5.3.2. Использование тормозов.
Момент сопротивления можно создать и с помощью ленточных (рис. 5.8) и колодочных тормозов, которые целесообразно применять в случае горизонтального расположения двигателя. При этом крутящий момент на выходной вал передается от усилия прижатия специальной ленты или колодок к барабану. В таких тормозах, по сравнению с предыдущим примером, нет столь ярко выраженных причин колебаний величины Мс. Однако опыт свидетельствует, что получить равномерное вращение исполнительного органа при использовании гидропривода или электропривода особенно при малых скоростях вращения не очень просто. Так, когда в качестве пар трения использовались колодки из бронзы и стальной вращающийся маховик, стабильное вращение удалось получить только при нанесении на поверхности трения смазки ЦИАТИМ- 201. Устранение колебаний частоты вращения маховика дает возможность точно определить механические характеристики привода.
Рис. 5.8
Устройство для определения крутящего момента:
1- корпус; 2- коромысло; 3- тормозная лента; 4- ограничитель
перемещения коромысла; 5- маховик; 6- противовес.
Это обстоятельство очень важно как проведении экспериментальных исследований, так и для обеспечения стабильной работы механизма.
Однако необходимо учитывать следующее:
1. Коэффициент трения в подобных парах сильно зависит от частоты вращения и контактного напряжения и обычно является нелинейной функцией от этих переменных. Она характеризуется наличием “отрицательного сопротивления”, когда при росте скорости наблюдается снижение сопротивления. Такая нелинейность из-за измененеий частоты вращения вала, вызванных как собственно двигателем, так и колебаниями подводимой мощности, сама становится причиной дополнительных изменений возмущающего воздействия, приводя к автоколебаниям.
2. При трении могут происходить микросрывы, обусловленные нарушением жидкостных пленок.
Нагрузка на выходном валу может создаваться и с помощью гидравлического тормоза, например гидромотором.
В этом случае, кроме кинематических особенностей гидравлического устройста, будут при малых частотах проявляться и нелинейные эффекты.
В совокупности отмеченные явления могут существенно затруднить как проведение экспериментов, так и работу тех или иных устройств.
5.3.3. Колебания при работе роликовых вальцовок.
Из раздела 4.6 следует, что после первого прижатия вершин треугольнообразного пластически деформируемого участка трубы к стенке отверстия схема действия сил изменяется.
С этого момента, полагая, что окружных перемещений профиля трубы относительно отверстия нет, следующая деформация участка трубы произойдет тогда, когда каждый ролик создаст в центре образованного относительно плоского участка (в сечении это хорда) изгибающий момент, достаточный для возникновения напряжений, превышающих предел текучести материала трубы. При этом для 3-х роликовой вальцовки изгибающий момент можно описать выражением
Ми (Fri/ 2)(di /2)*cos30= 0,2165Fridi .
Его величина должна превышать
Ми = 0,75bs2т/6,
где b - длина хорды, проходящей между соседними вершинами образованного многогранника.
Если Ми < Ми , то пластической деформации не будет. В этой связи в процессе прижатия трубы к стенке отверстия потребляемый крутящий момент при механическом вальцевании должен изменяться ступенчато, причем с увеличением раздачи число граней деформируемого участка трубы будет возрастать, а их длина уменьшаться. В связи с этим потребное значение крутящего момента должно возрастать.
Из графика на рис. 4.32,б видно, что во время закрепления крутящий момент при осевом перемещении веретена в интервале х= 0- 20 мм возрастает сравнительно медленно. В интервале х= 20- 36 мм скорость возрастания М существенно выше. При этом по мере увеличения значение М изменялось скачкообразно. Наличие этого факта означает, в процессе вальцевания крутящий момент колеблется, оказывая динамическое воздействие на все детали привода и снижая работоспособность инструмента. Причина отмеченного явления, по всей видимости, заключена как в описанном неравномерном прижатии трубы к стенке отверстия, разглаживании образованных неровностей, а также, вероятно, связана с явлениями релаксации в материале трубы и трения ролика о трубу.
Значение крутящего момента, при котором вальцовочная установка будет автоматически останавливаться, зависит от задач, стоящих перед соединением. Если оно должно быть герметичным и выдерживать заданную осевую нагрузку, то величину потребного крутящего момента следует устанавливать по значению контактного давления, определяемого из эксперимента.