот плиты на 90° в

вертикальной плоскости, в результате чего достигается изменение соотношения аксиальной и радиальной нагрузок на подшипник (рисунок 3.2).

Рукояткой с пружинным фиксатором осуществляется поворот плиты.

Сектор с пазами, находящийся на противоположной стороне стойки,

позволяет фиксировать положение плиты через каждые 15°.

9