Курсовые и лабораторные по сопромату Подвижный шарнир Балочные системы Пространственная система сил Основные понятия кинематики Растяжение и сжатие Деформации при кручении Сопротивление усталости

Курсовые и лабораторные по сопромату, теоретической механике, машиностроительному черчению

Критерии работоспособности подшипников качения

Основные виды разрушения деталей подшипников качения:

усталостное разрушение (выкрашивание) рабочих поверхностей тел качения и беговых дорожек колец вследствие циклического контактного нагружения – это основной вид разрушения подшипников наблюдается после длительной работы и сопровождается повышением шума и вибрации;

пластические деформации в виде вмятин, лунок на дорожках качения, наблюдаемые у тяжело нагруженных тихоходных подшипников при действии больших нагрузок без вращения или ударных нагрузок;

абразивное изнашивание в результате недостаточной защиты от абразивных частиц (пыли и грязи), является основной причиной выхода из строя подшипников автомобилей, тракторов, строительных машин и т.п., применение уплотнений подшипниковых узлов уменьшает износ.

5.3 Определение момента сопротивления вращению в подшипниках качения

5.3.1 Устройство и работа прибора ДПА

Для определения момента сопротивления вращению в подшипниках качения в лабораторной работе использован прибор ДП1-IA. Принципы и методы измерения на приборе следующие: в каждом учебном опыте производят определение момента сопротивления вращению одного радиального шарикоподшипника при вращающемся внутреннем и неподвижном наружном кольце.

Мерой момента служит степень деформации плоской пружины, на конце которой укреплена шторка, перекрывающая световой поток, направленный на фотодиод.

Электрический ток в цепи фотодиода, измеряемый тарированным микроамперметром, в первом приближении пропорционален деформации плоской пружины и, следовательно, моменту сопротивления в шариковом подшипнике. Скорость вращения внутреннего кольца шарикоподшипника определяют с помощью связанного с ним тахогенератора и включаемого в цепь микроамперметра. Значение на шкале микроамперметра задается тумблером "момент" - "скорость". Нагрузка на подшипник (осевая и радиальная) создается сменными грузами.

Соотношение между осевой и радиальной нагрузкой определяется наклоном оси вращения внутреннего кольца, задается поворотом вертикальной плиты в заданное положение.

Прибор ДПА состоит из привода, шпинделя с рабочим валиком для испытуемых шарикоподшипников и измерительных устройств.

Механические узлы прибора установлены на вертикальной плите, которая, в свою очередь, смонтирована на литой стойке, закрепленной на основании прибора.

Органы управления, микроамперметр и другие элементы электрической схемы расположены на передней панели.

Привод прибора осуществляется электродвигателем постоянного тока типа СЛ 261. Электродвигатель заключен в корпус и соединен с вертикальной плитой посредством четырех амортизаторов, уменьшающих передачу вибрации от электродвигателя испытуемым подшипникам.

На выходном валу электродвигателя закреплен ведущий шкив, который посредством круглого ремня передает движение на ведомый шкив, закрепленный на рабочем валу прибора. Корпус электродвигателя имеет направляющие, которые позволяют регулировать натяжение ремня ременной передачи с помощью регулировочного винта.

Рабочий вал прибора установлен на двух шариковых подшипниках в корпусе, закрепленном на вертикальной плите. Верхняя часть рабочего вала выполнена с внутренним отверстием, оканчивающимся резьбой, в которую ввинчивается валик узла испытуемого подшипника. Вес стаканов испытуемых узлов одинаковый и равен 1,265 Н. Центры тяжести грузов и стаканов в собранном виде совпадают с центром тяжести подшипника. При установке каждого из прилагаемых грузов на стакан общий вес груза и стакана (нагрузка) соответственно равен 4,905; 9,81 и 19,62 Н. Груз закрепляют на стакане винтом с рифленой головкой, а поводок, укрепленный на грузе, устанавливают в седловину плоской пружины.

При вращении внутреннего кольца подшипника, приводимого в движение рабочим валом, наружное кольцо подшипника, вместе с насаженными на него стаканом и грузом, силами трения увлекаются в сторону вращения внутреннего кольца. При этом поводок груза надавливает на верхний конец плоской пружины и изгибает ее соответственно величине момента сопротивления в подшипнике.

Тахогенератор механически связан с рабочим валом прибора и служит для определения угловой скорости внутреннего кольца испытуемого подшипника.

Плита, с установленными на ней механизмами и измерительным устройством, может поворачиваться относительно своей горизонтальной оси в пределах 90°, чем достигается изменение соотношения радиальной и осевой нагрузок на подшипник. Поворот
плиты осуществляют рукояткой с пружинным фиксатором. На задней стороне стойки
укреплен сектор с пазами, позволяющими фиксировать положение вертикальной плиты
через 15°.

5.3.2 Подготовка прибора к работе

После изучения и тщательного осмотра прибора ДПА следует приступить к его опробованию и тарировке его измерительных устройств.

Для измерения угловой скорости испытуемого подшипника использован микроамперметр.

Тарировку микроамперметра для измерения угловой скорости рабочего вала (внутреннего кольца испытуемого подшипника) производят при отладке прибора ДПА или его ремонте. Результаты тарировки приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Результаты тарировки микроамперметра для измерения
угловой скорости рабочего вала

Показания

микроамперметра, мкА

Угловая скорость

рабочего вала, рад/с

10

71,2

20

104,7

30

141,4

40

172,9

50

203,15

60

232,5

70

259,7

80

288,0

95

319,4

Тарировку микроамперметра для измерения момента сопротивления следует выполнять следующим образом.

 Включить прибор в электрическую сеть, переключить микроамперметр для измерения момента; убедиться, что стрелка микроамперметра стоит на нуле при переключении тумблера диапазонов измерения в первое и второе положение. (Если это условие не выполняется, следует обратиться к преподавателю).

Отвернуть винт крепления измерительного устройства к вертикальной плите. Установить измерительное устройство в горизонтальное положение, повернув его относительно верхнего шарнира, и закрепить его в этом положении винтом.

Под действием собственного веса плоская пружина прогнется; шторка, связанная с ней, приоткроет отверстие на пути светового потока, и стрелка микроамперметра отклонится от нулевого положения на 5–10 делений. (Если это условие не выполняется, следует обратиться к преподавателю). Показание микроамперметра, обусловленное собственным весом пружины, следует записать и считать его условным «0» отсчета. Положив имеющуюся в комплекте прибора гирьку весом 0,00981Н на конец плоской пружины, определить изменения a1 показания микроамперметра относительно «0» отсчета, и результаты занести в таблицу 5.2. Увеличивая вес гирьки в 2, 3, 4 раза, определить показания микроамперметра a2, a3, a4. Определить расстояние от оси вала вращения подшипников до середины пружины L в миллиметрах. Рекомендуется для определения угловой скорости и момента построить тарировочные графики на миллиметровой бумаге.

Таблица 5.2 – Результаты тарировки микроамперметра для измерения момента

Наименование

Номер опыта 

1

2

3

4

5

 Нагрузка на пружину, Н

Показания микроамперметра, мкА

Цена деления,

Момент относительно оси вращения,

Диаграмма низколегированной стали

Диаграмма рас­тяжения низколегированной стали изображена на рисунке. Аналогичную диаграмму имеют и другие пластич­ные материалы, например красная медь, сплавы алюми­ния.

В начале диаграммы между нагрузкой и деформацией тоже соблюдается прямо пропорциональная зависимость (закон Гука). Точка, где эта зависимость нарушается, соответствует пределу пропорциональности. После точки А прямолинейный участок диаграммы плавно переходит в криволинейный - зону пластических деформаций.

 


На диаграмме растяжения нет площадки текучести. Поэтому вместо физического предела текучести опреде­ляют условный предел текучести  (точка D на рис. 3.3) - напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2% от рабочей длины образца:

.  (3.7)

Для определения нагрузки F0,2 вычисляется значение заданного остаточного удлинения 0,2% исходя из рабочей длины образца. Отрезок, соответствующий остаточной деформации АД, откладываем вправо от точки О (на рис. — отрезок ON). Из точки Nпроводится прямая, параллельная прямой О А, до пересечения с диаграммой растяжения. Ордината точки пересечения D равна нагруз­ке F0,2.


Общие сведения о подшибниках качения