книги из ГПНТБ / Мизери, А. А. Эксплуатация текстильного оборудования с деталями из пористых спеченных материалов

Величина линейного износа при расположении лунки на плос­ кой поверхности или вдоль образующей цилиндра определяется

по формуле

l2- l \

(57)

8г

где б — линейный износ, мм;

I — длина лунки до испытания, мм;

/і — длина лунки после испытания, мм; г — радиус окружности, описываемой вершиной резца, мм.

Прибор, показанный на рис. 58, .предназначен для работы от механического и 'ручного привода. Для этого имеются механиче­ ская и ручная каретки, которые взаимозаменяемы по сопряжен­ ным размерам с корпусом прибора.

При работе от механического привода вращательное движение передается от электродвигателя через гибкий вал, переходник, ва­ лик, гибкий валик привода каретки и каретку на резцедержавку. Таким образом, осуществляется рабочее вращательное движение резцедержавки с резцом, вылет которого регулируется механизмом подачи. При работе с ручным приводом резец совершает враще­ ние по ограниченной дуге, возвращаясь после рабочего хода в ис­ ходное положение под действием возвратной пружины.

Конструкции приборов для вырезания лунок на наружных и внутренних поверхностях подробно описаны в работе [46].

При исследовании износа деталей автоматического ткацкого станка АТТ-120 были использованы созданные приборы и приме­ нен метод искусственных баз (вырезанных лунок).

Можно полагать, что для исследования износа пористых спе­ ченных материалов этот метод наиболее пригоден. Полностью не­ пригоден метод определения износа взвешиванием детали, по­ скольку пористый спеченный материал пропитан маслом. Нельзя также применить и такие методы, как определение износа по со­ держанию железа в масле и определение износа с помощью ра­ диоактивных изотопов. Оба эти метода применяются при цир­ куляционной подаче масла, которую нельзя рекомендовать для смазки большинства узлов трения скольжения текстильных машин, оснащенных пористыми спеченными подшипниками.

Вырезанные на внутренней поверхности пористых спеченных подшипников лунки имели достаточно четкие очертания концов, позволяющие измерять длину лунки, а следовательно, и величину износа.

С учетом сравнительно невысокого класса чистоты поверхности исследуемых деталей при вырезании была принята длина лунки не менеее 3—3,5 мм.

При такой длине лунки и при определенных конструктивных параметрах прибора (главным образом при определенной величине радиуса вращения резцовой головки) глубина вырезанной лунки колеблется в пределах 0,11—0,15 мм.

Испытания проводились на 16 ткацких станках, укомплекто­ ванных пористыми подшипниками. На каждом станке пористыми

100

подшипниками были оснащены 14—15 узлов трения скольжения: два сопряжения коренных шеек коленчатого вала и подшипников, два сопряжения кривошипных шеек и подшипников, два сопряже­ ния пальцев и подшипников поводков, по два сопряжения шеек нижнего и среднего валов и четыре сопряжения шипов боевых веретен и подшипников и тумба шестерни.

Перед монтажом производилось микрометрирование шеек ва­ лов. Отверстия в подшипниках измерялись в контрольно-измери­ тельной лаборатории Климовского машиностроительного завода.

Перед микрометрированием на все детали, подвергавшиеся ис­ следованию, наносили риски в двух взаимно перпендикулярных направлениях. На подшипниках эти риски делали с двух сторон на торцевой части. На коленчатых валах риски наносили на торце коренной шейки и на самом кривошипе, на среднем и нижних валах — на торцах. Наличие рисок на. деталях обеспечивало воз­ можность измерений .одних и тех же мест.

Результаты сравнительных испытаний на износ железографи­ товых и чугунных подшипников в различных сопряжениях автома­

* Вместо вкладыша использован пористый цилиндрик.

ЮГ

102

шипниковой опоры происходит со стороны торцов, в качестве искусственной базы можно принять не дно лунки или отпечатка, а край кольцевой канавки, полученной каким-либо способом на боковой поверхности втулки (рис. 63). При истирании детали

личины h должно производиться в радиальном направлении, как показано на рис. 65.

Рис. 64. Кривая распределения износа в торцевых сечениях детали

при измерении производится от нулевой риски, для чего можно использовать любые делительные устройства, например универсаль­ ную делительную головку.

103

По мере проведения эксперимента на график наносятся резуль­ таты последующих измерений, что позволяет с высокой степенью точности определить не только максимальное значение износа, но и характер его распределения в торцевых сечениях детали.

Достоинством предлагаемого метода является также возмож­ ность использования для проведения исследований любых стан­ дартных оптических систем и приборов.

При необходимости величину линейного износа можно измерить в заранее намеченных точках. В этом случае для установления точных угловых координат на боковой поверхности втулки в опре­ деленном месте или равномерно по окружности наносят деления

•с требуемым шагом.

НулеВая риски

Нужно иметь в виду, что процесс образования базовой канавки всегда сопровождается пластической деформацией материала и об­ разованием вспучивания по ее краям. Для повышения точности измерений необходимо вспучивания, а также и заусенцы осторожно удалить путем зачистки торцевой поверхности мелкозернистым аб­ разивным инструментом.

Хотя форма базовой канавки не имеет существенного значения, однако для удобства отсчета и получения более точных результатов желательно, чтобы ее профиль имел отвесную стенку со стороны края, принятого за искусственную базу. Поэтому проточку канавки рекомендуется производить отрезным резцом, главный угол в плане которого равен 110-f-120o (рис. 66). При этом резец устанавли­ вается в резцедержателе как расточной и может быть использован для окончательного (чистового) подрезания торца.

Зная характер распределения линейного износа в крайних сече­ ниях исследуемой подшипниковой втулки, можно легко найти его

104

Предлагаемую методику можно использовать при изучении за­ кономерностей износа подшипников скольжения при вращатель­ ном, возвратно-вращательном и возвратно-поступательном дви­ жениях.

Эта методика применялась на установке, имитирующей работу раскладника нити крутильно-этажной машины КЭ1-250-ЗИ, для экспериментального определения износа подшипников и штанг, пе­ ремещающихся во время работы возвратно-поступательно.

При проведении сравнительных испытаний различных анти­ фрикционных материалов для интенсификации износа на штанге в промежутке между опорными элементами навешивали грузы мас­ сой 0,9 кг. Механизм раскладки нити совершал в минуту 48 двой­ ных ходов.

Для исследования использовали бронзовые и пористые направ­ ляющие втулки.

По предложенной методике на торцевых поверхностях иссле­ дуемых подшипниковых . втулок протачивали канавки, а затем строили графики расстояний от искусственной базы до поверхности трения.

Измерения производили с помощью микроскопа МИР-1, осна­ щенного насадкой MOB-15, что позволяет значительно повысить, точность и надежность измерений.

Для установления точных угловых координат мест, в которых производились измерения, использовали универсальную делитель­ ную головку. За начало отсчета принимали нулевые риски, нане­ сенные на торцевые поверхности исследуемых деталей. Углы отсчи­ тывали по часовой стрелке.

На рис. 67 представлены эпюры износа, а в табл. 15 — макси­ мальные и средние значения износа шести бронзовых подшипнико­ вых опор в крайних (торцевых) сечениях после 610 ч работы.

Направляющие втулки изготовляли из бронзы Бр АЖ-9-4 ПО' существующей на заводе технологии. Исходная чистота поверх­ ности отверстия соответствовала шестому классу чистоты (V 6) по ГОСТ 2789—59.

Высоту микронеровностей измеряли на профилографе-профило­ метре завода «Калибр».

105

После запрессовки деталей в корпуса их посадочные отверстия тщательно замеряли. Замеры показали, что размеры отверстий со­ ответствуют требованиям чертежа, т. е. не выходят за пределы поля допуска на диаметр 12А3 (+£;$$).

Сопряжение деталей осуществлялось по ходовой посадке треть­ его класса точности (А3/Х3). Измерение размеров производилось

подшипников после 610 ч работы

В процессе работы бронзовые подшипники опоры периодически, через 7—8 ч, смазывали машинным маслом.

Из приведенных эпюр видно, что износ бронзовых направляю­ щих втулок крайне неравномерен. Это объясняется различной ве­ личиной нагрузки, воспринимаемой поверхностью трения каждой опоры. Однако эти же эпюры свидетельствуют о высоком качестве изготовления втулок и правильном монтаже их на стенде для

106

испытаний, так как угловое смещение начальных точек эпюр износа в различных сечениях деталей относительно друг друга незна­ чительно.

При расчетах для большинства случаев можно принять линей­ ную зависимость между временем износа t и величиной износа и, т. е. считать, что в период нормальной эксплуатации скорость из­ носа остается постоянной:

Удельное давление р и скорость относительного скольжения ѵ являются основными факторами, которые наиболее существенно влияют на интенсивность износа. Можно считать, что в общем слу­ чае зависимость у от р и ѵ есть степенная функция, т. е.

ит. п.);

ти п — показатели степени.

Для абразивного износа значения т и п равны единице (зако­ номерность, выведенная проф. М. М. Хрущовым), т. е. имеется за­ висимость:

Закон абразивного износа можно применять при расчете интен­ сивности износа поверхностей многих деталей машин, например на­ правляющих скольжения, фрикционных муфт, ходовых винтов и гаек, кулисных механизмов и т. д.

В конкретно рассматриваемом случае скорость износа всей си­ стемы характеризуется средним значением линейного износа, отне­ сенного к продолжительности испытаний, т. е.

Теист= — = 0,267 мк/ч.

Среднее удельное давление, соответствующее данной скорости износа, равно:

где Grp — масса одного груза, кг;

я — число грузов, навешанных на штангу механизма раскладки нити для интенсификации износа;

Gшт — масса штанги, кг;

z •— количество направляющих втулок;

D и / — диаметр и длина подшипниковой опоры, см.

ЮГ

Принимая показатель при р в формуле (62) равным единице, с некоторым приближением можно, считать, что средняя скорость износа всей системы в нормальных производственных условиях составляет:

На рис. 68 приведены эпюры максимального износа пористых железографитовых втулок, а в табл. 16 даны максимальные и сред­ ние значения линейного износа в торцевых сечениях втулок после 610 ч работы.

Рис. 68. Эпюры максимального износа пористого железо­ графитового подшипника после 610 ч работы

Из приведенных данных видно, что линейный износ пористых железографитовых опор в среднем значительно меньше, чем брон­ зовых; несмотря на менее благоприятные условия эксперимента (на опорные поверхности действуют более высокие удельные на­ грузки, так как диаметр штанги принят равным 10 мм). Средняя скорость износа составила:

108

Принимая во внимание, что нагрузка на подшипники в условиях эксплуатации меньше, и воспользовавшись формулой, получаем:

Из сопоставления результатов испытания на.износ при возврат­ но-поступательном движении направляющих подшипников скольже­ ния, изготовленных из бронзы и пористого железографита, видно, что подшипники из пористого железографита имеют в среднем в 10 раз большую износостойкость. При этом необходимо учиты­ вать, что они работают в режиме самосмазывания, что не приводит к загрязнению рабочего места и попаданию отработанной или из­ лишней смазки на основной продукт производства.

Экспериментальному исследованию подвергались железографи­ товые втулки, не оснащенные специальными компенсационными резервуарами (карманами). Для повышения надежности и долго­ вечности работы направляющих опор механизма раскладки нити с учетом незначительной толщины их стенок (2 мм) компенсацион­ ные резервуары необходимо рекомендовать, чтобы исключить раз­ борку подшипниковых узлов для периодической пропитки пористых втулок смазкой. Учитывая, что условия предыдущего экспери­ мента несколько различались для подшипниковых опор, изготов­ ленных из бронзы и спеченных материалов (неодинаковая чистота поверхности штанг, некоторое несоответствие средних удельных давлений, а также различная жесткость систем), были проведены дополнительные исследования.

Для этого были изготовлены железографитовые подшипники, диаметр которых составлял 12А3. Железографитовые подшипники обрабатывали острозаточенной разверткой, что позволило получить нормальную проницаемость материала исследуемых деталей. Ре­ жимы резания выбирали, исходя из рекомендаций, приведенных

вработе [49].

Втабл. 17 приведены максимальные и средние значения износа железографитовых и бронзовых втулок в их крайних (торцевых) сечениях после 90 ч работы.

Как видно из сопоставления приведенных данных, даже при аб­ солютно идентичных условиях работы линейный износ контрольной бронзовой направляющей втулки примерно в 3,35 раза превышает среднее значение линейного износа для втулок из железографита. Это дает основание утверждать, что применение пористых компози­ ций обеспечит повышение надежности и долговечности механизма раскладки нити крутильно-этажных машин, уменьшит загрязнения основного продукта и облегчит условия труда смазчика.

Посадочные отверстия испытуемых подшипниковых опор обра­ батывали протяжкой с оптимальной геометрией на горизонтально­ протяжном станке.

109