CC BY
23
УДК 621.891
А.В. Лапшин, Л.В. Лукиенко, И.И. Сёмочкин
Новомосковский институт Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева, Новомосковск, Россия
МЕТОД ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИСАДКИ К СМАЗОЧНЫМ МАТЕРИАЛАМ SXL-06
The design semiindustrial installation and a technique of carrying out of experiment on it which will allow to obtain more full datas on a justification of a range of application energy-saving supplement to lubricants SXL-06 is in-process circumscribed
В работе описана конструкция полупромышленной установки и методика проведения эксперимента на ней, которьщ позволит получить более полные данные по обоснованию области применения энергосберегающей присадки к смазочным материалам SXL-06.
Увеличение нагрузки на контактирующие детали машин и скорости их движения делает актуальной разработку мер по повышению их ресурса для обеспечения конкурентоспособности. Эту важную хозяйственную проблему можно решить несколькими способами: модернизацией конструкции, использованием упрочняющих технологий. Однако, применение первого метода на эксплуатируемых машинах маловероятно. Поэтому разработка энергосберегающих методов восстановления изношенных элементов тяжело нагруженных деталей машин является актуальной проблемой. К технологиям, повышающим ресурс деталей машин могут быть отнесены: термическая и химико-термическая обработка деталей; финишная антифрикционная безабразивная обработка (ФАБО); газопламенное порошковое напыление; применение поли-тетрафторэтиленовых (тефлоновых) покрытий; триботехнические составы. Результаты сравнительных модельных испытаний различных упрочняющих технологий представлены на рисунке 1.
Рис. 1 - Сравнение различных способов упрочнения поверхностных слоев детали 1-Сталь 20Х2Н4А цементованная без смазки; 2- Сталь 20 с наплавкой, 3- Сталь 20Х2Н4АсНИДД
Рис. 2. Схема испытательной установки (пояснения в тексте)
Анализ рисунка показывает, что наиболее перспективным способом повышения ресурса является применение современных смазочных материалов (например, метал-ло-плакирующих), т.е. таких, которые обеспечивают получение медной пленки на поверхностях трения, не содержащих пленкообразующих металлов.
УС^ЖЕХИ В химии и химической технологии. Том XXI. 2007. №5 (73) 59
Проведённые на машине трения СМЦ-2 модельные экспериментальные исследования разработанной присадки к смазочным материалам подтвердили перспективность избранного направления исследования и позволили определить необходимую концентрацию присадки в смазке типа ЛИТОЛ. Однако, для подтверждения полученных результатов представляет интерес проведение физического эксперимента на полупромышленной установке с регистрацией параметров, позволяющих определить эффективность применения рассматриваемой присадки.
В химическом машиностроении наиболее распространённым узлом является подшипник скольжения, который наиболее целесообразно использовать для исследования. Испытания производятся на установке (рисунок 2). Испытуемый подшипник скольжения представляет собой обойму с бронзовым вкладышем I, устанавливаемую консоль-но на конце шпинделя 3 вращающегося в двух шарикоподшипниковых опорах от двигателя через ременную передачу. Нагружение подшипника радиальной силой осуществляется путем поворота рукоятки 9. Лента 5 тянет обойму 4 вверх, которая прижимается к вращающемуся против часовой стрелки шпинделюЗ. Усилие натяжения ленты определяется по показанию стрелки индикатора 8, установленного на динамометре 7. Измерительное устройство для момента трения состоит из укрепленного на обойме 4 рычага 10 и установленных на стойке 6 неподвижного кронштейна
11 с индикатором 12, и качающегося кронштейна 14 с силовой пластинчатой пружиной 13. На кронштейне 14 устанавливается индикатор 15.Ножка верхнего индикатора
12 упирается в рычаг 10, а ножка нижнего индикатора 15 в силовую пружину 13. Качающийся кронштейн закреплен на стойке 6 и может поворачиваться винтом 16 вокруг оси 17. Для уравновешивания рычага 10 служит груз 2, перемещающийся по резьбе по штанге, укрепленной с противоположной стороны рычага 10 на обойме 4. Смазка подшипника скольжения осуществляется из бачка, расположенного в верхней части корпуса шпинделя. Подача масла происходит по гибкому трубопроводу и регулируется во время работы краном. В начале работа грузом 2 уравновешивают рычаг 10, придавая ему нейтральное положение. Винтом 16 качающийся кронштейн 14 поворачивается так, чтобы силовая пружина оперлась снизу на рычаг 10. При этом сверху рычаг должен упираться в ножку верхнего индикатора. Для проверки правильности установки индикаторов на нулевое положение необходимо не включая вращение шпинделя, натянуть ленту с усилием 500 кг. При этом стрелки индикаторов должны показывать нуль или иметь отклонение не более 2-3 делений. Настройку измерительного устройства можно вести в обратном направлении, т.е. сначала под нагрузкой установить рычаг, а затем к этому положению подводить пружину и ножки индикаторов. При снятии нагрузки индикаторы должны не изменять начальных нулевых показаний или иметь отклонения не более 2-3 делений. При вращении шпинделя против часовой стрелки обойма под действием момента трения будет поворачиваться в том же направлении, а рычаг надавливать на пластинчатую пружину, деформации которой отмечает индикатор 15. Вначале включается мотор и измеряется деформация пружины без нагрузки, затем увеличивается на обойму шпинделя нагрузка ступенями 100, 200, 300, 400, 500 кг. и при каждом нагружении изменяется деформация пружины, значение которой снимаются с индикатора 15. Не останавливая мотора, снимают по ступеням нагрузки до нуля. Опыт повторяется два-три раза. Чтобы исключить появление дополнительного момента, обусловленного изгибом ленты 5, рычаг 10 необходимо установить в первоначальное положение. Для чего вращением винта 16 качающийся кронштейн 14 с пружиной поднимается вверх до тех пор, пока стрелка верхнего индикатора 12 не установится на нуль. В этом положении отсчитываются показания нижнего индикатора 15 и переводятся в усилие или момент. Проведение подобных испытаний позволит оценить эффективность энергосбережения от предлагаемой присадки к смазочным материалам и принять решение о подготовке технического задания.
УСПЕХИ В химии и химической технологии. Том XXI. 2007. №5 (73) 60
