20

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

А.П. Болштянский

Трение, износ и уплотнительная техника

в автотранспортных средствах

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ПРОВЕДЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

Для очного и дистанционного обучения по специальностям

190202 «Многоцелевые гусеничные и колесные машины»

190603, 190500.62

«Сервис транспортных и технологических машин и оборудования

(Автомобильный транспорт)»

Омск 2009

Дисциплина «Трение, износ и уплотнительная техника в автотранспортных средствах» (ТИиУТ) является одним из базовых курсов в системе подготовки специалистов в области сервиса автотранспортных средств и предусмотрена к изучению Государственным стандартом.

Целью изучения дисциплины является создание у студента комплекса знаний, достаточных для понимания физических процессов, происходящих в узлах трения силовых агрегатов и трансмиссий, в узлах уплотнений автомобильной техники.

Целью проведения лабораторных занятий ставится закрепление полученного лекционного материала и его конкретизация

Лабораторная работа № 1 Определение параметров трения в подшипнике скольжения

На рис. 1 приведена схема подшипника скольжения, на который действует внешняя нагрузка.

n, M_кр

Рис. 1. Схема подшипника скольжения с неподвижной втулкой и вращающимся валом:

1. Неподвижная втулка (обойма). 2. Вращающийся вал с наружным диаметром D; N – нормальная нагрузка на подшипник, Н; F_ТР – сила трения; Н; n ‑ частота вращения, сек^-1_; М_КР – крутящий момент (Н·м)

2

F_ТР

N

1

Задание:

1. Определить силу трения при известной нормальной нагрузке N и известном коэффициенте трения f_ТР.

2. При заданном крутящем моменте М (Н·м) на валу определить долю энергии, которую отбирает трение у приводного механизма.

3. При заданной интенсивности износа I (мм/мм пути) и известной частоте вращения n (сек^-1) вала определить время t (с, мин, ч), в течение которого диаметр вала уменьшится на ΔD = 2·U мм.

Данные для расчетов приведены в табл. 1 для каждого варианта. Номер варианта определяется порядковым номером студента в списке группы.

Сила трения по упрощенной методике определяется из выражения

Момент от силы трения М_ТР, противодействующий вращению, определяется формулой

Доля энергии , которая теряется от трения, вычисляется по формуле

Интенсивность линейного (в данном случае – отнесенного к радиусу вала) износа определяется выражением

где L – путь, пройденный зоной трения (мм пути), U – абсолютная величина износа (мм).

Тогда износ соответствует выражению

Путь L, пройденный зоной трения до того, как линейный износ на радиусе вала станет равным заданной величине U, определится из очевидного уравнения:

С другой стороны, этот путь может быть определен, исходя из геометрии сопряжения и частоты вращения вала по известной формуле

Из этой и предыдущей формулы легко определить время, в течение которого износ достигнет величины U.

Таблица 1

Исходные данные для расчета параметров износа сопряжения подшипника скольжения

№ студента по списку группы	Исходные данные							Результаты
	D, мм	N, Н	fТР	М, Н·м	ΔD, мм	I·, мм/мм пути	n об/мин		t, сек	FТР, Н
1	40	120	0,15	150	0,05	1·10-10	1500
2	50	65	0,12	160	0,02	1·10-9	1600
3	45	40	0,14	140	0,10	2·10-10	1700
4	60	32	0,20	200	0,11	4·10-10	1800
5	55	68	0,16	180	0,08	5·10-9	1900
6	35	20	0,14	230	0,05	2·10-8	2000
7	65	55	0,3	145	0,02	5·10-8	2100
8	70	67	0,22	212	0,10	2·10-11	2200
9	42	71	0,24	230	0,11	5·10-11	2300
10	52	45	0,10	245	0,08	1·10-10	2400
11	46	38	0,17	320	0,05	1·10-9	2500
12	56	44	0,18	250	0,02	2·10-10	2600
13	38	58	0,21	210	0,10	4·10-10	2700
14	62	76	0,08	215	0,11	5·10-9	2800
15	57	62	0,09	148	0,08	2·10-8	2900
16	61	48	0,13	144	0,05	5·10-8	3000
17	66	74	0,07	232	0,02	2·10-11	3100
18	58	61	0,19	158	0,10	5·10-11	3200
19	44	59	0,23	231	0,11	8·10-8	3300
20	72	80	0,33	228	0,08	1·10-8	3400

Оформление работы

1.1. Создайте текстовый файл и сохраните его под названием «ТИиУТ _Группа_фамилия_П1» (например: «ТИиУТ_СА-445_Иванов_П1». Для создания файла используйте порядок: «Файл – создать – новый документ – сохранить как». На мониторе окажется лист документа. С помощью меню «Сервис ‑ язык – расстановка переносов» установите функцию «Автоматическая расстановка переносов». С помощью меню «Формат – абзац – отступы и интервалы» установите параметры документа «по ширине», отступ ‑ 1 см, межстрочный интервал ‑ одинарный. С помощью «мыши» установите следующие параметры страницы: левое, нижнее и верхнее поле – 2 см, правое – 1 см. С помощью меню «Вставка – номера страниц» установите «вверху страницы», «от центра», «номер на первой странице». Используя меню «Шрифт», установите шрифт Times New Roman – 14. Теперь документ готов к заполнению. В процессе работы с ним во избежание потерь от сбоя компьютера не забывайте каждые 5‑10 минут производить его сохранение, нажимая указателем «мыши» на изображение дискеты в верхнем меню монитора (как правило – слева).

1.2. Напишите в первой строчке созданного вами документа номер группы и вашу фамилию с инициалами, а через запятую – индекс занятия ‑ П1. После этого строчкой ниже напишите название занятия «Определение параметров трения в подшипнике скольжения».

1.3. Скопируйте из методических указаний «Шапку» и нужную вам строчку из табл. 1.

1.4. Произведите с использованием выше приведенных формул расчеты и заполните правую часть таблицы. При проведении расчетов сначала назовите параметр, который вы рассчитываете, потом напишите расчетную формулу, потом формулу с подставленными исходными данными, потом ответ. Исходную формулу вы можете копировать из методических указаний.

Например:

СА-445, Иванов И.И., П1.

№ студента по списку группы	Исходные данные						Результаты
	D, мм	N, Н	fТР	М, Н·м	ΔD, мм	I·, мм/мм пути		t, сек	FТР
21	50	100	0,2	100	0,05	1·10-10

1. Расчет силы трения

.

И так далее.

Рассчитав параметры работы трения подшипника скольжения, ответьте письменно на следующие вопросы.

1. Что такое трение и как оно влияет на работоспособность автомобиля? Назовите примеры нескольких пар трения, которые, по вашему мнению, определяют работоспособность автомобиля.

2. Какие виды трения вы знаете? Приведите примеры трения каждого вида в узлах автомобиля.

3. Что такое нормальный окислительный износ, чем он характеризуется и как его распознать по виду поверхности трения?

4. Что происходит с поверхностными слоями при патологическом процессе трения?

5. Что такое «изнашивание» и «повреждаемость» при трении и чем они отличаются?

6. Что такое схватывание первого и второго рода и чем они отличаются?

7. Как происходит изнашивание и повреждаемость при наличии в зоне трения абразивной среды?

8. Что такое «усталостные повреждения» и когда они возникают?

9. Что такое «фреттинг-процесс» и чем он характеризуется?

При оформлении ответов на вопросы сначала напишите вопрос, после чего с новой строчки начинайте на него отвечать. Рекомендуемый объем ответа на один вопрос – несколько емких по содержанию фраз, т.е. примерно 1/3 часть страницы.