ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Работоспособность термопластичных подшипников скольжеЭкспериментальная проверка методики расчета ТПС из "Полимеры в узлах трения машин и приборов " В предыдущих разделах отмечено, что требуемый сборочный зазор в сопряжении вал — ТПС получается суммированием трех слагаемых- мини, мально допустимого эксплуатационно, го зазора уменьшения сборочного зазора вследствие нагрева при эксплуатации 67 и увеличения влагосо-держания окружающей среды бд . [c.104] На рис. 3.28 даны графические зависимости минимально допустимого эксплуатационного зазора от удельной номинальной нагрузки ра, действительного модуля упругости Ej полимерного материала, зависящего от температуры и определяемого, в частности, по рис. 1.13, и относительной толщины полимерного слоя подшипника = 2tld. [c.104] Уменьшение сборочного зазора вследствие нагрева зависит от коэффициентов, характеризующих температурное поле [см. формулу (3.8) и табл. ЗА]. [c.104] По алгоритмам табл. 3.4 и специально созданным подпрограммам температурные коэффициенты рассчитаны для реальных конструкций узлов с ТПС. [c.104] Следует отметить широкий диапазон возможных значений безразмерного коэффициента Ki от 0,02 при малых U и значительных габаритах корпуса ТПС до значений, близких к 1, при и 2,0 Вт/°С и малых диаметральных размерах зубчатого колеса или наличии детали типа /V (см. рис. 3.2), для которой допускается пользоваться зависимостями рис. 3.29, г. [c.105] При эксплуатации ТПС в зубчатом колесе на зазор оказывает влияние и температурное поле металлической детали, для измерения которого служит коэффициент Ki, являющийся отношением избыточной температуры внешней поверхности корпуса к температуре рабочей поверхности ТПС, или коэффициент Кз = K /Ki (см. табл. 3.3). [c.110] Влияние толщины полимерного слоя на коэффициент Кг определяется теплопроводностью материала и диаметром зубчатого колеса. При малой теплопроводности (материал типа СФД) и значительном диаметре = 300 мм) коэффициент Ki значительно уменьшается при увеличении толщины полимерного слоя (рис. 3.36, а). При малых 100 мм влияние толщины полимерного слоя менее значительно (рис. 3.36, б). С увеличением теплопроводности АТМ-2 толщина полимерного слоя оказывает менее существенное влияние на коэффициент Кг (рис, 3.36, в, г). [c.110] После определения коэффициентов следует рассчитывать температурное уменьшение зазора в узле с ТПС. Если ТПС работает в зубчатом колесе, то для получения уточненных результатов необходимо определить значение функции Ф. В реальных условиях оно колеблется в пределах 0,4—0,9, причем с увеличением диаметральных размеров колеса значение функции уменьшается. [c.116] ЛОВОМ режиме. Оно соответствует Ki = = О и не зависит от конструкции корпуса, являясь постоянным для каждого типа полимерного подшипника. [c.118] Как ранее упоминалось, для различного исполнения корпуса ТПС соотношение уменьшения сборочного зазора при установившемся и неустано-вившемся тепловых режимах может быть различно. Так, из рис. 3.44, а следует, что при установке ТПС в стенку коробки изменение зазора при не-установившемся тепловом режиме всегда меньше, чем при установившемся. При установке ТПС в корпус с малыми диаметральными размерами уменьшение зазора при неустановив-шемся тепловом режиме почти всегда больше, чем при установившемся. Подробный анализ этих соотношений в случае эксплуатации ТПС в зубчатых колесах приведен на рис. 3.14, Значение Ф р [см. формулу (3.10)] определяют по рис. 3.41—3.43. [c.118] На рис. 3.46 показаны зависимости относительного температурного изменения зазора 6г от п материала рабочего слоя ТПС при изменении его толщины от 0,2 до 2,2 мм и рабочих диаметрах подшипника 40 и 80 мм. Этими графиками целесообразно пользоваться при применении материалов, ап которых отличаются от ап СФД и АТМ-2. [c.119] Для гигроскопичных полимерных материалов при расчете сборочного зазора добавляется еще одно слагаемое [см. формулу (3.5) 1 — изменение сборочного зазора 6д вследствие повышения влагосодержания окружающей среды. Относительное значение этого изменения (мкм/мм), приведенное к 1 мм рабочего диаметра ТПС, представлено для АТМ-2 на рис. 3.49 (при условии максимально возможной влажности) в виде зависимости от толщины полимерного слоя. При эксплуатации станков (машин) в условиях умеренного климата рабочие диаметры следует уменьшить вдвое. На рис. 3.50 приведены зависимости натуральных значений 6 от толщины полимерного слоя для АТМ-2 и полиамида 6. [c.120] Суммарное значение требуемого сборочного зазора [см. формулу (3.5)] для различных материалов в виде его зависимостей от толщины полимерного слоя и рабочего диаметра ТПС приведены на рис. 3.51. Для диаметров ТПС более 30 мм эти зависимости имеют линейный характер. При меньших диаметрах эти зависимости приобре тают характер степенных с показателем степени, немногим больше еди ницы. Начиная с d = 30 мм. кривые не доходят до конца расчетного диапазона толщины полимерного слоя, а прерываются после достижения реально возможных для данного диаметра толщин слоя. [c.120] Экспериментальная проверка предлагаемой методики расчета содержала следующие этапы. [c.121] На рис. 4Л приведены экспериментальные кривые изменения температуры зоны трения при работе на определенных режимах ТПС из СФД с зазором 0,20 мм. При избыточных температурах, превышающих 90 °С, подшипник начинал работать ненадежно, происходили дальнейший его нагрев, оплавление и выход из строя. Значит, для этого типа ТПС за критический уровень избыточных температур следовало принять 90 °С. Подобными экспериментами были установлены эти уровни для других ТПС (табл. 4.1). [c.121] Описание стендового узла и методика замеров рабочих параметров и температур приведены на с. 127. При экспериментах осуществлялась проверка прямой зависимости между [Раь] и параметром М = KrKdl)- Результаты расчета теплоотводящей способности стендового узла при работе в нем опытных ТПС представлены в табл. 4.2. [c.122] Примечание. В числителе даны значения температур при получении слоя ТПС литьем под давлением, в знаменателе — методом наплавки. [c.122] Для принятых конструкций ТПС из АТМ-2 и полиамида б максимальное температурное уменьшение зазора достигается при неустановившем-ся тепловом режиме, а для ТПС из СФД бг лишь на 11 % ниже, чем при установившемся режиме. [c.122] Более близкое совпадение экспериментальных и расчетных данных получено при сравнительных испытаниях в стендовом узле ТПС различных конструкций, так как в этих случаях погрешности, связанные с принятыми допущениями, нивелируются. При уменьшении диаметра опытного подшипника из СФД с 40 до 25 мм (при их конструктивном подобии) следует ожидать увеличения значений paV при работе в стендовом узле в 1,87 раза (см. табл. 4.2). Экспериментальные кривые рис. 4.2 показали допустимое значение PaV для ТПС из СФД малого диаметра составляло 7,2 МПа-м/с, что повысило [paV] для того же подшипника большего диаметра (см. табл. 4.4) в 1,72 раза и близко к ожидаемому (погрешность — 8 %). [c.123] Вернуться к основной статье