CC BY
14
изв-ѣстія
Томскаго Технологическаго Института
Императора Николая II. т. 14. 1909. № 2.
V.
В. И. Пинегинъ.
опытъ тщт распредѣленія давленій п пііоской raut
Съ тремя таблицами чертежей. 1-34.
Опытъ изслѣдованія распредѣленіи давленій на плоской пятѣ.
В. Н. П и н е г и н ъ.
Вопросъ о распредѣленіи давленія въ плоской пятѣ, если не считать предположенія о равномѣрномъ распредѣленіи, принимаемаго для совершенно новыхъ пятъ, до сихъ поръ въ технической литературѣ трактуется въ большинствѣ случаевъ на основаніи теоріи работы пяты, данной еще Th. Reye’) и почти одновременно Grashof омъ а).
Какъ извѣстно, теорія эта основывается, съ одной стороны, на Теорія Reya
. ... • -и Grashof а.
предположеніи независимости коэффиціента тренія отъ давленія и
скорости, а съ другой стороны, на предположеніяхъ, что а) на всѣхъ элементахъ (df) трущейся поверхности пяты расходуется на истираніе частицъ пяты и подпятника одинаковая часть всей работы тренія и притомъ пропорціональная ру, гдѣ^?—нормальное давленіе на элементѣ трущейся поверхности, а у—разстояніе этого элемента отъ оси вращенія; Ь) отношеніе нормальныхъ изпосовъ пяты и подпятника въ любомъ мѣстѣ есть величина постоянная и с) результирующее истираніе на всѣхъ элементахъ пяты по направленію полной нагрузки Р пяты, должно быть одинаково.
Какъ слѣдствіе этихъ пре дположеній, получимъ слѣдующее очевидное равенство
РУ_ Cos ©
= Const,
гдѣ 'f—уголъ, дѣлаемый нормалью къ данному элементу поверхности пяты съ осью вращенія ея. Выше написанное равенство и еще очевидное соотношеніе
Р = J р Cos © d f,
i) Th. Reye. Civilingenieur. 1860. Heft 3 и 4.
г) Grashof. Zeit. d. Ver. d. Ing. 1861. p. 200, или Theoretische Maschinenlehre. 1883. Bd. 2, s. 248.
гдѣ интегралъ распространяется на всю трущуюся поверхность пяты, даютъ слѣдующее выраженіе для давленія на элементѣ пяты:
въ примѣненіи къ плоской пятѣ выраженіе это приметъ видъ, если обозначимъ черезъ г2—радіусъ внѣшней окружности пяты:
О-
Опыты
ВасЬ’а.
Р
Р ~ 2 тг г2 у ’
а это показываетъ, что распредѣленіе давленія въ пятѣ, по направленію ея радіуса можетъ быть изображено равнобокой гиперболой, для которой ось вращенія пяты служитъ асимптотой; въ центрѣ пяты давленіе должно быть безконечно велико. Для кольцевой пяты аналогичнымъ образомъ найдемъ
_ Р _
Р ~ 2тс(г2—г{)у ’
т. е. и здѣсь давленіе по направленію радіуса пяты распредѣляется по гиперболѣ, увеличиваясь къ краю внутренняго кольцевого вырѣза.
Между тѣмъ, опыты Васіі’а *) въ 1885 „надъ истираніемъ тѣлъ, вращающихся вокругъ своей оси и опирающихся на чугунную плиту“ показали, что дѣло обстоитъ въ дѣйствительности не совсѣмъ такъ: оказалось, что даже при хорошей смазкѣ трущихся тѣлъ сперва начинаютъ изнашиваться части, лежащіядальше отъ оси: трущаяся поверхность тѣла принимаетъ выпуклый видъ. Вслѣдствіе этого давленіе въ центральной части трущихся тѣлъ увеличивается; истираніе ихъ здѣсь дѣлается больше, чѣмъ въ другихъ мѣстахъ, кривизна поверхности пяты уменьшается, но какъ только поверхность ея сдѣлается болѣе или менѣе плоской, тотчасъ же начинаютъ болѣе изнашиваться части, болѣе удаленныя отъ оси, пята снова принимаетъ выпуклый видъ и т. д.
Такая смѣна истиранія частей пяты даетъ поводъ предполагать, что и распредѣленіе давленій по пятѣ должно мѣняться вмѣстѣ съ износомъ: при первоначальной фазѣ истиранія частицъ пяты, когда оно распространяется на слои, болѣе удаленные отъ оси, давленіе должно также увеличиваться съ удаленіемъ отъ оси. Съ теченіемъ времени, когда изнашиваніе пяты начинаетъ отъ краевъ приближаться къ центру, давленіе должно увеличиваться къ центру, но, по мѣрѣ стиранія
') С Bach. Die Maschinen-Elemente. 10 Auflage. 1908. S. 491.
дентральныхъ слоевъ, опять здѣсь уменьшаться; такимъ образомъ,
«акъ будто максимальное давленіе должно съ теченіемъ времени передвигаться отъ краевъ пяты къ центру и обратно. г Вотъ все, что извѣстно въ настоящее время о распредѣленіи давленія въ плоской пятѣ. Прямыхъ опытовъ по этому вопросу мнѣ не извѣстно.
Tower, опытамъ х) котораго мы обязаны болѣе или менѣе правиль-вымъ представленіемъ о распредѣленіи давленій въ цапфахъ, почему .то не нашелъ нужнымъ заняться разрѣшеніемъ аналогичнаго вопроса для пяты, хотя опредѣленіе коэффиціента тренія въ пятѣ онъ и производилъ.
. > Точно также и другія лица 2), изслѣдовавшія треніе въ пятѣ, на распредѣленіи давленія на ней не останавливались.
Между тѣмъ, разрѣшеніе этого вопроса представляетъ не только Важность чисто научный интересъ, но имѣетъ и практическое значеніе, въ виду нія вопроса все увеличивающагося распространенія плоскихъ (главнымъ образомъ, ° Р^Р'Д'“-
1 г ленш дпвле-
кольцезыхъ) пятъ все съ большими и большими средними давле-нійвь пять.
ніями въ турбиностроеніи, такъ какъ очевидно, что знаніе распредѣленія давленія въ пятахъ облегчитъ самое конструированіе ихъ въ отношеніи подвода смазки, охлажденія и проч.
Въ предлагаемой читателямъ статьѣ изложены результаты попытки, совершенной мною еще въ 1907 году во время заграничной командировки, къ разрѣшенію такого вопроса чисто опытнымъ путемъ, примемъ попутно дѣлались наблюденія надъ величиной тренія въ пятѣ.
Я, конечно, далекъ отъ мысли, что мною этотъ вопросъ разрѣшенъ вполнѣ; напротивъ, я считаю, что еще много необходимо поработать въ этомъ направленіи, и въ размѣрахъ, болѣе широкихъ, чѣмъ я это имѣлъ возможность сдѣлать.
Дѣло ВЪ ТОМЪ, ЧТО на первыхъ же шагахъ моей работы пришлось Затрудненія столкнуться съ большими затрудненіями, для преодолѣнія которыхъ водствѣ необходимо было прежде всего время; его же у меня было немного, опытовъ-вслѣдствіе окончанія срока моей командировки; такъ, въ самомъ ■аппаратѣ для изслѣдованія работы пяты встрѣтились недостатки, препятствовавшіе повышать нагрузку пяты выше 47 Kg/cm.2, а число * *)
і) См. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. 1885, а также Engineer. 1884, s. 434, или Zeit. d. Ver. d. Ing. 1885, s. 83G.
*) Hanp., Woodbury, производившій опыты съ кольцевой пятой при нагрузкахъ р=0,О7 — 2,8 Kg./cm.s и при скоростяхъ, не превышающихъ 1,5 nVsk.; см. Zeit. d. Ver. d. Ing. 1885. S. 451, или Thurston. Friction and Lost Work in Machinery and Mill Work. New Jork. 1898.
оборотовъ вала выше 300 въ минуту; переконструировать же аппаратъ не было возможности вслѣдствіе вышеуказанной причины. Самые опыты требовали продолжительной работы аппарата, чтобы возможно было прослѣдить постепенный ходъ истиранія пяты; я же могъ удѣлить на опыты только два мѣсяца (на конструированіе аппарата и выполненіе его на заводѣ ушло около 6 мѣсяцевъ), что я считаю недостаточнымъ.
Поэтому, я считалъ бы свою задачу исполненной, если бы мнѣ удалось только показать, что разбираемый здѣсь вопросъ разрѣшимъ тѣмъ путемъ, который предпринялъ я, и дать хотя бы нѣсколько штриховъ съ той картины, которую въ дѣйствительности представляетъ распредѣленіе давленій въ пятѣ; детальное же, систематическое изслѣдованіе этого вопроса оставляю до другого, болѣе благопріятнаго времени.
Показать, что задача дѣйствительно рѣшается предлагаемымъ путемъ, тѣмъ болѣе важно, что путь этотъ возбудилъ первоначально въ окружающихъ меня лицахъ цѣлый рядъ возраженій въ смыслѣ непригодности его въ данныхъ условіяхъ.
Дѣло въ томъ, что способъ, который я примѣнилъ для изслѣдованія распредѣленія давленій въ различныхъ точкахъ пяты, есть не что иное, какъ способъ Tower’a, примѣненный имъ при изслѣдованіи распредѣленія давленій въ цапфѣ; и вотъ, мнѣ главнымъ образомъ пришлось слышать возраженіе, что при изслѣдованіи давленій въ цапфахъ способъ этотъ былъ умѣстенъ и моіъ дать реальные плоды, въ примѣненіи же къ пятѣ онъ дать какихъ либо положительныхъ результатовъ не можетъ, такъ какъ въ этомъ случаѣ нѣтъ тѣхъ благопріятныхъ условій, въ силу которыхъ въ цапфахъ масло вгонялось по трубкамъ въ манометры и заставляло ихъ показывать давленія въ соотвѣствующихъ мѣстахъ.
Если, все же, нижеописанные опыты я могъ произвести, то только благодаря любезности проф. Eugen Меуег’а, въ лабораторіи котораго произведены настоящіе опыты, и который, несмотря на свои сомнѣнія сперва относительно возможности опредѣленія предложеннымъ путемъ давленій, согласился дать средства на осуществленіе этихъ опытовъ.
Поэтому, я здѣсь же, пользуясь случаемъ, приношу мою искреннюю благодарность проф. Eugen Меуег’у за оказанныя мнѣ въ данномъ случаѣ въ высшей степени любезное содѣйствіе и поддержку.
Приступая къ изслѣдованію распредѣленія давленій въ пятѣ, и, попутно, тренія, мнѣ прежде всего пришлось позаботиться о соотвѣтствующемъ аппаратѣ. Такой аппаратъ, при любезномъ содѣйствіи проф-Eugen Меуег’а, а также его ассистента D ra Schmoll von Eisenwerth’a*. и былъ спроектироганъ мною.
Изготовленный на заводѣ Berliner Aktiengesellschaft tür Eisengisse-rei und Maschinenfabrikation въ ІЛарлоттенбургѣ аппаратъ этотъ имѣлъ въ общихъ чертахъ слѣдующее устройство.
Въ чугунной станинѣ А (Табл. I) помѣщается вертикальный валъ 11, несущій на себѣ шкивъ 1 съ надѣваемымъ на него для сообщенія вращенія валу ремнемъ отъ мотора. Валъ 11, нижняя торцевая поверхность котораго и служитъ поверхностью пяты, опирается на систему ■связанныхъ между собою извѣстнымъ образомъ (см. ниже) плашекъ, играющихъ роль подпятника. Послѣднія покоятся на трехъ довольно длинныхъ цилиндрическихъ стержняхъ 30, имѣющихъ закаленные конусообразные концы, помѣщенные въ закаленныхъ же углубленіяхъ плашекъ 28 и 29. Такая конструкція была примѣнена по совѣту проф. Меуег’а съ цѣлью упрощенія • измѣренія тренія въ пятѣ, какъ это увидимъ ниже.
На валъ 11 посредствомъ рычага R, одинъ конецъ котораго упирается въ призму 22, скрѣпленную посредствомъ болтовъ 21 со станиной аппарата, а другой конецъ нагружается гирями, накладываемыми на подвѣшиваемую къ нему на цѣпяхъ доску, производится нагрузка, передаваемая на пяту.
Переходимъ теперь къ частностямъ устройства аппарата.
Какъ видно (см. Табл. II), для достиженія большей равномѣрности въ распредѣленіи давленій по пятѣ цилиндрикъ 5 опирается своей вогнутой шаровой поверхностью на таковую же выпуклую поверхность плашки 28, покоющейся на трехъ стержняхъ 30; для -предотвращенія же цилиндрика 5 отъ чрезмѣрно большихъ движеній по плашкѣ 28 имѣется, какъ видно на чертежѣ, штифтъ; на цилиндрикъ 5 накладывается плашка 9, скрѣпляемая посредствомъ винтовъ съ опорной подпят-ной плашкой 3, имѣющей въ центрѣ углубленіе О діаметромъ 12 ш/ш. На эту подпятную плашку 3 опирается пятовая плашка 2, надѣтая плотно на торецъ вала 11 и принуждаемая вращаться вмѣстѣ съ нимъ посредствомъ особаго штифта. Такое устройство даетъ возможность мѣнять опорныя плашки 2 и 3, дѣлать ихъ изъ какого угодно матеріала и, слѣдовательно, изслѣдовать треніе въ зависимости отъ матеріала пяты. Плашка 2 тоже имѣетъ въ центрѣ углубленіе въ 12 m/m. діаметромъ. Къ плашкѣ 3 посредствомъ винтиковъ прикрѣпляется ванна 4, куда наливается масло для смазыванія трущихся поверхностей.
Въ верхней части цилиндрика 5 устроенъ крестообразный вырѣзъ к,к, цѣль котораго будетъ видна изъ нижеизложеннаго.
Въ основу способа опредѣленія давленій въ' различныхъ точкахъ пяты было положено предположеніе, что если въ разсматриваемыхъ точкахъ пяты провернуть отверстія и соединить ихъ трубками сь
Общій видь аппарата.
Устройство
пяты.
Способъ и»-с іѣдованія давленій въ различныхъ точкахъ пяты.
манометрами, то масло, подводимое для смазки пяты и распредѣленное по ней тонкимъ слоемъ, будетъ впрессовываться въ отверстія и, идя по трубкамъ въ манометры, заставитъ послѣдніе показать давленія въ соотвѣтствующихъ мѣстахъ пяты.
Съ этой цѣлью въ свинченныхъ между собою плашкахъ 3, 9 я велѣлъ провернуть шесть отверстій, какъ разъ надъ однимъ изъ вырѣ-зовъ k въ цилиндрикѣ 5. Эти отверстія расположены были по діаметру пяти симметрично по отношенію къ среднему углубленію О въ плашкѣ 3, по возможности на равномъ разстояніи одно отъ другого (точнѣе: разстоянія центровъ отверстій отъ наружнаго края пяты были соотвѣтственно: 10, 22, 34 m/m). Отверстія были просверлены діаметромъ въ 4 m/m. Въ нихъ были плотно вставлены мѣдныя трубки такого же наружнаго діаметра и съ внутреннимъ діаметромъ въ 2,5 m/m. Чтобы достигнуть вполнѣ плотнаго и прочнаго соединенія мѣдныхъ трубокъ съ плашками, поступали такимъ образомъ: плашки 3 и 9 разнимались, отверстія въ плашкѣ 9 на той сторонѣ, которая прилегаетъ къ плашкѣ 3, немного раззенковывались; затѣмъ, мѣдныя трубки вставлялись въ отверстія плашки 9 и высовывались съ той стороны, гдѣ производилась раззенковка, на величину, немного большую толщины плашки 3; послѣ этого, въ раззенкованныя углубленія наливался расплавленный припой. Послѣ охлажденія припоя и снятія его излишка на трубки надѣта быда своими отверстіями плашка 3; несильными ударами деревяннаго молотка по плашкѣ 3 заставили плашки 3 и 9 плотно сойтись, затѣмъ ихъ свинтили, высунувшіеся концы трубокъ были срѣзаны, пришабрены, а отверстія ихъ раскатаны толстой стальной иглой. Соединеніе получилось настолько плотное, что потомъ, при показаніяхъ манометрами давленій даже до 48 атмосферъ, не замѣчай лось просачиванія масла около трубокъ.
Длинные концы мѣдныхъ трубокъ, выходящіе изъ плашки 9 загибались сейчасъ же около плашки подъ угломъ и выводились, послѣ помѣщенія свинченыхъ плашекъ 3 и 9 на цилиндрикѣ 5, по вырѣзамъ, к, к наружу.
Первоначально предполагалось трубки эти, имѣвшія длину около-одного метра, отвести къ распредѣлительной доскѣ, изображенной на черт. 1 Табл. III, и въ ней закрѣпить въ соотвѣтствующихъ, отверстіяхъ указаннымъ на чертежѣ способомъ; отверстія эти соедич нялиеь посредствомъ каналовъ съ однимъ болѣе широкимъ каналомъ, оканчивающимся навинтованнымъ отверстіемъ для ввинчиванія мано-! метра. Соединительные каналы, какъ видно, снабжены кранами и, слѣдовательно, въ любой моментъ любое отверстіе на поверхности пяты можетъ быть соединено, открывая соотвѣтствующій кранъ, съ
манометромъ, который и покажетъ давленіе надъ разсматриваемымъ отверстіемъ. Но, въ виду довольно значительной стоимости такой распредѣлительной доски, пришлось отъ нея отказаться и воспользоваться имѣвшимися въ лабораторіи тремя манометрами для непосредственнаго измѣренія давленій надъ тремя сразу отверстіями, для чего необходимо было только плотно соединить мѣдныя трубки съ манометрами; устроить такое соединеніе, конечно, не іііредстав-ляло значительнаго труда, и выполнено оно было обычнымъ образомъ: на концы мѣдныхъ трубокъ надѣвались и припаивались круглыя желѣзныя пластинки діаметромъ немного меньшимъ наружнаго діаметра патрубковъ манометровъ; до припаиванія еще пластинокъ къ трубкамъ, на послѣднія надѣвались гайки съ внутренней рѣзьбой, какъ" разъ соотвѣтствующей нарѣзкѣ патрубковъ манометровъ; надѣвая теперь тайки на патрубки манометровъ, подложивши предварительно подъ пластинки на края патрубковъ кожанныя кольца, и завинчивая ихъ, мы получали очень плотное соединеніе.
Такъ какъ мы имѣли въ своемъ распоряженіи только три манометра, то наблюденіе давленій на пятѣ предполагалось вести сперва только на одной ея половинѣ; послѣ же цѣлаго цикла наблюденій на этой половинѣ, манометры переставить на другую сторону и производить наблюденія уже здѣсь.
Нагрузка пяты производилась слѣдующимъ образомъ: на вертикаль- Нагрузка ный валъ 11 сверху накладывалась чугунная плашка 25 съ кольцеобраз- пяты‘ нымъ закаленнымъ углубленіемъ, въ это углубленіе вкладывались шарики 26, на которые опиралась соотвѣтствующимъ шарикамъ кольцевымъ углубленіемъ плашка 24; на эту плашку 24, имѣвшую сверху шаровую вогнутую поверхность накладывалась имѣвшая такую же выпуклую поверхность конусообразная плашка 12 со вставной закаленной призмой Н.
На послѣднюю призму опирался рычагъ R, короткое плечо котораго упиралось въ перекладину 22, надѣтую своими отверстіями на болты 21, ввинченные въ станину аппарата; перекладина на болтахъ закрѣплялась гайками. На длинный конецъ рычага привѣшивалась посредствомъ хомутика и крюка на цѣпяхъ доска, на которую можно было накладывать по желанію различной величины грузы и, такимъ образомъ, получать требуемую нагрузку. Всѣ опорные пункты на рычагѣ были снабжены закаленными призмами, аналогичными призмѣ Н, и соотвѣтствующими закаленными упорами.
Размѣры рычага, по первоначальному подсчету (отношеніе плечъ рычага было выбрано -7^-= 21), дозволяли произвести на валъ, а слѣдовательно и на пяту, нагрузку въ 3000 Kg.
Передача Вслѣдствіе недостатка мѣста въ лабораторіи и невозможности
движенія къ
аппарату, устроить непосредственно передачу отъ мотора къ валу 11, пришлось прибѣгнуть къ такого рода передачѣ. Противъ нашего аппарата у противоположной стѣны комнаты помѣщалась машина Martens’a для изслѣдованія внутренняго тренія въ маслѣ; машина эта, имѣвшая горизонтальный валъ, приводилась въ движеніе отъ приводного вала, помѣщевніго около потолка вдоль стѣны и приводимаго, въ свою очередь, въ движеніе десятисильнымъ моторомъ. Въ виду совершенной невозможности иначе размѣститься, пришлось на валъ машины Martens’a посадить добавочный шкивъ и этотъ послѣдній соединить перекрестнымъ ремнемъ со шкивомъ 1, надѣтымъ на валъ 11 и закрѣпленнымъ на немъ посредствомъ шпонки и нажимного винта.
Такимъ образомъ, передача для сообщенія вращенія валу нашего аппарата шла отъ мотора къ приводному валу, отъ послѣдняго къ машинѣ Martens’a, а отъ этой послѣдней уже къ валу 11.
Разстояніе между осью вала 11 и центромъ шкива на машинѣ Martens’a было равно 3,75 mtr.
Смазываніе Смазка движущихся частей аппарата производилась такимъ обра-аппарата.
зомъ. На болтахъ 21 сверху привинчивалась жестяная коробка, вмѣстимостью около 2—3 литровъ, въ которую наливалось масло; коробка была снабжена краномъ, свинчивающимся съ мѣдной трубкой; по этой трубкѣ масло поступало въ каналъ конусообразной плашки 12, откуда по новому каналу въ плашкѣ 24 выливалось на шарики 26, смазывало ихъ и шло далѣе въ тонкіе каналы, продѣланные во вкладышѣ 7 на поверхности его соприкосновенія съ валомъ 11; каналы эти, служащіе для лучшаго смазыванія вала, съ той же цѣлью продѣланы были по винтовой линіи, но не доведены до конца вкладыша 7. Масло, по выходѣ изъ вкладыша 7, поступаетъ въ чугунную ванну 32; отсюда, первоначально предполагалось пустить его по трубкѣ 34 для смазыванія шейки вала во вкладышѣ 8, и далѣе прямо въ ванну 4, окружающую самую пяту; но первые же опыты показали, что масло изъ ванны 32 подходитъ къ вкладышу 8 сильно нагрѣтымъ, благодаря чему, послѣдній, и самъ имѣющій наклонность нагрѣваться при большемъ числѣ оборотовъ, нагрѣвается чрезвычайно сильно; къ тому-же масло выходитъ изъ ванны 32 уже порядочно загрязненнымъ. Понятно, что изъ вкладыша 8 оно выходитъ еще болѣе нагрѣтымъ и тѣмъ самымъ увеличиваетъ и безъ того имѣющееся стремленіе пяты къ нагрѣванію.
Поэтому, послѣ нѣсколькихъ же попытокъ, пришлось оставить спроектированную циркуляцію масла и прекратить смазываніе шейки (8) и наполненіе ванны 4 масломъ, выходящимъ изъ ванны 32. Первая
изъ этихъ операцій достигнута была проведеніемъ особой мѣдной трубки отъ верхняго резервуара непосредственно къ шейкѣ (8), въ ванну же 4 пришлось устроить постоянный притокъ масла изъ того же резервуара по третьей трубкѣ, отводя, конечно, такое же количество масла изъ нея посредствомъ особаго крана, не показаннаго на чертежѣ.
Точно также сперва предполагалось для смазыванія поверхности пяты на поверхности подпятниковой плашки провести только одну дорожку отъ наружнаго края къ центральному углубленію О; но при первомъ же опытѣ оказалось, что при нагрузкѣ въ среднемъ только 4,5 Kg/cm.2 и при числѣ оборотовъ только 190 въ минуту достаточно одного часа работы пяты, чтобы поднять температуру въ ваннѣ съ 20° до 61°; поэтому стало вполнѣ очевиднымъ, что необходимо число дорожекъ увеличить, что и было сейчасъ же сдѣлано: бороздокъ провели четыре по направленію взаимно-перпендикулярныхъ діаметровъ. Благодѣтельное вліяніе ихъ не замедлило сказаться сильнымъ замедленіемъ повышенія температуры въ ваннѣ: при той же самой нагрузкѣ, при 200 оборотахъ въ минуту, при работѣ пяты въ продолженіи двухъ часовъ температура въ ваннѣ поднялась съ 20° С только до 48° С. Бороздки сдѣланы были въ 8,5 m/m. ширины и около 2 m/m. глубины.
Измѣреніе ЧИСЛа оборотовъ вала ПРОИЗВОДИЛОСЬ Посредствомъ Измѣреніе „ , . числа оборо-
тахометра D-ra Horn а, удобнаго въ томъ отношеніи, что онъ позво- товъ вала, ляетъ знать это число оборотовъ въ каждый данный моментъ.
Вслѣдствіе тренія на поверхности ПЯТЫ плашка 3 вмѣстѣ съ дру- Измѣреніе
, тренія въ
гими нижележащими плашками имѣетъ стремленіе всегда вращаться пятѣ.
въ сторону вращенія вала 11. Для предотвращенія ея отъ большихъ поворотовъ, въ цилиндрикъ 5 ввинченъ шпиндель 14 (Табл. II), четырехгранный конецъ котораго помѣщается между щеками ухватки 16; въ щеки послѣдней ввинчены винты Ь, Ъ, которыми по желанію можно болѣе или менѣе съузить поле для колебаній шпинделя 14. Обыкновенно мы оставляли для этихъ колебаній съ той и другой стороны шпинделя щель около 1 m/m. шириной.
Такимъ образомъ, цилиндрикъ 5 и, слѣдовательно, плашка 3 могутъ поворачиваться только на самые незначительные углы около своего средняго положенія, соотвѣтствующіе колебаніямъ шпинделя 14.
Въ тотъ же цилиндрикъ 5 подъ угломъ въ 90° къ шпинделю 14 ввернуты два шпинделя 13, имѣющіе на своихъ концахъ по двѣ призмочки р; на эти призмочки надѣваются сережки 15; за эти сережки зацѣпляются своими крючками спиральныя пружины s, крючки другихъ концовъ которыхъ задѣваются за петли болтовъ 18; части стержней послѣднихъ имѣютъ видъ четырехгранныхъ призмъ, ходящихъ вь
соотвѣтствующихъ отверстіяхъ ухвати ковъ 17, надѣваемыхъ на цилиндрическіе стержни 19, закрѣпляемые въ особыхъ гнѣздахъ станины посредствомъ нажимныхъ винтовъ 20.
На навинтованный конецъ болтовъ 18 навинчиваются гайки 10, вращая которыя въ ту или другую сторону, можно подвинуть въ ту или другую сторону болты 18, а слѣдовательно натянуть или ослабить пружины s, S. При измѣреніи тренія въ пятѣ, мы завинчиваемъ ту и другую гайку 10 настолько, чтобы повернуть цилиндрикъ 5 изъ положенія, въ которое онъ поставленъ треніемъ на пятѣ (шпиндель 14 прижатъ вслѣдствіе этого тренія къ тому или другому изъ винтиковъ Ь,Ь) въ то, при которомъ шпиндель 14 всталъ бы посрединѣ между винтами Ъ, Ь. При этомъ, конечно, пружины s, s будутъ нѣсколько вытянуты соотвѣтственно величинѣ силы тренія, и это увеличеніе длины пружинъ и будетъ служить средствомъ измѣренія величины тренія на пятѣ; такъ какъ, въ самомъ дѣлѣ, стоитъ только предварительно испытать пружины и градуировать растяженіе ихъ по величинѣ растягивающей силы, чтобы потомъ обратно по растяженію пружины знать силу, растягивающую ихъ.
Все это, конечно, будетъ справедливо только въ томъ случаѣ, если мы предположимъ,- что цилиндрику 5 и плашкѣ 3 не препятствуетъ вращаться при растяженіи пружинъ s, s никакая друга сила, кромѣ силы тренія на поверхности пяты.
Правда, такія силы существуютъ, но можно показать, что онѣ по сравненію съ силой тренія на поверхности пяты очень незначительны, и ими можно пренебречь. Силы эти —сила тренія на шарикахъ, окружающихъ цилиндрикъ 5, и сила сопротивленія трехъ опорныхъ стержней 30 повертыванію ихъ вслѣдствіе вращенія покоющихся на нихъ плашекъ.
Что касается первой изъ нихъ, то, конечно, а priori можно сказать; что при имѣющихся условіяхъ она очень незначительна по сравненію съ силой тренія въ пятѣ; относительно же второй можно то же самое доказать на основаніи слѣдующихъ разсужденій.
Если мы назовемъ черезъ а—разстояніе отъ центра плашки 3 до мѣста соприкосновенія шпинделя 14 съ винтомъ Ь (см. Табл III, черт. 3), а зазоръ между концомъ шпинделя 14 и тѣмъ же винтомъ черезъ х; то уголъ поворота цилиндрика 5 вмѣстѣ съ плашкой 3 вслѣдствіе тренія изъ положенія, при которомъ опорные стержни 30 стояли вер-
Х.\
тикально, въ крайнее возможное для нихъ, выразится какъ а =—.
О/
При этомъ вращеніи плашки 3 верхній конецъ опорнаго стержня М перемѣщается въ М\ и ММ' = г<х, если г = ОМ'—разстояніе опор-
наго стержня отъ центра опорной плиты. Самъ опорный стержень отклоняется при этомъ изъ своего вертикальнаго положенія
на уголъ ß (см. Табл. III, черт. 4), гдѣ ß — здѣсь I—
длина опорнаго стержня. Благодаря послѣднему обстоятельству опорная плита (плашка 3) опускается на 1г = I. (1 — Cos (3).
Если мы назовемъ теперь черезъ Р—нагрузку на пяту, то, на основаніи принципа возможныхъ перемѣщеній, относя наше разсужденіе сразу къ тремъ стержнямъ, получимъ:
Pdh = II а da,
d h = d[l( 1 — Cos ß)] =1 Sin ß d ß == 1 ß d ß
и слѣдовательно
'f
Pip <xda = PI a da,
откуда
а* такъ какъ a = —, то
a
11= P
r2 a
L a
P r2
11= ~ ~
l 6Г
О
l~p ad a
. Для x = О, т. e. если опорные стержни стоятъ совершенно вертикально, будемъ имѣть: Н = 0; полагая же, какъ у .насъ, х = 1 m/m., I = 500 ш/m., Р=3000 Kg., г = 30 и а — 100 m/m., получимъ
11 =
3000 30.30 500 1002
= 0,54 Kg.
Такимъ образомъ, усиліе, необходимое для того, чтобы повернуть цилиндрикъ 5 съ пчашками 3, 9, 28, при сопротивленіи этому поворачиванію только со стороны опорныхъ стержней, даже при самой большой, возможной для насъ, нагрузкѣ пяты, чрезвычайно мало по сравненію съ тѣмъ вѣроятнымъ усиліемъ, которое необходимо будетъ приложить для поворота тѣхъ же частей при дѣйствіи на поверхности пяты тренія, почему и можно первымъ усиліемъ, какъ мы сказали выше, пренебречь при изслѣдованіи тренія на пятѣ.
Оставляя пока въ сторонѣ вопросъ о треніи въ пятѣ, что составитъ предметъ другой статьи, теперь я займусь исключительно распредѣленіемъ давленій по пятѣ.
Первое, на чемъ намъ необходимо при этомъ остановиться, это вопросъ о среднемъ давленіи на пятѣ. Болѣе или менѣе точное зна*
ніе средняго давленія для насъ чрезвычайно важно, такъ какъ съ нимъ мы должны все время сравнивать наши результаты наблюденій надъ давленіемъ въ различныхъ точкахъ пяты и заключать о достовѣрности этихъ наблюденій. Между тѣмъ, вопросъ этотъ не является для насъ простымъ, и вотъ почему.
Секторіаль- Очевидно, ничего не было бы проще опредѣлить это среднее дав-на поверх- леніе, если бьі поверхность пяты представляла изъ себя плоскость; яости пяты, правда, на этой поверхности имѣются каналы, въ центрѣ имѣется углубленіе, на которые очевидно не распространяется полная нагрузка, но стоило бы только исключить изъ общей площади пяты площадь этихъ углубленій (площадь центральнаго углубленія, при діаметрѣ его въ 12 m/m., равнялась 1,13 cm., а площадь всѣхъ каналовъ при ширинѣ двухъ изъ нихъ въ 3,8 m m., а двухъ другихъ въ 3,5 m/m., и при общей длинѣ въ 43,5 m/m., равнялась 3,16 cm., и слѣдовательно сумма этихъ площадей была /\=4,29 ст.\ и мы получили бы дѣйствительную площадь пяты, на которую распредѣляется нагрузка. Но въ дѣйствительности дѣло обстояло не совсѣмъ такъ. Пустивши машину въ первый разъ въ ходъ, я принужденъ былъ констатировать отсутствіе показаній давленій манометрами: масло дѣйствительно не вгонялось при данныхъ условіяхъ въ просверленныя на поверхности пяты отверстія. Въ виду этого, я рѣшилъ сдѣлать на под* пятниковой плашкѣ 3 секторіальные скосы съ постепеннымъ наклономъ къ маслянымъ канавкамъ, какъ это показано на прилагаемомъ чертежѣ (см. Табл. III, черт. 2). Линіи АС и А'С' скосовъ проведены были не совсѣмъ по радіусу для того, чтобы нѣсколько удержать масло отъ радіальнаго утеканія подъ вліяніемъ центробѣжной силы. Наклонъ поверхностей АВС и А'В'С къ канавкамъ былъ сдѣланъ весьма небольшой: пониженіе поверхности по линіямъ AB и А'В' не превосходило ‘|і m/m. Предполагалось, что при такомъ скашиваніи поверхности пяты, при вращеніи верхней плашки 2 по стрѣлкѣ s, масло будетъ увлекаться изъ масляныхъ канавокъ по этимъ скосамъ къ отверстіямъ въ достаточномъ количествѣ и вдавливаться въ нихъ.
Ожиданія оправдались вполнѣ: при первомъ же опытѣ съ таковой подпятниковой поверхностью манометры показали вполнѣ опредѣлен-Подсчетъ ныя давленія, господствовавшія надъ отверстіями.
<наДст^)’ Конечно, этого было еще недостаточно: надо было убѣдиться, что иятыУЗ°КЪ эти пока*анія дѣйствительно представляютъ изъ себя давленія въ данныхъ точкахъ пяты; а для этого надо было знать среднюю нагрузку пяты при данномъ опытѣ. Подсчетъ этой средней нагрузки усложнялся теперь существованіемъ секторіальныхъ скосовъ на поверхности пяты, надъ которыми врядъ-ли было возможно предполагать такое-же
распредѣленіе давленій, какъ и на другихъ плоскихъ частяхъ ея. Приходилось дѣлать какое либо предположеніе; самое простое и, въ тоже время, вѣроятное было предположить, что давленіе, начиная отъ линіи AB до линіи АС повышалось но параболѣ отъ нуля до того, какое господствовало надъ отверстіями. Предполагая это, мы должны были при опредѣленіи средняго давленія на трущейся поверхности пяты выкинуть изъ ея площади, кромѣ площадей центральнаго углубленія и каналовъ, еще часть, равную двумъ третямъ площади одного сектора (/2=4,2 cm.2).
Такимъ образомъ, дѣйствительная площадь пяты, на которой можно было предполагать давленіе распредѣленнымъ равномѣрно, оказы-
■kD'2
валась равной: _F=-^ —ft—/2=68,5 cm.2.
Зная теперь собственный вѣсъ вала 11 со всѣми находящимися на немъ плашками, шариками и шкивомъ 1 (55,67kg), вѣсъ рычага (29,15 kg), хомутика (1,82 kg) для подвѣса къ нему доски, и опредѣливъ мѣстоположеніе центра тяжести рычага (на разстояніи 68,4 cm. отъ мѣста опоры его на валъ 1 1), можно было подсчитать среднюю нагрузку на пяту отъ собственнаго вѣса вала 11 съ плашками и давленія на него рычага; оно оказалось равнымъ 4,7 kg/cm.2.
По первоначальному плану, какъ выше уже было сказано, для дальнѣйшаго увеличенія нагрузки предполагалось подвѣшивать на концѣ рычага доску и накладывать на нее опредѣленные грузы, но при предварительныхъ же опытахъ оказалось, что рычагъ при такомъ подвѣшиваніи доски сильно дрожитъ; поэтому, пришлось передвинуть подвѣсъ ея къ средней опорѣ рычага—а именно, на разстояніе 720 m/m. отъ нея. Одинъ только этотъ подвѣсъ доски, при вѣсѣ ея въ 43,7 kg., повышалъ среднюю нагрузку пяты до 10,4 kg/cm.2. Чтобы не возвращаться еще разъ къ этому предмету, я сейчасъ же укажу и слкдую-щія величины нагрузокъ пяты: они производились наложеніемъ на подвѣсную доску каждый разъ двухъ новыхъ 20 kg-хъ гирь, что соотвѣтствовало увеличенію средней нагрузки пяты на 5,26 kg/cm.2. Такимъ образомъ, мы получимъ слѣдующую шкалу среднихъ нагрузокъ пяты при нашихъ опытахъ: 4,7; 10,4; 15,7; 21,0; 26,2; 31,5; 36,7; 42,0; 47,3 kg/cm.2.
Послѣ этихъ замѣчаній, возвратимся опять къ первымъ показаніямъ манометровъ, полученнымъ нами сейчасъ же послѣ скашиванія извѣстнымъ уже образомъ поверхности пяты при средней нагрузкѣ ея въ
10,4 kg/cm.2, и посмотримъ, на сколько близко къ этой средней нагрузкѣ подходитъ среднее давленіе на поверхности пяты, выведенное на основаніи показаній манометровъ. Въ слѣдующей таблицѣ № 1 при-
Первые опыты по опредѣленію давленій на поверхности пяты.
веденъ протоколъ перваго настоящаго опыта, произведеннаго 16 августа 1907 года:
Таблица Ле 1.
Нагрузка пяты—10,4 Kg./cm2.; темяература въ помѣщеніи—18°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
Л* 1. № 2. № 3. масляной ванны t° С. товъ вала въ минуту. Время. Примѣчаніе,
23,5. 2 Ч. 27 м. й 4 ä 2*5
9,7 11,2 5,5 26,5 146 2 ч. 30 м. cf С, k £g ^
11,6 18,5 7,0 29,0 164 о ч. 35 м. Л С я s = ® I
11,8 13.8 8,5 32,5 172 2 ч. 40 м. £ s* § Ѣ Я * £
11,6 13,7 9,5 34,0 179 2 ч. 45 м. l г с; й И“ О = . о
11,4 13,6 9,6 36,0 185 2 ч. 50 м. с 5е Ь* Св й Л so« а
11,2 13,4 9,7 38,5 189 2 ч. 55 м. ~ Н се 0> ? Я 5 « Сл ^ м
10,9 13,2 9,7 40,0 193 3 ч. — м. S *■ S S. и „а а
10,8 13,0 9,7 41,0 195 3 ч. 5 м. ® 5 а о У о о. „ °
10,7 12,8 9,7 42,0 174 3 ч. 10 м. ■Е г* . и ^ Й _ ~ 5 £■ 3;
10,6 12,2 9,7 42,8 178 3 ч. 15 м. s. 2 я 2 о г о 2 а Т. Я
10,5 12.1 9,7 43,5 181 3 ч. 20 м. g = к S
10.5 10.5 12,0' 12,0 9.5 9.5 44,0 44,5 183 183 3 3 ч. ч. 25 30 м. м. ■н ” л ^ L Я |Л s slü S у я43 а е. * ß
10,5 12,0 9,5 45,0 185 3 ч. 35 м. о j а у а Чг* ^ ь о"* г
10,4 12,0 9,5 46,0 187 3 ч. 40 м. s S S 1
10,4 11,7 9,3 46,5 185 3 ч. 45 м. ЕГ 2 а< £ а о
10,4 11,6 9,2 47,0 187 3 ч. 50 м. ►55 § S’ * ии S Я *1
Изъ приведенной таблицы ыы замѣчаемъ, прежде всего, слѣдующее: при пусканіи аппарата въ ходъ, когда масло еще довольно густо, манометры показываютъ быстрый подъемъ давленій надъ изслѣдуемыми пунктами поверхности пяты; давленія эти очень скоро достигаютъ нѣкоторой опредѣленной высоты, держатся на ней нѣкоторое время, а затѣмъ, по мѣрѣ повышенія температуры ванны, начинаютъ медленно падать; что это паденіе показаній манометровъ зависитъ, кажется, дѣйствительно отъ температуры масла и связанныхъ съ нею свойствъ его, и мало зависитъ отъ другихъ факторовъ, напр. числа оборотовъ вала, если только не измѣнять его очень сильно, это видно изъ того, что послѣ достаточно долгой работы пяты, когда температура масла поднималась уже значительно, я пробовалъ, какъ это увидимъ изъ послѣдующихъ протоколовъ, останавливать совершенно аппаратъ, а затѣмъ снова начиналъ понемногу пускать его въ ходъ, и доводилъ число оборотовъ вала до прежде бывшаго: всегда въ этихъ случаяхъ показанія манометровъ были даже ниже тѣхъ, при которыхъ былъ остановленъ аппаратъ; если же тоже самое продѣлывалъ при низкой температурѣ
масла, то получалъ снова первоначальныя наивысшія показанія манометровъ; пробовалъ я также при высокой температурѣ масла вдругъ увеличивать или уменьшать число оборотовъ вала, и хотя такое повышеніе или пониженіе числа оборотовъ и отзывалось на показаніяхъ манометровъ, но крайне незначительно.
Считая поэтому дѣйствительными показаніями давленій въ данныхъ точкахъ пяты только наивысшія показанія манометровъ, полученныя при низшихъ температурахъ смазывающаго масла, и нанося ихъ въ извѣстномъ масштабѣ на чертежѣ (см. Табл. III, черт. 5), изображающемъ въ натуральную величину поверхность пяты, въ видѣ ординатъ отъ радіальной прямой MN, проходящей черезъ центры отверстій, соединяя, далѣе, плавной кривой концы этихъ ординатъ и конечныя точки M,N радіальной прямой, въ каковыхъ точкахъ (M,N), очевидно, давленія должны равняться нулю, мы получимъ кривую распредѣленія давленій въ радіальномъ направленіи пяты.
Средняя ордината этой кривой должна соотвѣтствовать среднему давленію на единицу поверхности пяты. Если подсчитать эту ординату для даннаго опыта, что мы дѣлали при помощи планиметра, опредѣляя площадь кривой и дѣля ее на величину основанія MN, то она окажется равной 9,7m/m., что, при нашемъ масштабѣ lm/m. сс lkg/crn.2, соотвѣтствуетъ среднему давленію въ 9,7 kg/cm.2.
Такимъ образомъ, это среднее давленіе выходитъ меньше вычисленнаго (.10,4 kg/cm.2) на основаніи полной нагрузки пяты на 0,7 kg/cm.2. Эта разность во всякомъ случаѣ не особенно велика и можетъ быть легко объяснена или тѣмъ, что на другой сторонѣ пяты давленіе больше, чѣмъ на только что изслѣдованной, или тѣмъ, что мы не совсѣмъ правильно подсчитали опорную площадь пяты.
Посмотримъ, поэтому, что говорятъ намъ другіе опыты при той же нагрузкѣ пяты.
Приводимъ протоколъ опыта отъ 21 августа:
Таблица .V 2.
Нагрузка —10,4 kg./cm2; температура въ помѣщеніи —19°.
Показанія манометровъ въ атм.
№ 1.
.Ns 2.
№ 3.
Температура Число оборо-масляной ван- товъ вата въ ны t° С минуту.
21°
3,0 5,0
11,5 7,0
13,0 11,0
12,5 10,5
12,3 16,4
12,0 16,4
12,0 —
12,5 22,5
13,2 —
13,2 25,0
13,2 —
12,5 —
Время.
2 ч. 33 м. 79 2 ч. 34 м.
98 2 ч. 37 м.
2 ч. 38 м. 2 ч. 40 м. 2 ч. 45 м. 2 ч. 47 м.
139
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
• J6 1. № 2. .V 3. масляной ван- товъ вала въ Время.
ны t° С. минуту.
* П,7 15,7 12,5 31,0 164 2 ч 50 м.
11,2 14,7 12,0 34,0 177 2 ч. 55 м.
10,8 14,4 11,8 36,5 187 3 ч. — м.
10,6 13,6 11,5 40,0 195 3 ч. 10 м.
10,4 12,8 11,3 43,0 201 3 ч. 20 м.
10,3 12,7 П,2 45,0 204 3 ч. 30 м.
- 10,3 12,4 11,0 46,6 208 3 ч. 40 м.
10,2 12,2 10,5 48,2 202 3 ч. 50 м.
10,2 11,9 10.0 49,5 206 4 ч. — м.
10,1 11,4 9,4 50,5 216 4 ч. 10 м.
10,1 10,8 8,6 50,5 195 4 ч. 20 м.
10,1 10,2 7,9 50,5 193 4 ч. 30 м.
10,1 9,5 7,0 50,0 187 4 ч. 40 м.
10,6 10,8 8,6 51,0 237 4 ч. 43 м.
11,0 11,2 9 5 52,5 272 4 ч. 45 м.
10.7 11,3 10,2 53,0 272 4 ч. 47 м.
10,7 11,3 10,0 53,5 272 4 ч. 50 м.
По даннымъ этой таблицы для средней ординаты кривой давленій находимъ величину въ 11,9 m/m., что соотвѣтствуетъ средней нагрузкѣ пяты въ 11,9 kg|cm.2,т. е. на l,5kg'cm.2 больше вычисленной средней нагрузки.
Наконецъ, протоколъ опыта отъ 24 августа даетъ намъ такіе ре*
8УЛЬТатЬІ: Таблица № 3.
*
Нагрузка—10,4 kg./cm2; температура въ помѣщеніи- 19.5°.
Показанія № 1. манометровъ № 2. въ атм. .4 3. Температура масляной ванны t° С. Число оборотовъ вала въ минуту. Время.
23,0 і 1 ч. 5 м-
12,5 11,8 10,7 24,0 64 3 ч. 10 м.
11,7 12,5 11,5 26,5 73 3 ч. 20 м.
11,5 13,8 12,0 29,0 74 3 ч. 30 м.
10,8 14,6 12,0 31,0 122 3 ч. 40 м.
10,6 14,7 12,2 33,0 130 3 ч. 50 м.
10,5 14,3 12.2 35,0 131 4 ч. — м.
10 4 14,1 12,1 37,0 137 4 ч. 10 м.
10,3 13,8 12.0 38,5 152 4 ч. 20 м.
10.1 13,6 12,0 39.5 152 4 ч. 30 м.
10,0 13.2 11,8 41,0 156 4 ч. 40 м.
Средняя нагрузка по даннымъ этой таблицы выходитъ равной 10,3 kg'cm.2, т. е. только на 0,lkg|cm.2 меньше вычисленной.
Если же теперь опредѣлить среднюю нагрузку пяты изъ данныхъ всѣхъ трехъ опытовъ, то она оказывается равной 10,6 kg.lcm.2, т. е. больше вычисленной только на 0,2 kg./cm.2—результатъ, прямо таки поразительный.
Посмотримъ, впрочемъ, что намъ даютъ опыты измѣренія давленій при той же средней нагрузкѣ пяты на другой половинѣ поверхности пяты; вотъ, напр., протоколъ опыта отъ 31 августа:
Таблица № 4.
Нагрузка — 10,4 kg./cm2. ; температура въ помѣщеніи -18°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число обо-
масляной ротовъ вала Бремя.
Л» 1'. № 2'. Лг 3' ванны t° С. въ минуту.
9,5 11,0 11,5 24,0 126 2 ч. 50 м.
10,1 13,2 12.0 • 27,0 169 2 ч. 55 м.
10,5 12,9 11,5 — — —
10,2 12,7 11,0 31,5 188 3 ч. — м.
10,0 12,0 10,5 33,5 191 3 ч. 5 м.
9,7 11,3 10,3 360 201 3 ч. 10 м.
9,6 10,9 10,2 38,0 205 3 ч. 15 м.
0,4 10,6 10,0 39,8 207 3 ч. 20 м.
10,4 9,8 41,0 213 3 ч. 25 м.
' 0,0 10,2 9,6 42,8 214 3 ч. 30 м.
8,8 9,8 9,5 43,7 214 3 ч. 35 м.
0,5 9,2 9,5 44,5 218 3 ч. 40 м.
7,8 8,7 8,9 44.5 195 3 ч. 42 м.
7,2 8*4 8,3 44,5 164 3 ч. 45 м.
6,7 8,1 7,7 44,5 154 3 ч. 48 м.
г6,0 7,8. 7,0 44,5 131 3 ч. 50 м.
Опредѣленная по даннымъ послѣдней таблицы средняя нагрузка яяты оказывается равной 10,0 kg.'em.2, т, е на 0,4 kg,'em 2 меньше вычисленной на основаніи полной нагрузки пяты.
Данныя же протокола другого аналогичнаго опыта (см. табл. 5) даютъ для средняго давленія на пятѣ величину въ 11,0kg./cm.2, т. е. на 0,6 kg./cm.2 больше вычисленной.
Таблица № 5.
Нагрузка—10,4 kg./cm 2; температура въ помѣщеніи —16°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число обо-
масляпой ротовъ вала Время.
№ Г. .4 2'. .\8 3'. ванны t° Г. въ минуту.
12,2 13,8 12,0 16,0 123 10 ч. 5 м.
12,2 13,9 12,6 25.0 143 10 ч. 15 м.
.12,0 13,8 12,5 33,0 152 10 ч. 25 м.
Показанія манометровъ въ аты. Температура Число оборо-
№ 1'. № 2'. X 3'. масляной ванны t° С. толъ вала въ минуту. Время.
11,8 13,6 12,3 37,0 159 10 ч. 35 з*.
12,0 13,7 12,3 39,0 201 10 ч. 45 м.
11,7 13,2 11,6 41,0 207 10 ч. 55 м.
11,5 12,5 11,0 43,0 212 11 Ч. 5 м.
10,8 12,2 10,7 44,0 222 11 ч. 15 м.
Какъ среднее изъ этихъ двухъ опытовъ, получаемъ назрузку пяты равной 10,5 kg\|cm.2, т. е. на 0,1 kg./cm.2 больше вычисленной.
Такимъ образомъ, среднія величины нагрузокъ на единицѣ опорной поверхности пяты, полученныя нами на основаніи опытныхъ данныхъ, настолько близки къ той средней нагрузкѣ, которую мы вычислили на основаніи только полной нагрузки пяты, что даютъ возможность считать съ большой достовѣрностью показанія манометровъ за дѣйствительныя давленія, существующія на данныхъ элементахъ поверхности пяты.
Всѣ приведенныя таблицы, также какъ и первая, указываютъ на пониженіе показаній манометровъ съ повышеніемъ температуры маслаг внезапное повышеніе числа оборотовъ при болѣе или менѣе высокой температурѣ масла не играетъ, повидимому, по крайней мѣрѣ, въ нѣкоторыхъ предѣлахъ числа оборотовъ вала, значительной роли для измѣненія показаній манометровъ; такъ напримѣръ, по табл. № 5 слѣдуетъ, что при температурѣ масла около 37° повышеніе числа оборотовъ вала съ 159 до 201, т. е. приблизительно на 25%, сказалось увеличеніемъ показаній только двухъ манометровъ: одного на 0,2 kg./cm.2r а другого на 0,1 kg’./cm.2, при слѣдующемъ же затѣмъ новомъ повышеніи числа оборотовъ съ 201 до 207 показанія манометровъ даже упали*
Точно также по таблицѣ № 2 быстрое повышеніе числа оборотовъ вала съ 187 до 237, при температурѣ масла около 50°, хотя и сказалось нѣкоторымъ повышеніемъ показаній манометровъ, но много не довело ихъ до первоначальныхъ наивысшихъ величинъ, полученныхъ при сравнительно низкой температурѣ масла.
Съ другой стороны, тѣ же таблицы указываютъ на то обстоятельство, что для полученія высшихъ показаній манометровъ, дающихъ истинныя величины давленій на данныхъ элементахъ пяты, необходимо, какъ будто, кромѣ низкой температуры масла, болѣе или менѣе опредѣленное число оборотовъ вала: всѣ такія показанія манометровъ получены при числѣ оборотовъ вала, не меньшемъ 130. въ минуту.
Полученныя величины давленій на поверхности пяты указываютъ съ несомнѣнностью, что нагрузка распредѣляется неравномѣрно пе
пятѣ, что распредѣленіе это не подчиняется также закону Reye-Grashofa, а что оно весьма сходно съ тѣмъ распредѣленіемъ давленій по длинѣ цапфы, которое было найдено То'ѵѵег’омъ. Какъ тамъ давленіе на единицѣ поверхности увеличивается постепенно отъ краевъ цапфы къ ея серединѣ, такъ точно и здѣсь оно увеличивается по мѣрѣ приближенія къ средней окружности, проведенной на поверхности пяты на равномъ разстояніи отъ крайнихъ окружностей, ограничивающихъ поверхность пяты.
Превышеніе наибольшаго давленія надъ среднимъ давленіемъ здѣсь ниже, чѣмъ по опытамъ Tower’a для цапфы. Для пяты оно выражается только 40,6%, тогда какъ для цапфы—90°/о* ).
Посмотримъ теперь, какіе результаты мы получимъ при опытахъ съ другими нагрузками пяты.
Въ дальнѣйшемъ сперва приводятся данныя опытовъ опредѣленія Дальнѣйшіе давленій на одной сторонѣ пятѣ; а затѣмъ будутъ приведены результа-первой полоты ОПЫТОВЪ И ДЛЯ другой ПОЛОВИНЫ ПЯТЫ. виной пяты.
При опытахъ съ пятой, нагруженной только до 4,7 kg. Jem.2, результаты которыхъ приведены въ слѣдующихъ таблицахъ №№ 6, 7 и 8:
Таблица № 6.
Нагрузка—4,7 kg./cm.2; температура въ помѣщеніи —18°.
Показанія нанометровъ въ аты. Температура Число обо-
масляной ротовъ вала Время.
№ 1. № 2. №3. ванны t° С. въ минуту.
26,0 2 ч. 22 м.
7,0 0 0 27,5 137 2 ч. 25 м.
15,4 0 0 30,5 166 2 ч. 30 м.
13,5 3,0 0 33,5 181 2 ч. 35 м.
13,3 5,4 0,3 36,5 188 2 ч. 40 м.
13,0 5 8 0,3 39,0 199 2 ч. 45 м.
13,1 5,4 0;3 41.0 201 2 ч. 50 м.
13,0 4,3 0,3 42,8 204 2 ч. 55 м.
13,0 3,4 0,2 44,0 208 3 ч. 0 м.
12,8 1,5 0 46,5 210 3 ч. 10 м.
12,9 0 0 47,5 ■ 192 3 ч. 20 м.
13,0 0 0 48,0 195 3 ч. 30 м.
13,1 0 0 48,5 195 3 ч. 40 м.
13,1 0 0 48,9 195 3 ч. 50 м.
13,2 0 0 49,2 195 4 ч. — м.
13,2 0 0 49,8 197 53 О pH В5
*) Bach. Maschinen-Elemente. 1908. s. 490.
Показанія манометровъ въ атм. Темиература Число оборо-
гё 1. J4ä 2. № 3. масляной ванны t° С. товъ вала въ минуту.
12,9 0 0 50,1 197
12,9 0 0 50,4 198
11 0 0 0 50,8 199
11,0 0 0 51,4 197
11,0 0 0 51,7 200
13,5 0 0 52,8 254
13,5 0 0 54,0 276
13,0 0 0 55,5 282
Нагрузка —4,7 kg./cm2.; температура въ помѣщеніи
Показанія манометровъ № 1. № 2. въ атм. № 3. Температура масляиой ванны t° С. Число оборотовъ вала въ ыииуту.
20,0
0 0 0 23,5 143
11,8 0 0 29,0 191
11,7 3,5 0 33,0 189
11,4 6,2 0 5 36,0 199
11,4 7,0 0,6 38,0 204
11,3 6.7 0,5 • 40,0 208
11,3 6,3 0,3 41,5 210
11,4 5,7 0,3 43,0 208
11 3 5,0 0,3 44,0 197
11,6 2,6 0 44,5 198
11,5 2,0 0 45.5 200
11,5 1,0 0 46,0 200
11,5 0 0 46,5 200
11,5 0 0 47,0 204
11,4 0 0 47,5 207
11,2 0 0 48,0 216
11,3 0 0 48,5 212
Нагрузка- -4,7 kg./cm2.; температура въ помѣщеніи -
Показанія манометровъ № 1. Л» 2. въ атм. Лг 3. Температура масляной ванны t° С. Число оборотовъ вала въ минуту.
16
3,0 0 7,0 20,0 140
4,8 2,0 6,5 28,0 170
6,1 7.3 6.5 32,0 183
6,0 7,1 6,4 35,0 193
Время.
4 ч. 20 м.
4 ч. 30 м.
4 ч. 40 м.
4 ч. 50 м.
5 ч. — м.
5 ч. 5 м.
5 ч. 10 м.
5 ч. 20 м.
Таблица № 7,
-20°.
Время.
9 ч. 50 м.
9 ч. 55 м. 10 ч. — м. 10 ч. 5 м. 10 ч. 10 м. 10 ч. 15 м. 10 ч. 20 м. 10 ч. 25 м. 10 ч. 30 м. 10 ч. 35 м. 10 ч. 40 м. 10 ч. 45 м. 10 ч. 50 м.
10 ч. 55 м.
11ч. — м. 11ч. 5 м.
11 ч. 10 м.
11 ч. 15 м.
Таблица № 8.
16°.
Время.
10 Ч. 5 м. 10 Ч. 10 м.
10 ч. 15 м.
10 ч. 20 м.
10 ч. 25 м.
Показанія нанометровъ въ атм. Температура Число оборо-
масляной ван- товъ вала въ Время.
№ 1. № 2. № 3. пы t° С. минуту.
5,9 6,9 6,3 37,0 200 10 ч. 30 м.
5,8 6,8 6,1 39,0 202 10 ч 35 м.
5,8 6,7 6,0 41,0 199 10 ч. 40 м.
5,7 6,6 6,0 42,5 198 10 *ч. 45 м.
5,7 6,6 5,9 43,5 201 10 ч. 50 м.
5,5 6,5 5,8 45,0 198 10 ч 55 м.
5,5 6,5 5,7 46,5 198 11ч. — м.
5.3 6,3 5,6 47,0 197 11 ч 5 м.
5,1 6 2 5,4 47,5 198 11 ч. 10 м.
5,0 6,0 5,3 48,0 195 11 ч. 15 м.
замѣчается слѣдующая особенность: при первыхъ двухъ опытахъ, какъ это видно изъ таблицъ № 6 и № 7, нагрузка распредѣлялась
крайне неравномѣрно и при этомъ сильно увеличиваясь къ внутреннему углубленію 0 на поверхности пяты; если подсчитать въ процентахъ отношеніе наибольшаго давленія на единицѣ поверхности пяты къ среднему, то выходитъ, что первое превосходитъ второе на 118°/0; между тѣмъ опытъ, произведенный при той же нагрузкѣ пяты уже послѣ продолжительной работы ея съ нагрузками, во много разъ превышающими разсматриваемую, даетъ для распредѣленія давленій кривую (см. таблицу № 8, или Таб. III, черт. 5), аналогичную той, которая была получена при нагруженіи пяты до 10,4 kg./cm.2 И что еще замѣчательно, такъ это то, что, несмотря на громадную разницу въ законѣ распредѣленія давленій, представленныхъ таблицами № 6 и № 7 съ одной стороны и таблицей № 8 съ другой, среднія давленія на единицѣ опорной поверхности въ томъ и другомъ случаѣ совершенно одинаковы (5 6 kg./cm.2).
Весьма вѣроятно, что такое неравномѣрное распредѣленіе давленій, какое дается таблицами Je 6 и № 7, можетъ быть объяснено просто мѣстной неровностью поверхности пяты, нормальное же распредѣленіе давленій выражается таблицей № 8, на что указываютъ и результаты опыта при той же нагрузкѣ для другой половины пяты, каковые (см. ниже—таблицу № 25) весьма близки къ даннымъ таблицы № 8.
Въ слѣдующихъ таблицахъ № 9—№ 23 приводятся результаты опытовъ по опредѣленію давленій при другихъ высшихъ нагрузкахъ (15,7—43,7 kg./cm.2) пяты. Таблица № 9.
Нагрузка—15,7 kgcm2.; температура въ залѣ—16°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число обо- Примѣчаніе.
масляной ротовъ вала Время.
№ 1. № 2. Л 3. ваины t° С. въ минуту.
4,0 4,5 20,5 25,0 — 3 Ч 15 м. Съ 4 Ч.
11,0 8,0 20,5 26,5 108 — 15 м. ДО 5
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо- Примѣчаиіе.
масляной ван- товъ вала въ Время.
№ 1. № 2. № 3. ны t° С. минуту.
13,7 17,5 20,0 29,0 118 3 ч. 20 м. ч. 5 м. пе'
13,9 20,8 19,0 30,0 123 3 ч. 23 м. решивал-
15,0 22,2 18,5 32,0 187 3 ч. 26 м. ся ремень
14,8 21,6 17,9 34,0 199 3 ч. 30 м.
14,5 20.6 17,2 36,2 198 3 ч. 35 м.
13,7 19,8 16,5 39,5 184 3 ч. 40 м.
13,1 18,5 15,8 42,0 185 3 ч. 45 м.
12,8 17,8 15,5 44,0 189 3 ч. 55 м.
12,6 17,3 15,5 — — 4 ч. — м.
12,4 17,0 15,5 46,5 196 4 ч. 5 м.
12,1 16,7 15,5 — — 4 ч. 10 м.
11,7 16,4 15,6 48,0 205 4 ч. 15 м.
11,7 16 1 11,5 38,0 178 5 ч. 5 м.
11,1 15,0 11,0 40,0 182 5 ч. 10 м.
11,1 14,8 11,5 44,0 191 5 ч 15 м.
10,2 13,5 10,5 46,5 191 5 ч. 20 м.
10,2 13,2 10,0 49,2 203 5 ч. 25 м.
10,0 12,6 10,0 51,0 203 5 ч. 30 м.
10,7 13,5 10,5 51,0 260 5 ч. 35 м.
* Таблица № 10.
• и Нагрузка—21 Kg./cm2. ; температура въ помѣщеніи—15,5°
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо- Время.
масляной ван* товъ вала въ
Л, 1. № 2. № 3. ны t° С. минуту.
8,0 5,5 20,0 16,0 55 10 ч. 10 м.
14,1 19,0 20,5 18,0 69 —
15,3 21,5 21,0 19,0 77 —
16,5 22,0 22,0 20,0 89 —
19,3 24,0 22,5 22,0 135 10 ч. 22 м.
20,3 24,8 22,0 26,0 185 10 ч. 25 м.
18,6 22,5 20,5 29,0 176 10 ч. 27 м.
17,2 21,3 19,4 31,5 185 10 ч. 30 м.
15,5 18,6 18,2 37,5 181 10 ч. 35 м.
14,4 17,8 17,5 40,0 189 10 ч. 40 м.
13,6 17,0 17,0 45,0 200 10 ч. 50 м.
12,8 * 16,0 16,5 46,5 189 10 ч. 54 м.
11,8 15,4 16,0 48,0 191 11 ч. — м.
11,4 13,3 15,6 49,5 189 11 ч. 10 м.
11,1 13,0 15,5 50,5 191 11 ч. 20 м.
10,9 13,0 15,6 51,3 195 11 ч. 30 м.
10,9 12,6 15,5 52,2 196 11 ч. 40 м.
Опытъ ИЗСЛѢДОВАНІЯ РАСПРЕДѢЛЕНІЯ 'ДАВЛЕНІЙ НА ПЛОСКОЙ пятѣ. 23:
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
№ 1. № 2. X 3. масляной ван- товъ вала въ Время.
нм t* С, минуту.
10,8 12,4 15,5 52,8 199 11 ч. 50 м.
10,7 12,1 15,4 53,2 199 12 ч. — м.
10,7 12,0 15,3 53,7 200 12 ч. 10 м.
10,6 ' 11,8 15,4 54,1 202 12 ч. 20 м.
12,0 13,0 15,0 55,2 270 12 ч. 30 м.
11,8 12,4 14,5 56,8 272 12 ч. 40 м.
Таблица Л° 11.
Нагрузка- -26,2 Kg./cnr 2.; температура въ помѣщеніи— 180.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
№ 1. Ы 2. Л» 3. масляной ван- товъ вала въ Время.
вы t° С. минуту.
— — — 18,5 — 9 ч. 56 м.
17,0 3,5 14,0 — — —
19,0 14,5 22,0 — — —
22,0 26,5 25,7 — 152 10 ч. 5 м.
26,5 29,6 28,9 29,0 168 10 ч. 6 м.
24,2 28,1 27,7 34,0 176 10 ч. 10 м.
23,5 26,2 27,2 37,5 191 10 ч. 15 м.
22,2 24,2 26,2 43,0 197 10 ч. 20 м.
21,0 22,7 25,9 46,5 183 10 ч. 25 м.
20,5 21,0 24,0 51,0 188 10 ч. 35 м.
20,0 18,8 22,8 55,0 183 10 ч. 45 м.
19,5 17,3 21,9 58,0 191 10 ч. 55 м.
19,5 16,2 20,6 60,5 191 11 ч. 5 м.
19,5 15,0 19,8 64,0 199 11 ч. 15 и.
19,0 14,1 19,2 66,5 205 11 ч. 25 м.
18,5 13,5 19,5 68,0 199 11 ч. 35 м.
18,2 13,0 19,6 69,5 197 11 ч. 45 м.
18,0 -- 12,8 20,0 70,0 199 11 ч. 55 м.
■18,2 12,8 20,6 70,5 206 12 ч. 5 м.
Таблица № 12.
Нагрузка—26,2 Kg./cm2.; температура въ помѣщеніи —16°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура масляной ван- Число оборотовъ вала въ
№ 1. X» 2. X 3. ны t° С. минуту.
11,0 11,8 23,0 24,0 61
17,5 16,3 25,5 25,0 79
20,7 26,3 27,5 27,0 98
23,6 28,7 29,0 29,5 127
25,4 31,3 30,1 3,30 198
23,0 28,9 28,1 35,0 175
Время.
3 ч. 27 м.
3 ч. 40 м.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
№ 2. Je 3. масляной ван- товъ вала въ Время.
М 1. ны t° С. минуту.
20,7 26,3 26,5 39,0 178 3 ч. 45 м.
19 8 23,8 25,4 45,0 200 3 ч 55 м.
18,3 21,8 24,4 48,5 185 4 ч. — м.
17,2 20,8 23,3 51,0 181 4 ч. 10 м.
17,1 20,0 22,8 52,8 183 4 ч. 20 м.
17,3 20,1 22,9 55,0 202 4 ч. 30 м.
17,1 18,2 22,1 56,8 202 4 ч. 40 м.
17,1 17,8 20,0 г 58,2 202 4 ч. 50 м.
17,1 17,2 18,5 59,2 202 5 ч. — м.
16,3 17,1 19,0 59,8 207 5 ч. 10 м.
16,3 16,9 18,5 60,2 206 5 ч. 20 м.
16,2 16,8 18,5 60,5 207 5 ч. 30 м.
16,2 16,6 18,0 60,5 208 5 ч. 40 м.
17,5 17,8 18,5 62,0 262 5 ч. 50 м.
17,5 17,6 18,5 63,0 270 6 ч. — м.
Таблица 13.
Нагрузка- -26,2 Kg./cm.2; температура въ помѣщеніи - -16,5°.
Показанія манометровъ въ атм. Темиература Число оборо-
№ 1. X 2. № 3. масляной ван- ■ то въ вала въ Время.
ны t° С. минуту.
15,0 15*0 29,0 23,0 71 2 ч. 15 м.
20,0 28,8 29,5 25,0 75 2 ч. 20 м.
22,0 28,5 31,0 27,0 75 2 ч. 25 м.
21,5 27,5 27,5 29,0 78 2 ч. 35 м.
20,8 25,5 27,0 31,5 72 2 ч. 50 м.
21,7 28,0 27,0 31,5 122 3 ч. — м.
21,0 • 26,0 26,5 36,0 133 3 ч. 10 м.
20,3 24,0 26,0 38,5 130 3 ч. 20 м.
19,3 23,1 26,0 40,0 130 3 ч. 30 м.
Таблица Л» 14.
Нагрузка —31,5 kg./cm2.; температура въ помѣщеніи- -18°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо- Время.
масляной товъ вала
1. Л» 2. № 3. ванны t° С. въ минуту.
18,0 10 ч. 5 м.
26,0 29,1 31,0 27,0 137 —
30,0 36,2 36,0 — 160 10 ч. 13 м.
25,6 32,0 33,0 36,0 169 10 ч. 20 м.
19,0 24,8 31,0 44,5 185 10 ч. 30 м.
18,3 21,3 28,5 52,0 202 10 ч. 40 м.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
масляной . товъ вала Время.
№ 1. X 2. X 3. ванны t° С. въ минуту.
16,7 18,7 25,0 57,5 191 10 Ч. 50 М.
16,3 16,8 23,3 63,5 • 194 11 Ч. — М.
16,3 16,0 23,3 66 8 194 11 ч. 10 м.
16,1 15,2 22,0 69,8 200 11 ч. 20 м.
15,9 14,3 21,0 72,5 204 11 ч. 30 м.
- • Таблица .V 16.
г Нагрузка—36,7 kg./cm2.; температура въ помѣщеніи- -17°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
масляной товъ вала Время.
J6 1. „ № 2. № 8. ванны t° С. въ минуту.
. 19,0 11 Ч. 30 М.
20,5 35,2 39,5 — 130 11 ч. 35 м.
30,2 39,3 39,0 26,0 139 11 ч. 37 м.
35,0 39,8 39,0 32,0 154 11 ч. 40 м.
32,0 36,6 37,5 ! " 40.5 187 11 ч. 50 м.
27,0 28,6- 34,5 50,0 201 12 ч. — м.
20,5 23,0 31,5 57,5 205 12 ч. 10 м.
17,0 16,6 25,5 6 4,5 210 12 ч. 20 м.
14,2 15,3 24,2 70,5 210 12 ч. 30 м.
13,4 14,0 21,0 75,0 210 12 ч. 40 м.
■ Г Таблица Л* 16.
Нагрузка-36,7 kg./cm2.; температурамъ помѣщеніи— •16,5°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
. масляной товъ вала Время.
Je 1. Je 2. № 3. ванны t° С. въ минуту.
17,0 10 Ч. 7 м.
19,2 *30,0 36,0 — 132 —
29,5 40,0 40,0 28,0 156 10 ч. 17 м.
35,2 40,2 41,0 30,0 178 10 ч. 20 м-
34,6 - 39,4 39,5 34,0" 180 10 ч. 25 м.
27,5 33,0 37,5 — — —
27,2 28,5 36,5 — — —
26,5 26,0 35,5 40,5 185 10 ч. 35 м.
25,5 24,0 34,5 45,0 . 193 10 ч. 45 м.
22,5— 22,0 29,5 54,5 174 10 ч. 55 м-
20,0 19,0 23,0 64,0 168 11ч. 5
Таблица № 17
Нагрузка—36,7 kg./cm2.; температура въ помѣщеніи—16,8°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
масляной ротовъ вала Время
№ 1,._ № 2. № 3. ванны t° С. въ минуту. V
17,0 1 ч. 25 м.
25,0 27,0 39,0 22,0 110 1 ч. 30 м.
32,2 35,0 40,0 26,5 139
36,7 40,0 39,0 31,0 172 1 ч. 35 м.
33,7 37,0 38,0 36,0 178 1 ч. 40 м.
26,6 28,5 36,5 41,0 169 1 ч. 45 м.
23,4 24,3 35,0 45,0 172 1 ч. 50 м.
21,6 22,0 34.0 51,0 183 2 ч. — м.
21,1 21,0 33,0 55,0 185 2 ч. 10 м.
20,8 20,3 32,0 59,0 193 2 ч. 20 м.
20,5 18,3 29,5 62,5 195 ’ . 2 ч. 30 м.
20,2 17,9 29,0 65,5 198 2 ч. 40 м.
Таблица № 1S.
Нагрузка —42 kg./cm2.; температура въ помѣщеніи— 15,5°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
масляной товъ вала Время.
№ 1. Я 2. № 3. ванны t° С. въ минуту.
15,5° . 9 Ч. 48 м.
32,0 37,0 48,0 17,5 79 9 ч. 53 м.
36,0 42,5 48,0 21,0 108 9 ч. 59 м.
40,4 47,0 48,5 25,5 140 10 ч. 2 м.
37,6 45,5 46,5 32,0 164 10"ч. 5 м.
32,6 40,6 45,0 38,0 174 10 ч. 10 м.
25,2 34,0 43,0 43,5 187 10 ч. 15 м.
24,0 30,0 41,0 49,0 193 10 ч. 20 м.
22,8 26,2 37,5 57,0 202 10 ч. 30 м.
22,0 25,2 32,0 64,5 207 10 ч. 40 м.
21,0 24,0 32,5 68 0 210 10 ч. 50 м.
21,0 24,0 32,5 71,0 212 11 ч. — м.
Таблица Лг 19.
Нагрузка -42 kg./cm2.; температура въ помѣщеніи— 16°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
масляной товъ вала Время.
№ 1. № 2. № 3. ванны t° 0. въ минуту.
« *4. ’■ 16,0° 10 ч. 10 м.
26,0 - 34,0 40,0 17,0 — —
37,0 41,0 46,0 — 131 —
39,0 45,0 47,0 29,0 141 —
Показанія манометровъ Nt 1. № 2. въ атм. № 3. Температура масля пой ванны t° С. Число оборотовъ вала въ минуту. Время.
40,0 47,5 48,0 32,0 187 10 Ч. 25 м.
38,2 42,0 44,0 42,0 191 10 ч. 30 м.
33,8 34,0 37,0 48,0 187 10 ч. 40 м.
28,0 26,0 33,0 55,0 191 10 ч. 50 м.
25,0 25,0 34,0 59,0 204 11 ч. — м.
23,4 24,0 32,0 63,8 ‘ 187 11 ч. 10 м.
Таблица № 20.
Нагрузка--47,3 kg./cm2.; температура въ помѣщеніи—16°.
Показанія' манометровъ въ атм. Теипература Число оборо-
масляной товъ вала Время.
№ I. № 2. № 3. ванны t° С. въ минуту.
16,0° 10 ч. 40 м.
35,0 47,0 54,0 — 145 —
47,4 55,3 55,0 31,0 152 10 ч. 50 м.
47,2 52,1 53,0 38,0 168 10 ч. 55 м.
40,4 45,1 50,0 44,5 178 11 ч. — м.
31,2 35,5 48,0 50,0 181 11 ч. 5 м.
30,2 32,6 46,0 54,0 183 11 ч. 10 м.
29,4 30,0 44,0 59,0 195 11 ч. 15 м.
28,8 27,5 39,0 64,0 195 11 ч. 20 м.
28,3 26,6 38,0 68,0 208 11 ч. 25 м.
27,0 25,5 33,0 72,0 210 11 ч. 30 м.
Таблица № 2
Нагрузка—47,3 kj Е?./ет2.; температура : въ помѣщеніи- -16°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
масляной товъ вала Время.
.N: 1. К 2. № 3. ванны t° С. въ минуту.
22,0° 11 ч. 30 м.
30,0 47,0 55,0 28,0 129 11 ч. 35 м.
46,5 57,0 56,0 32,0 135 11 ч. 45 м.
47,0 56,0 55,0 38,0 138 11 ч. 50 м.
45,5 51,0 53,0 44,0 162 11 ч. 55 м.
38,5 44,0 49,0 48,0 165 12 ч. — м.
32,6 39,0 46,0 52,6 170 12 ч. 5 м.
28,3 35,2 44,0 56,0 175 12 ч. 10 м.
26,1 31,3 42,5 59,0 175 12 ч. 15 м.
25,0 27,0 40,0 63,0 177 12 ч. 20 ы.
Таблица Л° 22.
Нагрузка—47,3 kg./cm2.; температура въ помѣщеніи—17°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
» г масляной товъ вала Время.
№ 1. " № 2. № 3. ванны t° С. въ минуту-
■ ' 23.0° 2 ч. 35 м.
33,0 - 45,0 56,0 24,0 79 2 ч. 40 м.
44,5 : 51,5 57,0 27,5 85 2 ч. 45 м.
46,7 . 53,0 56,0 32,0 93 2 ч. 50 м.
45,1 54,0 52,0 35,0 96 2 ч. 55 м.
45,0 52,0 53,0 30,0 92 3 ч. 20 м.
42,0 48,0 49,0 34,0 94 3 ч. 25 м.
40,2 45,5 48,0 36,5 9S 3 ч. 30 м.
38,4 43,4 . 47,0 40,0 100 3 ч. 35 и.
34,6 ! 36,7 41,0 45,0 96 3 ч. 45 м.
36,0 40,0 48,0 36,0 94 4 ч. 5 м.
34,4 38,2 44,0 41,0 96 4 ч. 10 м.
31,5 35,6 42,0 46,0 93 4 ч. 20 м.
27.3 29,1 38,0 50,0 104 4 ч. 30 м.
Примѣчаніе»
я 1 Я й
•=с
<м ю со о
сі X
* • я tr)
н 1г cz я
о СО н о я
К fc4 о о
С= н сб
QJ о -Л
S £ о
ф 5 ѳб к>
Ри в а
и Е сб сЗ
CQ
»A О в О
И с5 М сч сЗ 5
г- я Е
£ СО и
ф о CÖ
Е О о со
< сб
♦ч
с Е 35 О
іЯ to о сЗ
X ю »
Таблица № 2В.
Нагрузка- -47,3 kg./cm2.; температура въ помѣщеніи —16°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
масляной товъ вала Время.
Л 1. Ла 2. № 3. ванны t° С. въ минуту.
16,0° 10 Ч. 18 М.
39,0 45,0 58,0 22,0 106 10 ч. 25 м.
49,0 55,0 58,0 25,0 , 133* 10 ч. 27 м.
42,0 46,0 52,0 37,0 168 10 ч. 35 м.
36,3 40,5 50,0 42,0 174 10 ч. 40 м.
33,1 37,5 48,0 46,0 177 10 ч. 45 м.
31,7 33,0 43,0 51,0 189 10 ч. 50 м.
29,2 30,0 40,5 55,0 174 10 ч. 55 м
28,1 29,0 39,0 58,0 168 11ч. — м.
Нѣкоторые изъ этихъ опытовъ съ опредѣленными нагрузками п
дѣланы были, подобно вышеописаннымъ, по нѣскольку разъ; при вычерчиваніи кривыхъ (см. табл. III, черт. 5) распредѣленія давленій бра-
лись среднія величины изъ этихъ опытовъ; по этимъ же среднимъ величинамъ подсчитывались среднія давленія на единицѣ поверхности пяты, отношенія наибольшихъ давленій къ среднимъ и проч.; результаты всѣхъ этихъ подсчетовъ приведены въ таблицѣ № 24. Опыты съ одной и той же нагрузкой пяты никогда не производились подрядъ» а всегда чередовались съ опытами при другихъ нагрузкахъ.
Не повторяя здѣсь тѣхъ выводовъ, которые уже были сдѣланы на основаніи таблицъ № 1—№ 8, и которые легко усматриваются также изъ таблицъ № 9—№ 23, укажу только на то обстоятельство, что ва-ивысшія показанія при нагрузкѣ пяты въ 26,2 kg./cm3 были получены при одномъ опытѣ (см. табл. № 13) при числѣ оборотовъ вала равномъ только 75 въ минуту, а при опытахъ съ нагрузкой въ 47,3 kg./cm,2.—при числѣ оборотовъ вала равномъ 93 (см. таб. № 22), т. е. при числахъ оборотовъ вала, много меньшихъ тѣхъ, которыя имѣли мѣсто при первыхъ опытахъ. Остановимся теперь на таблицѣ № 24.
Таблица № 24.
Нагрузка па cm.2 опорной Средняя на- Разность Та же раз- Превышеніе
поверхности пяты въ kg., Среднія показанія грузка па cm.2 между выведенной изъ ность въ о;0 наблюденнаго
вычисленная поверхности ОПЫТОВЪ II по отновіе- наибольшаго
па основаніи нагрузки ры- манометровъ пята въ kg., вычисленной вію къ вы- давленія
чага и цриіш- въ атм. выведенная а priori па- численной надъ сред-
мая во вним. собств. вѣсъ пзъ наблю- грузками нагрузкѣ нимъ давле-
его и вала. №1. №2. №3. деній. пяты. пяты. ніемъ ВЪ °/0.
47,0 6,1 7,3 6,5 5,6 —I-0,9 + 19 2°/0 30,4%
— 12,2 6,4 0,45 5,6 -}-0,9 + 19,2% 118,0%
10.4 11,6 14,9 11,6 10,6 4-0,2 +1«9 °/о 40,6%
15,7 15,0 22,2 18,5 15,6 -0,1 —0,64% 42,3%
21,0 20,3 24,8 22,5 19,1 -1,9 -9,0 %. 29,9%
26,2 24,6 29,8 30,0 24,9 -1,3 -5,0 % 20,5 %
31,5 30,0 36,2 36,0 30,0 —1,5 . -4,8 % 20,6%
36,7 35,6 40,0 39,7 34,2 —2,5 —6,8 % 17,0%
42,0 40,2 47,3 48,3 40,2 -1,8 -4,3 % 20,1°, о
47,3 47,4 55,1 56,3 46,5 —0,8 —1.9 % 21,0%
Изъ разсмотрѣнія этой таблицы, мы можемъ вывести слѣдующія
заключенія: за исключеніемъ опытовъ со средней нагрузкой пяты въ 4,7 kg./cm.2, давшихъ несогласіе между среднимъ давленіемъ на по верхности пяты, полученнымъ изъ опытовъ, и таковымъ же, вычисленнымъ на основаніи полной нагрузки, въ 19,2%, данныя опытовъ съ другими нагрузками пяты не даютъ разности между только что указанными величинами выше 9%, въ большинствѣ же случаевъ разность эта еще меньше, а въ нѣкоторыхъ случаяхъ даже совсѣмъ ничтожна.
То явленіе, что всѣ опыты съ нагрузкой пяты въ 15,7 kg/cm. и выше даютъ среднее давленіе на единицѣ поверхности пяты ниже такового же вычисленнаго на основаніи полной нагрузки пяты, можетъ быть отчасти объяснено существованіемъ, хотя и небольшихъ, сотрясеній рычага, избѣжать которыхъ при указанныхъ нагрузкахъ не было никаксй возможности.
Та же таблица № 24 показываетъ, что превышеніе наибольшаго наблюденнаго давленія надъ среднимъ давленіемъ меньше при большихъ нагрузкахъ пяты ^17 —20° /0), чѣмъ при меньшихъ (40—118%)-
Замѣтно также проявляется склонность къ перемѣщенію наибольшаго давленія съ измѣненіемъ нагрузки пяты (см. Табл. Ill, черт. 5): наибольшее давленіе съ увеличеніемъ нагрузки перемѣщается къ наружному краю пяты.
Что касается замѣченнаго ВасЬ’омъ постояннаго перемѣщенія наибольшаго давленія по радіальному направленію пяты отъ наружнаго края ея къ центру и обратно, то оно на основаніи всѣхъ вышеприведенныхъ результатовъ нашихъ опытовъ врядъ ли можетъ быть установлено; впрочемъ, едвали даже явленіе это и могло проявиться въ виду недостаточной продолжительности нашихъ опытовъ, въ особенности имѣя въ виду большую твердость матеріала пяты (закаленный чугунъ): за время опытовъ износъ пяты не могъ проявиться въ достаточной степени.
Нѣкоторыя едва замѣтныя указанія на перемѣщеніе наибольшаго давленія въ радіальномъ направленіи все же имѣются: такъ, если обратить вниманіе на данныя таблицъ № 1—№ 3, то, какъ видно и изъ самыхъ таблицъ и изъ черт. 5 Табл. III, наибольшее давленіе при каждомъ изъ этихъ трехъ опытовъ перемѣщалось немного къ наружному краю пяты; весьма интересно то, что при опытѣ № 3, произведенномъ позднѣе опытовъ № 20—№ 23, все же замѣтно перемѣщеніе наибольшаго давленія наружу, по сравненію съ таковыми же опытами № 1 и № 2.
На тоже самое указываютъ и таблицы № 11—№ 13; № 15—№ 17; № 20—№ 23; но перемѣщеніе это очень незначительно, и, во всякомъ случаѣ, проявилось оно въ меньшей степени, чѣмъ передвиженіе наибольшаго давленія при увеличеніи нагрузки пяты.
Опыты съ Приведемъ теперь результаты опытовъ по опредѣленію давленій виной1 пяты°"на другой половинѣ пяты (см. таблицы № 25—29), а также результаты подсчетовъ среднихъ давленій, превышеній наибольшихъ давленій надъ средними и проч. (см. табл. № 30).
Таблица № 25.
Нагрузка 4,7 kg./cm2.; температура въ помѣщеніи—16,5°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
Jss 1' № 2' масляной ван- товъ вала въ Время.
J6 3' ны t° С. мнпуту.
17,0 11 Ч. 10 м.
3,3 5,2 • 6,0 26,0 106 11 ч. 12 м.
3,3 6,0 6,0 27,5 135 11 ч. 15 м.
Показанія манометровъ въ am Температура Число оборо
масляной -• товъ вала въ Время.
Лг 1'. № 2'. Je 3'. ванны t° С. минуту.
3,4 6,8 6,0 28,0 161 11 ч. 17 м.
3,6 7,2 6,5 29,0 166 11 ч. 19 м.
3,7 7,3 6,5 30,0 191 11 ч. 22 м.
3,8 7,6 6,8 31,0 193 11 ч. 25 м.
3,9*" ^ 7,5 6,6 32,0 196 11 ч. 28 м.
3,8- 7,4 6,6 33,0 201 11 ч. 30 м.
3,6 7,2 6,4 34,5 203 И ч. 35 N.
3,5 7,1 6,3 36,0 202 11 ч. 40 м.
3,5 6,9 6,1 38,0 206 11 ч. 45 м.
3,5 ( 6,8 6,0 49,5 200 11 ч. 50 м.
3,4 6,7 6,0 31,0 198 11 ч. 5 м.
3,4 6,6 5,8 42,0 199 12 ч. — м.
3,4 6,5 5і7 .42,5 197 12 ч. 5 м.
3,4 6,5 5,6 43,5 198 12 ч. 10 м.
Г Таблица Лз 26.
Нагрузка—21 kg./cm2.; температура въ помѣщеніи—16,0°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
Л» V № 2' № 3' масляной ванны t° С. товъ вала въ минуту. Время.
14,0 . 17,0 20,0 16,5 — 10 ч. 50 N.
20,0 25,2 22,0 24,0 151 11 ч. — Ы.
21,0 • 26,0 22,0 27,0 174 11 ч. 5 М.
20,7 25,0 21,0 32,0 199 11 ч. 10 м.
20,0 23,5 20,0 3 о, о 205 11 ч. 15 іи
18,8 21,0 18,5 39,0 210 11 ч. 20 м.
18,5 20,0 18,0 42,0 218 11 ч. 25 м.
17,8 • 18,0 17,0 43,5 220 11 ч. 30 ы.
16,6 17,0 16,5 45,0 224 11 ч. 35 Ji-
15,5 16,0 15,5 47,0 230 11 ч. 40 ll.
14,6 14,5 15,0 48,0 231 11 ч. 45 >1.
13,3 13,7 14,4 48,0 210 —
12,2 13,0 13,9 48,0 189 —
11,0 12,2 13,3 48,0 169 —
9,8 11.4 12,7 48,0 147 —
8,5 10,5 12,0 48,0 121 11 ч. 55 м-
Таблица № 27.
Нагрузка—26,2 kg./cm2.; температура въ помѣщеніи —16°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
Лі І' .!' ’ № 2' № 3' масляной ванна t° с. товъ вала минуту. въ Бремя.
13,0 16,0 10 ч. 10 м.
10,0 28,0 17,0 96 10 ч. 15 м.
23,0 29,0 29,0 20,0 121 10 ч. 20 м.
25.2 30,0 29,0 25,0 150 10 ч. 25 м
25,0 27,5 27,0 29,0 164 10 ч. 30 м.
20,7 25,5 24,5 33,0 174 10 ч. 35 ы.
18,0 .. 22,8 23.0 35,0 183 10 ч. 40 м.
17,2 21.0 20,5 37,0 191 10 ч. 45" м.
10,5 18,2 19,0 38,0 162 10 ч. 50 м.
15,1 16.1 17,0 39,0 137 10 ч. 55 м.
13,8 14,2 15,0 39,0 111 11 ч — м.
Табліща № 28.
. Нагрузка—31,5 kg./cm2.; температура въ помѣщеніи—17°.
.Показанія манометровъ въ аты. Температура Число оборо-
масляной ван- товъ вала въ Время.
№ 1' № 2' № 3' ны t° С минуту.
17,0 10 Ч. — М.
12,0 56,0 25,0 18.0 74 —
17,5 20.0 29,0 19,0 96 —
23,0 30,0 34,5 21,0 106 10 ч. 10 м.
28,5 32.5 36.5 22,0 114 —
32.5 37,5 37,5 25,0 135 10 ч. 13 м.
28,2 35,0 35,0 32,0 172 10 ч. 20 м.
27,5 32,0 33,5 36,0 181 10 ч. 25 м.
13,5 18,5 32,0 32,0 135 11 ч. 5 м.
14,8 28,0 31,5 37.0 167 11 ч. 15 м.
15,4 26,2 30,2 42,0 181 11 ч. 20 м.
15.2 24,4 29,2 45,0 188 11 ч. 25 м.
14,7 22,2 28,0 47,5 198 11 ч. 30 м.
14.0 20,0 26,5 50,0 198 11 ч. 35 м.
13,4 16,5 20,5 50,0 121 11 ч. 45 м.
Таблица № 29.
Нагрузка—42,0 kg./cm2.; температура въ помѣщеніи —16,5°.
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
№ 3' масляной ван- товъ вала въ Время.
№ 1' - ЛЬ •£' ны t° С. мппуту.
17,0 9 ч 32 м.
с3.8 35,0 44,0 24,0 122 9 ч. 40 м.
39,2 43,3 47,0 31,5 148 9 ч. 45 м.
Въ промежуткѣ иременп отъ 1Ü ч. 25 м. до И ч. .. .
аппаратъ останавливался. 1 Рим1і4
Показанія манометровъ въ атм. Температура Число оборо-
№ 1' № 2' № 3' масляной ваппы t° О. товъ вала Время вт. минуту.
41,0 40,1 40,8 37,0 184 9 ч. 50 м.
38,G 45,2 40,0 42,5 : 1 188 9 ч. 55 м
30,2 43,0 45,1 48,0 190 10 ч. — м.
32,1 30,3 43,8 52,2 190 10 ч. 5 м
20,7 о 1, о 41,1 50,0 189 10 ч. 10 м
21.9 25,0 37,2 59,1 192 10 ч. 15 м.
19,2 22,4 35,1 02,3 190 10 ч. 20 м.
18,1 21,2 34,0 05,2 193 10 ч. 25 м.
17,0 20,3 33,8 08,0 189 10 ч. 30 м.
17,5 20,3 33,0 70.0 188 10 ч. 35 м.
17,5 20,1 33,5 71,2 185 10 ч. 40 м.
Таблица № 30.
■§ &S 5 ал s : с. « 5 в Г*» Л Л г*. 2 S о и В О) о н © Среднія показанія мало- 04 «. 1 g ьс К о* а г» *0 \© івсдеп- вычи- • «$ KS со к», А 9S О о а в - ® 3 о Е л * S _ .2 3-5 в 5 в ф
В к © Я о м N Ь О И g а я S V© О о <й метр О ВТ. ВТ. атм. В « £ <5 а п £ й г« U. es а © о *0 я В & г О Ф г- ѵо £ “ в “ 5 g § *
° * ? es я 2 и в н «а р. о я э £ S es л a в п я g ? ч а и я X О И 5 о а г в о ‘С сб зность Ю КЪ В пяты. * сО £ * ф « g S3 в Й
Я о в — “ а « Е я » 5Г* л, р-* а*. О« г, Я Cj о ш о ь. а.' № 1' № '2' JV» 3' _ С Е вшс 5 И в я а,ч £ ів 1 з « О а а ог в g/x-g я « о Ѳ >-» й] ш а»а ä я ^ .£
Й а " wggS £ С5 г С4 4J ** to Ф а e 8-й « >в «J о 0- в в © 3 Я На © А 3 S 53 Ноя S.« £° С в в й
4,7 3,8 7,6 0,8 5,1 +0 ,4 +8,5% 49,0%
10,4 11,2 13,0 12,3 10,5 + 0 ,1 +0,96% 29,5%
15,7 — — — — —* —
21,0 21,0 20,0 22,0 20,0 -1, 0 -4,8% 30,0%
20,2 25,2 30,0 29,0 24,9 -1, 3 —5,0% 20,5%
31,5 32,5 37,5 37,5 31,0 +^» 1 +0,32% 18,7%
30,7 — — — — — —
• 42,0 41,9 40,1 40,8 40,0 -2, 0 - -4,8°/о 17,0%
Всѣ эти таблицы съ несомнѣнностью свидѣтельствуютъ о тѣхъ вы-
водахъ, которые были уже сдѣланы нами раньше на основаніи опытовъ съ первой половиной пяты: о большомъ совпаденіи среднихъ давленій, выведенныхъ изъ результатовъ опытовъ и вычисленныхъ на основаніи полной нагрузки пяты; о пониженіи превышенія наибольшихъ давленій надъ среднимъ съ увеличеніемъ нагрузки и о перемѣщеніи наибольшаго давленія на единицу поверхности пяты къ наружному ея краю и проч.
Такимъ образомъ, резюмируя все вышеизложенное, можно пред ставить его въ видѣ слѣдующихъ положеній, болѣе или менѣе досто вѣрныхъ въ предѣлахъ опытовъ:
1) Предлагаемый методъ изслѣдованія распредѣленія давленій по поверхности пяты можетъ дать правильное представленіе о распредѣленіи этого давленія.
2) Произведенные опыты указываютъ на нѣкоторую аналогію, въ особенности до средней нагрузки пяты въ 21 kg./crn2., между закономъ распредѣленія давленій по длинѣ цапфы, найденнымъ Тоѵѵег’омъ, и закономъ распредѣленія давленій на поверхности кольцевой пяты въ радіальномъ направленіи.
3) Опыты эти, не подтверждая вполнѣ положеній Bach’a о постоянномъ перемѣщеніи наибольшихъ давленій въ томъ и другомъ направленіи по радіусу пяты, что, впрочемъ, вполнѣ понятно въ виду недостаточной продолжительности опытовъ, все же даютъ нѣкоторые признаки радіальнаго перемѣщенія наибольшихъ давленій съ теченіемъ времени.
4) Произведенные опыты даютъ основаніе считать наибольшія давленія на поверхности пяты перемѣщающимися по радіусу по направленію къ наружному краю ея съ повышеніемъ нагрузки.
5) Превышеніе наибольшаго давленія на единицѣ поверхности пяты надъ среднимъ давленіемъ уменьшается по мѣрѣ увеличенія нагрузки пяты.
В. Пинегинъ.
Томскъ, 27-го мая 1900 г.
Таблица II.
Къ статьѣ В. Н. Пинегрна
«Опытъ изслѣдованія распредѣленія давленія въ плоской пятѣ»*
