Лабораторна робота № 4 визначення зведеного коефіцієнта тертя в круговій парі.

Мета роботи: визначення зведеного коефіцієнта тертя ковзання на установці ТММ 7М і встановлення залежності приведеного коефіцієнта тертя ковзання від температури масла.

Обладнання: установка ТММ 7М, секундомір, міліметровий папір, масштабна лінійка, олівець.

1.Теоретичні відомості

Вузлом тертя установки ТММ 7М є підшипник ковзання, поверхня цапфи вала якого та втулка дотикається і в процесі роботи знаходяться в умовах відносного ковзання. Сили тертя, що виникають при відносному ковзанні, приводять до стирання, зношування цапфи і втулки, викликають додаткові витрати в механізмі, тобто знижують к.к.д. Зменшення зношування і підвищення к.к.д. досягаються раціональним вибором матеріалів пари тертя, забезпеченням достатнього змащування робочих поверхонь.

Матеріалами для втулки можуть бути бронза, бабіт, чавун, кераміка, пластмасова та інші матеріали; вал виготовлений із сталі.

При ковзанні розрізняються такі види тертя: сухе і рідинне. Крім цього можна виділити ще два види проміжного тертя: напівсухе і напіврідинне. Сухе тертя реалізується у випадку відсутності мащення поверхонь тертя.

У період пуску, коли швидкість ковзання мала, значна частина цапфи і втулки не розділена змазкою і тертя буде напівсухе. При збільшенні швидкості цапфа вала ніби спливає і товщина змащуваного шару збільшується, але окремі мікровиступи тертьових поверхонь ще взаємодіють і тертя в цьому випадку буде напіврідинними. При дальшому зростанні кутової швидкості виникає суцільний стійкий шар змазки, який повністю розділює поверхні , тобто реалізується рідинне тертя.

Необхідною умовою для виникнення рідинного (гідроциклічного) тертя є наявність зазору, який утворюється внаслідок невеликої різниці діаметрів втулки і цапфи.

2. Будова експериментальної установки тмм 7м.

Установка ТММ 7М ( рис.1)складається з литої рами 19, на якій змонтовано підшипник з ротором, стійки з гальмівним пристроєм 20, механізму розгону

маховиків 7 і пульта керування 10

Рис.1

Ротор змонтований на литому корпусі 18, обертається у бронзовій втулці 17. На валу ротора консольно закріплені два маховики 5. Розгін ротора здійснюється через конічну фрикційну муфту 6 від електродвигуна 9.

При різних режимах роботи момент тертя в підшипнику змінюється в залежності від матеріалу втулки, питомого тиску на цапфу вала, зміни кутової швидкості цапфи та від зміни температури масла, призначеного для змащування підшипника. Питомий тиск на цапфу вала і матеріал втулки в установці незмінні.

Зміна кутової швидкості вала досягається за рахунок самогальмування. Зміна температури масла здійснюється за допомогою електронагрівача і регулюється на заданому рівні електроконтактним термометром типу ТК. Електроконтактний термометр 2 має магнітне регулювання для встановлення рухомого контакту по шкалі, щоб підтримувати необхідну температуру масла. Спостереження за зміною темпери масла до встановленого рівня здійснюється по нижній шкалі електроконтактного термометра. Швидкість обертання цапфи вала на певних ділянках пробігу визначається з допомогою тахометра 12, вставленого на одній осі з валом ротора. Час зменшення кутової швидкості цапфи вала на окремих ділянках визначається з допомогою годинникового секундоміра.

Для визначення навантажуючої здатності підшипника установка має:

а) три манометри 4, розміщених вздовж твірної цапфи вала;

б) шкалу 1, стрілку, фіксатор і ручку 3 для повороту і встановлення втулки в межах кута відносно вертикалі.

Контроль режиму тертя здійснюється з допомогою двох сигнальних ламп, розміщених на пульті керування.

При розгоні маховиків (режим сухого тертя) горить червона лампочка 16, пізніше, при утворенні масляного клину внаслідок зміни контакту між цапфою вала і втулкою підшипника червона лампочка поступово гасне і запалюється зелена сигнальна лампочка 14, що свідчить про роботу підшипника в режимі рідинного (гідродинамічного) тертя.

Для зупинки маховиків в будь-який момент часу після розбігу установка має колодочне гальмо, яке включається поворотом ручки 22.

Включення електродвигуна для розгону маховиків здійснються з допомогою магнітного пускача поворотом ручки 8, механізму розгону маховиків вліво до упору.

3. Порядок виконання роботи.

1. Визначення зведеного коефіцієнта тертя проводиться при вільному розгоні ротора до максимальної швидкості обертання n_max =930 об/хв (=рад/с). Робота виконується при постійній температурі масла.

Вихідні дані:

- вага ротора;

- момент інерції ротора;

- радіус цапфи вала.

2. Розігнати ротор до максимальної швидкості обертання і відпустити ручку 8, оберти ротора внаслідок тертя в опорі і наявності опору повітря почнуть падати.

3. При швидкості обертання пустити в хід секундомір і відмічати проміжки часу в наростаючому порядку для ряду швидкостей ротора до повної його зупинки. Останній відлік взяти при повній зупинці ротора.

4. Заміри провести 3 рази. Дані досліджень занести в таблицю 1.

5. За отриманими даними побудувати графік зміни швидкості обертання як функції від часу.

6. На графіку вибрати ділянку, відповідну межам n=300 -150 об/хв, (ближче до зупинки ротора), для якої можна прийняти зміну швидкості пропорційну зміні часу ( пряма лінія). Приймаючи, що кутове прискорення на даній ділянці вибігу постійне можна визначити зведений коефіцієнт тертя за формулою:

7. Визначити середній зведений коефіцієнт тертя

Міри безпеки

1. Під час роботи установки маховики повинні завжди бути закриті кожухами. Виконання лабораторної роботи без захисних кожухів не допускається.

2. Гальмування виконується плавним натискуванням ручки гальма.

2. Гальмування при включенні фрикційній муфті категорично забороняється.