detlab8

граничное, т.е. трение, при котором трущиеся поверхности покрыты тончайшей пленкой смазки, образовавшейся в результате действия молекулярных сил и химических реакций активных молекул смазки и материала вкладыша.

Граничные пленки устойчивы и выдерживают большое давление. Однако в местах сосредоточения давления они разрушаются, происходит соприкосновение чистых поверхностей металла, их схватывание и отрыв частиц материала при относительном движении. Поэтому полужидкостное трение сопровождается износом трущихся поверхностей даже без попадания внешних абразивных частиц.

Значение коэффициента трения лежит в пределах fпж = 0,008...0,1. Момент трения (Н·мм) в подшипнике и потери мощности (Вт) на трение

где Fr , Fa - соответственно радиальная и осевая нагрузки, Н;

fr , fa - коэффициенты трения в радиальном и упорном подшипниках;

d - диаметр цапфы, мм;

n - частота вращения вала, мин-1;

Rпр - приведенный радиус кольцевой пяты, мм.

Примечание. Если ось подшипника расположена под углом 0 < β < 90O , то подшипник воспринимает как радиальную Qr , так и осевую нагрузку Qa . В

этом случае в лабораторной установке регистрируется суммарный момент трения

Mc = Mr + Ma ,

Апотери мощности на трение вычисляются по формуле

В инженерной практике применяют условные расчеты подшипников скольжения.

Виды разрушения и критерии работоспособности: 1) среднее давление

A0

где, F - нагрузка,

A0 - проекция опорной поверхности на плоскость, перпендикулярную

вектору нагрузки;

2) произведение среднего давления p на скорость скольжения υ . Давление p характеризует несущую способность и износ подшипника, а

произведение p υ - износ и тепловыделение в подшипнике.

Таким образом, для обеспечения нормальной работы подшипника

Для радиального подшипника (рис. 1.2, а) выражение (1.8) примет вид

Схемы подшипников скольжения

где d,lp - диаметр и рабочая длина вкладыша в мм;

n - частота вращения цапфы в мин-1.

Для упорного подшипника (рис. 1.2, б) формулы (1.11), (1.12) примут

вид

π n R

υa = 30 1000пр , (1.14)

Кматериалу вкладыша подшипника скольжения предъявляются

следующие требования:

1)Малый коэффициент трения и высокая сопротивляемость заеданию в процессе отсутствия жидкостного трения.

2)Достаточная износоустойчивость наряду со способностью к приработки.

3)Достаточно высокие механические характеристики.

Исходя из этого, для вкладышей подшипников скольжения с учетом условия их эксплуатации могут быть выбраны в качестве материала: олово, алюминий, бронза, чугун, баббит, пластмасса, металлокерамика и т.д.

2. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Прибор ДП-16АПС смонтирован на основании 1 и содержит следующие основные узлы (рис. 2.1): электродвигатель 2, ременную передачу 3, шпиндель 4, тахогенератор 5, узел испытуемого подшипника 6, осветитель 7 с фотодиодом 8, поворачивающуюся вертикальную плиту 9, закрепленную на горизонтальной оси 10 и рукоятки с фиксатором 11 для ее поворота. Плита 9 установлена на литой стойке 12 (рис. 2.1).

Электродвигатель 2 смонтирован в специальном корпусе, снабженном амортизатором для уменьшения вибрации. Вращение на рабочий валик шпинделя 4 передается при помощи ременной передачи 3. Рабочий валик шпинделя смонтирован на двух шарикоподшипниках, установленных в корпусе. Верхняя часть валика имеет резьбовое отверстие, в которое ввинчивается узел испытываемого подшипника 6. На узел подшипника устанавливают и закрепляют груз 11. На грузе имеется поводок, который вставляется в плоскую измерительную пружину 12. На конце пружины 12 имеется шторка, перекрывающая при деформации пружины световой поток, между осветителем 7 и фотодиодом 8. Величина тока фотодиода

вращения рабочего валика измеряется с помощью тахогенератора 5 и регистрируется микроамперметром 14. График тарировки микроамперметра по моменту трения и частоте вращения приведен на рис. 2.2.

Конструкция прибора обеспечивает поворот на 90° в вертикальной плоскости плиты 9 с установленными на ней механизмами; это позволяет изменять соотношение радиальной и осевой нагрузок на подшипник. Поворот плиты осуществляется при помощи рукоятки с пружинным фиксатором 11. С противоположной стороны стойки 12 смонтирован сектор с пазами, позволяющими фиксировать положение плиты 9 через каждые 15°.

Панель управления установкой содержит: микроамперметры 13, 14; тумблер 15 и сигнальную лампочку включения в сеть установки; тумблер 16, предназначенный для изменения чувствительности микроамперметра 13; ручку 17 потенциометра, предназначенного для бесступенчатого регулирования частоты вращения двигателя.

3.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1)Изучить правила по технике безопасности (см. раздел 7).

2)Провести экспериментальное исследование момента трения в подшипнике скольжения от частоты вращения вала, угла наклона оси подшипника, от нагрузки на подшипник.

Для этого необходимо:

по указанию преподавателя выбрать из таблицы 3.1 исходные данные (в каждом варианте выполняется три эксперимента «а», «б», «в»);

по данным таблицы 3.2 и формулам (1.9) – (1.14) проверить допустимость эксплуатации подшипника на максимальных режимах (при nmax ,Qmax ), содержащихся в исходных данных;

в рабочий валик ввинтить сменную ось, на которую установить соответствующий подшипник и закрепить его сверху винтом; затем на подшипник установить необходимый груз и зафиксировать его стопорным винтом; при этом необходимо поводок груза ввести в седловину измерительной пружины 12;

установить тумблеры на панели управления в следующие положения: тумблер 15 в положение «2», тумблер 16 в положение «Скорость», тумблер 17 в положение «Двигатель»;

включить установку тумблером 14 и ручкой 18 потенциометра установить (пользуясь показаниями микроамперметра 13 и тарировочным графиком на рис. 2.2) выбранную частоту вращения вала;

поставить тумблер 16 в положение «Момент» и показаниями микроамперметра 13 (пользуясь тарировочным графиком рис. 2.2) определить момент трения в подшипнике; при недостаточной чувствительности микроамперметра тумблер 15 привести в положение «1». Результаты измерений внести в таблицу 3.3. Аналогично выполнить пункты б и в таблицы 3.1. Результаты измерений внести в табл. 3.3.