
книги из ГПНТБ / Реология в процессах и аппаратах химической технологии [сборник статей]
..pdfКАРАВАЕВ Ю. В., КЛИМОВ К ■ И., НГУЕН АНБ-ТУАН, ГОРЕЛИК В. М.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ПЛАСТИЧНЫХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
В ЗАЗОРЕ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ
До настоящего времени в литературе приведено довольно незначительное число работ по экспериментальному исследо ванию смазок в подшипниках скольжения. Наиболее полное теоретическое исследование работы вязкопластических (кон систентных) смазок в зазоре подшипника скольжения приве дено в работах Крючкова А. В. и Тябина Н. В. [3, 4]. В рабо тах Коона и Орена [2] был экспериментально получен закон распределения давления по периметру подшипника скольже ния, который значительно отличается от аналогичного закона для вязких масел.
В настоящей работе приведены результаты эксперименталь ного исследования толщины смазочного слоя и пути несовер шенного жидкостного трения в подшипниках скольжения при работе их с пластичными смазками.
Исследования проводились на специальном стенде, скон струированном и изготовленном авторами. Принципиальная схема стенда приведена на рис. 1.
Вращение экспериментального вала 3 с емкостным датчи ком 4 осуществлялось с помощью электродвигателя 1 через редуктор 2. Нагружение подшипника осуществлялось через свободно плавающую втулку 5 с помощью рычажного устрой ства нагружения, позволяющего изменять удельную нагрузку на подшипник в пределах 0—5 кГ/см2. Сигнал с датчика 4 с помощью токосъемника 6 передавался на усилитель ТМ-Зм и далее на осциллограф МПО-2, где происходила регистрация на фотопленку.
Эксперименты проводились следующим образом. С по мощью шприц-пресса осуществлялась заправка подшипника испытуемой смазкой, затем осуществлялось нагружение и включался привод стенда. Одновременно производилась реги-
130
Рис. 1. Схема экспериментального стенда.
страция минимальной толщины смазочного слоя и пути несо вершенного жидкостного трения, если он существовал, а так же температуры смазки. Регистрация названных выше параметров осуществлялась также через 30 и 60 минут после начала работы смазки в зазоре подшипника. Под термином «путь несовершенного жидкостного трения» в данной работе следует понимать длину дуги в зоне нагружения, на которой
|
|
Т а б л и ц а 1 |
|
|
Предел |
Эффектив |
|
Наименова |
проч |
ная вязкость |
|
ности |
на ПВР-1 |
||
ние |
|||
при |
при градиен |
||
образца |
|||
=50°С |
те ЮОсек. |
||
|
|||
|
н/м2 |
н.сек/м2 |
|
В-260 |
— |
2,0 |
|
В-243 |
1,2 |
||
92-4 |
148 |
1,48 |
|
92(7+8) |
148 |
2,09 |
|
92-9 |
187 |
4,8 |
|
92(12+8) |
138 |
4,0 |
|
92-10 |
59,2 |
U 4 |
|
192-193 |
— |
5,1 |
|
С-23 |
— |
1,74 |
|
Октол-бОО |
— |
79,4 |
прибор ТМ-Зм начинает регистрировать контакт микронеров ностей поверхностей вала и втулки. Более подробно описание опытного стенда и методика проведения экспериментов при ведены в работе [1].
131
В качестве исследуемых смазочных материалов применя лись образцы экспериментальных смазок ВНИИНП, которые можно было разделить на две большие группы:
а) литиевые смазки на основе сложных эфиров; б) смазки на кремнийорганической основе.
Общее количество исследуемых образцов превышает 20, однако в данной работе представлены результаты исследова ния— 10 образцов.
|
|
Рис. 3. Зависимость минимальной тол |
|
Рис. 2. Зависимость |
минималь |
щины слоя смазки от эффективной |
|
вязкости до появления несовершенно |
|||
ной толщины слоя |
смазки от |
||
го жидкостного трения. |
|||
времени. |
|
||
|
|
Реологические свойства образцов пластичных смазок, ис следованных в данной работе, приведены в таблице 1.
На рисунке 2 представлены зависимости минимальной тол щины слоя смазочного материала от времени. Толщина слоя смазки в начальный момент времени различается для испыту емых образцов. Скорость уменьшения толщины слоя смазки есть также величина переменная. Толщина слоя смазки через 60 минут после начала эксперимента для группы смазок (В-260, В-281, В-243, 92мЗ) выравнивается, что может быть обусловлено близкими по величине значениями эффективной вязкости. Смазки с большей эффективной вязкостью дают слой более значительной толщины.
Зависимость минимальной толщины слоя смазки от эффек тивной вязкости при градиенте скорости сдвига D = 100 сек-1 представлена на рисунке 3. По характеру расположения экс периментальных точек можно заключить, что с увеличением эффективной вязкости минимальная толщина слоя смазки уве личивается. Смазки с высокой вязкостью обладают наиболь шей минимальной толщиной смазочного слоя. Например, о«- тол = 600, обладающий эффективной вязкостью 79,4 н.сек/м2 при t = 50°C и D = 100 сек-1, создает в подшипнике смазочный
132
слой с минимальной толщиной 20 микрон 'после 60 минут ра боты с удельной нагрузкой р = 2,66 кГ/см2.
На рисунке 4 представлены зависим ости пути несовершен ного жидкостного трения от времени для различных образцов смазок. По характеру расположения экспериментальных точек можно сделать вывод о возрастании пути несовершенного жидкостного трения е возрастанием времени для всех смазок. Однако величина пути несовершенного жидкостного трения и
Рис. 4. Зависимость пути несовершенного жидкостного трения от времени.
скорость ее увеличения для каждой из смазок различаются между собой, что можно объяснить различием физико-хими ческих свойств основы и наполнителей смазок, а также раз личием эффективной вязкости и пределов прочности. В данной серии экспериментов лучшим образцом оказался В-260, кото рый имел минимальный путь несовершенного жидкостного трения и устойчивую минимальную толщину слоя смазки. Кроме того, скорость увеличения пути несовершенного жидко стного трения у этого образца меньше, чем у других исследо ванных образцов.
На рисунке 5 'представлена зависимость пути несовершен ного жидкостного трения от эффективной вязкости. По харак теру расположения экспериментальных точек можно сделать вывод о том, что пути несовершенного жидкостного трения уменьшаются с увеличением эффективной вязкости. Можно предположить, что при данной удельной нагрузке на подшип ник и данном градиенте скорости сдвига -в работающем под-
133
шиннике, а также при данной температуре существует неко торое критическое значение эффективной вязкости, выше ко торого несовершенное жидкостное трение в подшипнике прак тически не наблюдается.
ВЫВОДЫ
1. В данной работе качественно оцениваются полученные экспериментальные данные, так как для рассмотрения работо способности смазочного слоя в подшипнике необходимо учи тывать еще многие параметры, влияющие на толщину смазоч ного слоя и путь несовершенного трения.
2. Созданный экспериментальный стенд позволяет количе ственно оценивать толщину слоя смазки по периметру под шипника и путь несовершенного жидкостного трения, что яв ляется весьма важным для исследования работы реальных подшипников скольжения и сравнения работоспособности раз личных смазочных материалов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Караваев Ю. В., Нгуен Ань-Туан, Тябин Н. В. «Новый метод иссле дования пластических смазок в подшипнике скольжения». Тезисы доклада
134
I Всероссийской конференции |
«Контактная гидродинамика». Куйбышев, |
1972. |
•••«*■ |
2.Cohn G., Oren I. W. Film-pressure distribution in greaselubricated journal-bearing. Trans ASME, 71, No 5, 1949.
3.Крючков А. В., Тябин H. В. «Реодинамическая теория вязкопласти
ческой смазки для радиальных подшипников скольжения». Пластичные смазки. Материалы научно-технической конференции. Киев, «Наукова дум ка». 1971.
4. Тябин Н. В. «Реодинамическая теория вязкопластической смазки». Труды III Всесоюзной конференции по трению и износу в машиностроении
1960, 3, 134.
|
|
С О Д Е Р Ж А Н И Е |
|
|
|
|
|
||
Ьалашов В. А., Трусов С. А., Шибитов Н. С. Экспериментальные |
3 |
||||||||
результаты по истечению вязкопластическойсреды |
. . . |
. |
|
||||||
Балашов |
В. А., Кондакова |
Л. А. К вопросу о |
методике экспе |
|
|||||
риментального |
исследования фильтрации |
вязких |
жидкостей |
через |
|
||||
зернистый с л о й ..................................................................................... |
|
|
|
|
9 |
|
|
||
Голованчиков А. Б., Мамакова А. А., Трусов С. А., Тябин Н. В. |
|
||||||||
К методике расчета течения реологических сред в ротационном коло |
20 |
||||||||
кольном вискозиметре ............................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|||
Голованчиков А. Б., Трусов С. А., Шибитов Н. С. Гидродинами- |
|
||||||||
мика падающей струи вязкой жидкости......................................... |
|
|
|
30 |
|
|
|||
Гусев В. Б., |
Торнер Р. В. |
Нанесение полимерного покрытия на |
|
||||||
цилиндрическую |
оболочку.................................................................... |
|
|
|
|
37 |
|
|
|
Жирнов А. Г., Скробин Ю. Б. Реодинамический анализ процесса |
|
||||||||
нанесения вязкопластической среды на плоские поверхности изделий |
|
||||||||
валковым методом.................................................................................. |
|
|
|
|
52 |
|
|
||
Лепёхин Г. И., Рябчук Г. В., Тябин Н. В., Уклистый А. Е. Тече |
59 |
||||||||
ние вязкоупругой среды по поверхности вращающего диска |
. |
. |
|||||||
Огарев Н. В., Сурганова Т. А. Методика расчета поля скоростей |
65 |
||||||||
течения жидкости через поперечное сечениецилиндра. |
. . |
. |
|
||||||
Огарев Н. В., Сурганова Т. А. Применение потенциальной функ |
70 |
||||||||
ции к расчету диаметрального течения внутрицилиндра. . . |
. |
|
|||||||
Голованчиков А. Б., Мамаков А. А., Патракова А. Г. Влияние |
|
||||||||
концентрации и неиьютоновских свойств флотационной пульпы на |
72 |
||||||||
скорости движения газовых пузырьков и частиц минералов. |
. |
. |
|||||||
Рябчук Г. В., Уклистый А. Е. Растекание вязкой жидкости по |
|
||||||||
поверхности вращающегося диска...................................................... |
|
|
|
79 |
|
|
|||
Рябчук Г. В., Уклистый А. Е. Растекание неньютоновской жидко |
|
||||||||
сти по поверхности вращающегося диска......................................... |
|
|
|
84 |
|
|
|||
Тябин Н. В., Шершнев П. Н. Исследование эластического вос |
|
||||||||
становления струй резиновых смесей после их истечения из круглых |
89 |
||||||||
каналов......................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тябин Н. В., Шершнев П. Н. Исследование эластического восста |
|
||||||||
новления струй |
резиновых смесей после их истечения |
через конфу- |
99 |
||||||
з о р ы ......................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дахин О. X., Шишлянников В. В. Экспериментальное исследова |
|
||||||||
ние распределения температур по длине и радиусу |
канала при |
те |
112 |
||||||
чении расплавов полимеров................................................................................... |
В. В. Влияние диссипации энергии |
||||||||
Дахин О. X., Шишлянников |
118 |
||||||||
на разогрев расплавов полимера при течениив круглом канале. |
|
. |
|||||||
Дамов А. С., Ремнев В. П., Тябин Н. В., Уютова Э. И. Течение |
|
||||||||
пеньютоновской |
жидкости между соосными |
конусами |
при наличии |
123 |
|||||
перепада давления ..................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|||
Караваев Ю. В., Климов К. И., Нгуен Ань-Туан, Горелик В. М. |
|
||||||||
Экспериментальное исследование поведения пластичных смазочных |
130 |
||||||||
материалов в зазоре подшипниковскольжения................................................ |
|
|
|
|
НМ 02544. Подписано к печати 24/IX 1974 г. Формат 60x84Vi6Печ. л. физ. 8,5. Печ. л. уел. 7,9. Тираж, 400. Заказ 154. Цена 1 руб.
Типография изд-ва «Волгоградская правда». Привокзальная площадь.
