книги из ГПНТБ / Капрон и его применение в технике И. П. Земляков. 1960- 3 Мб

Глава II

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ ИЗ КАПРОНА

ИДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ

ВДнепропетровском металлургическом институте бы­ ли проделаны исследования работы капроновых вклады­

шей при смазке их маслами, водой и твердыми смазками,

а также при отсутствии смазок.

Для проведения указанных исследований была ис­ пользована экспериментальная установка инж. П. И. Пу­ зырькова.

Установка, смонтированная на направляющих токар­ ного станка, приводилась от его шпинделя. Изменение скоростей вращения производилось посредством пере­ ключения передач в коробке скоростей.

Чувствительным элементом экспериментальной уста­ новки являлась пружина 1, передающая крутящий мо­

мент и работающая на окручивание. Угол закручивания отмечался на экране с помощью светового зайчика, от­ раженного зеркальцем 2, установленным на диске 5, яв­ ляющемся торцевым фланцем пружины (см. фиг. 1).

Через пружину вращение передавалось на стальной вал с набором съемных стальных втулок 4, служащих

в качестве цапфы. Вращаясь вместе с валом, цапфа осуществляла трение скольжения по вкладышу-образ­

цу 5, прижимавшемуся снизу посредством рычага и на­ бора грузов (см. фиг. 2).

Момент трения, действующий в обойме при трении цапфы о вкладыш, изменяясь, влиял на степень закручи­ вания пружины, а следовательно и на отклонение свето­ вого зайчика на экране-шкале.

В качестве источника плоского светового луча нами

использовался эпидиаскоп с лампой мощностью 0,5 кет, установленный на расстоянии 800 мм от зеркальца.

11

Экран-шкала с предварительно протарированными делениями в пределах 0—700 кгсм находился на рас­ стоянии 1500 мм от зеркальца.

Таким образом, даже весьма незначительный поворот

зеркальца .в результате закручивания пружины вызывал

заметное отклонение светового зайчика на шкале.

Вращаясь совместно с пружиной, отраженный луч со­ здавал полосу света на эране, перемещающуюся с из­ менением момента, действующего в очаге трения.

Погрешность отсчета, получаемая на данной установ­

ке, колебалась в пределах 1—2 кгсм.

Перед установкой в обойму образцы тщательно про­ тирались спиртом и четыреххлористым углеродом с по­

следующей просушкой.

Образцы, исследуемые при сухом трении, взвешива­

лись на аналитических весах с точностью до 0,1 мг.

После постановки образцов и их крепления произво­ дился пуск установки включением электродвигателя

станка.

Это включение осуществлялось при отсутствии дав­ ления со стороны вкладыша-образца на вал-цапфу.

При установившемся вращении вала установки с оп­ ределенным числом оборотов проверялось и корректи­ ровалось нулевое положение светового зайчика на экра­ не-шкале. После выверки проводилось нагружение (по возможности плавное) заданной нагрузкой. Отклонения

сились в таблицы протоколов экспериментов.

12

Процесс наблюдения за изменением момента трения

длился до полной стабилизации положения световой по­ лосы на шкале, а при трении насухо — в течение 30 ми­ нут.

При исследовании процесса трения в присутствии на

через вмонтированную в обойму для вкладышей мас­ ленку.

Для определения износа образцы после опыта снова тщательно очищались и высушивались, после чего взве­ шивались на аналитических весах с указиной выше точ­ ностью.

Абсолютный износ определялся только для случая трения материалов насухо, так как при трении в присут­ ствии смазок уловить указанную характеристику прак­

Для определения коэффициентов трения, работы тре­ ния и износостойкости использовалась величина момента трения,-получаемого в качестве показателя эксперимента непосредственно на шкале, проградуированной в кг-см.

На фиг. 2 представлена расчетная схема установки,

смазки; М кр — крутящий Момент, равный сумме момента

сила трения; G — вес набора грузов с учетом приведен­ ного веса тяги, рычага и обоймы.

Как известно, приближенно сила трения может быть определена из выражения

где / — коэффициент трения;

с другой стороны,

= 2Мтр

где d — диаметр цапфы.

Нормальное давление N может быть найдено

N = G—.

а

Приравнивая оба выражения силы трения <и подстав­ ляя их значения, получим

NfJ^mp

откуда

'Cibd

14

Результаты замеров (момента трения <в процессе опы­ тов .при соответствующих условиях трения и расчетные величины даны в прилагаемых таблицах и в виде графи­ ков, показывающих найденные зависимости, характери­ зующие процесс трения в исследуемой паре.

Для исследований работы образцов-вкладышей со смазками нами использовались свежие веретенное и тур­ бинное масла, резко отличающиеся по своей вязкости.

Характеристика указанных масел дана в табл. 2 и 3. Смазка в процессе эксперимента подавалась непре­ рывно из масленки через отверстие в верхнем вкла­

дыше (см. фиг. 2), и трение происходило в масляной ванне.

Как известно, способность поверхностей подшипников

смачиваться маслами является важной характеристикой

при подборе режима смазки. Если поверхность вкладыша плохо смачивается смазкой, то циркуляция смазки бу­ дет происходить лучше. Поэтому подшипниковые мате­ риалы, плохо удерживающие смазку на своей поверх­ ности, работают более удовлетворительно.

Произведенные опыты по определению способностей различных материалов смачиваться маслами показали, что капрон лучше других (стали, чугуна, бронзы и баббита) смачивается маслами, а следовательно, цирку­ ляция смазки в зоне трения для него будет хуже.

В табл. 4 представлены сравнительные данные крае­ вых углов, показывающих способность смачиваться мас­ лами.

16

По сухому материалу По смоченному тем же маслом

Определение краевых углов было проведено ассист.

М. В. Солодченко на приборе И. В. Радченко.1

Эксперименты производились с вкладышами из бронзы, баббита, текстолита и капрона, чтобы иметь

их службы, Сборник Всесоюзного научно-технического общества ма­ шиностроительной промышленности «Повышение износостойкости и срока службы машин». Государственное научно-техническое изда­ тельство машиностроительной литературы, Киев 1956.

17

ТОО

Опыты по исследованию работы вкладышей при смазке их веретенным маслом производились при удель­ ных давлениях до 90 кг/см2 и для четырех различных скоростей относительного скольжения:

0,4, 0,66, 1,13 и 2,0 м/сек.

Основным показателем, характеризующим процесс

трения, является коэффициент трения, связанный с си­ лами, действующими в сфере трения поверхностей де­ талей.

По указанной характеристике процесса делалось зак­ лючение о состоянии смазочного слоя масла на поверх­ ностях трения.

Краткое описание полученных зависимостей коэффи­ циента трения от режимов трения приводится отдельно для каждой из трущихся пар: сталь — баббит, сталь — бронза, сталь — текстолит и сталь — капрон.

1. РАБОТА ВКЛАДЫШЕЙ-ОБРАЗЦОВ ПРИ СМАЗКЕ ИХ ВЕРЕТЕННЫМ МАСЛОМ

Сталь по баббиту. При трении стальной каленой цапфы о баббит при смазке вкладышей веретенным маслом зависимость коэффициента трения от удельного давления и скорости показана на фиг. 3.

Коэффициент трения при скорости 0,4 м/сек состав­

достигая значения 0,16 при всех скоростях, что свиде­

тельствует о быстром разрушении смазочного слоя, глав­ ной причиной чего, по нашему мнению, является низкая вязкость веретенного масла.

Очевидно, большая скорость при больших удельных давлениях начинает способствовать разрушению пленки масла на трущихся поверхностях.

Сталь по бронзе. Рост коэффициента трения при уве­ личении удельного давления для пары сталь — бронза происходит более плавно, чем при трении стали о баб­ бит (фиг. 4).

Этот рост наиболее плавно происходит при скорости

0,4 м/сек, т. е. наименьшей.

Самый низкий коэффициент трения зафиксирован

18

для случая работы вкладышей-образцов при скорости 2 м/сек, т. е. наибольшей из испытуемых.

Коэффициенты трения при удельных давлениях 2— 5 кг/см2 колебались в пределах 0,07—0,09 и при удель­ ных давлениях 60—70 кг/см?—0,115—0,125.

Сталь по текстолиту. Кривые, изображенные на фиг. 5,

выражают аналогичные предыдущим графикам зависи­ мости.

Процессы изменения коэффициентов трения стали по текстолиту при различных режимах сходны с процессами для трения стали о бронзу.

Значения коэффициентов трения при малых удель­ ных давлениях находятся в пределах до 0,060—0,075, а

при больших доходят до 0,140, что говорит о заметном

нарушении смазочного слоя и приближении к процессу трения полусухих поверхностей.

Сталь по капрону. Из четырех исследуемых трущихся пар процесс изменения коэффициентов трения в зависи­ мости от увеличения удельных давлений для трения ста­ ли о капрон выделяется тем, что эти изменения наимень­ шие, что видно из графиков фиг. 6.

При малых скоростях относительного скольжения коэффициент трения был зафиксирован меньшим, чем при больших.

19