Май 2020
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Апр    
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ АМОРТИЗАТОРОВ К ИЗМЕНЕНИЮ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТРЕНИЯ

Влияние приработки. Если только что изготовленный аморти­затор подвергнуть ряду последовательных ударов, то эффектив­ность его будет постепенно увеличиваться вследствие изменения состояния поверхностей трения в процессе приработки.

Как известно, каждому режиму трения соответствуют опре­деленное состояние поверхностей и определенный вид износа [12]. Процесс приработки и состоит в постепенном переходе от перво­начального состояния поверхностей трения к состоянию, соответ­ствующему режиму работы амортизатора. Например, в погло­щающих аппаратах Ш-1-Т черные поверхности, полученные

73

Отливкой (корпус аппарата) и штамповкой (клинья), в процессе приработки очищаются, в результате чего появляется ‘непосред­ственный контакт металлических поверхностей, а также — возни­кают явления поверхностного схватывания и износа, приводящие к существенному повышению коэффициентов трения.

Площадь соприкосновения трущихся поверхностей также постепенно увеличивается (фиг. 36). Такое изменение площади связано с неточностями изготовления элементов поглощающего аппарата и неплотным прилеганием. поверхностей. В работе [21] приведены более подробные сведения о влиянии приработки на эффективность аппаратов.

Количество сжатий аппарата, обеспечивающее приработку, зависит от первоначального состояния поверхностей и их твер —

Фиг. 36. Характер типичного изменения активной поверхности трения клина поглощающего аппарата Ш-1-Т в процессе приработки:

А — после 8 ударов; б — после 55 ударов; в — после 175 ударов; г — после 1 года

Эксплуатации.

А) 6) В) г)

подпись: а) 6) в) г)
подпись: фиг. 36. характер типичного изменения активной поверхности трения клина поглощающего аппарата ш-1-т в процессе приработки:
а — после 8 ударов; б — после 55 ударов; в — после 175 ударов; г — после 1 года
эксплуатации.

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ АМОРТИЗАТОРОВ К ИЗМЕНЕНИЮ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТРЕНИЯ

Дости. Для аппаратов Ш-1-Т, изготовленных по стандартной тех­нологии, после 150—200 ударов средняя эффективность аппарата возрастает до 2500—2800 кГм; дальнейшее повышение ее идет медленно и достигает 3500 кГм в аппаратах с незаневоленными пружинами. Так как при каждом последующем ударе появляются некоторые изменения во взаимном расположении поверхностей трения, то наблюдается определенное рассеивание результатов испытания.

Когда приходится оценивать эффективность партии аппара­тов, имеющих номинально одинаковые размеры и одинаковое со­стояние поверхностей, нужно иметь в виду наличие двух причин, вызывающих отклонения от средней эффективности: а) различия в коэффициентах трения; б) отклонения в геометрических раз­мерах. Разделить степень влияния того и другого можно рас­четным путем, если точно известны величины геометрических отклонений, однако практически сделать это трудно.

По нашим опытам для аппаратов Ш-1-Т с «еприработанными поверхностями рассеивание эффективности под влиянием двух указанных причин определяется следующими параметрами [21]: среднее квадратичное отклонение а = 79 кГм, средняя эффектив­ность *9^=1480 кГм. Закономерность распределения описывается

Законом Гаусса, тогда уравнение нормированной кривой распре­деления будет

— Э2

У = 50,6е1264 . (102)

Длительные перерывы между сжатиями амортизатора приво­дят к изменению состояния поверхностей и коэффициента трения. Причинами этого являются коррозия, случайное попадание влаги и смазывающих веществ. Чем дольше .перерыв в работе аморти­затора, тем сильнее меняются его поверхности. Например, если поглощающий аіппарат Ш-1-Т с хорошо приработанными поверх­ностями (Э = 3500 кГм) оставить на сутки под дождем или облить водой, затем высушить и испытать, то его эффективность сильно снизится (1500—2000 кГм), однако после нескольких ударов она восстановится.

Переборка амортизатора также вызывает снижение эффек­тивности, так как приводит к загрязнениям поверхностей и некоторым изменениям в их взаимном расположении. Опыт показал, что переборки аппаратов Ш-1-Т приводили к снижению эффективности на 20—50%- Тщательной очисткой поверхности трения, например шлифовальной шкуркой, можно существенно уменьшить это снижение.

Влияние изменения коэффициентов трения на силовую харак­теристику может быть более значительным, чем «а эффектив­ность.

Характеристики нового аппарата показаны на фиг. 37, а, а хорошо приработанного — на фиг. 37,6. Очевидно, что, имея опытные данные об эффективности и силовых характеристиках, можно по формулам (26) и (21) вычислить коэффициент пере­дачи ф, по величине которого определяются коэффициенты тре­ния для этих аппаратов. Зная диапазон изменения коэффициен­тов трения, представляется возможным решать обратную задачу об изменении показателей работы амортизаторов.

Опыт показывает, что эффективность и силовая характери­стика различных амортизаторов при одинаковом изменении коэффициентов трения изменяются существенно различно; на­пример, для поглощающего аппарата Во-Гуд одинаковая прира­ботка дает изменение эффективности в 1,5—2 раза меньше, чем у аппарата Ш-1-Т.

Следовательно, изменение основных показателей работы амортизатора в эксплуатации зависит от двух факторов: а) ве­личины изменения коэффициента трения и б) чувствительности амортизатора к изменению коэффициентов трения. Отрицательное влияние первого фактора можно уменьшить применением материалов, отличающихся сравнительным постоянством коэффи­циентов трения, например металлокерамики, а также. предвари­тельной приработкой амортизатора, более точным его изготовле­нием и сохранением рабочего состояния поверхностей в эксплуа­

Тации( не допускать попадания смазки, воды). Что касается вто­рого фактора, то вопрос выбора рациональной конструкции, ко­торая обеспечивала бы минимальную чувствительность к изме­нению коэффициентов трения, должен прежде всего решаться расчетным путем. Рассматривая с этой точки зрения приведен­ные выше расчеты, отметим, что они позволяют оценить влияние изменения коэффициентов трения на величину коэффициента передачи ф, а следовательно, на эффективность и силу (см.

Фиг. 37. Силовые характеристики поглощающего ап­парата Ш-1-Т:

А — нового; б — хорошо приработанного; в — сильно изно­шенного.

подпись: 
фиг. 37. силовые характеристики поглощающего аппарата ш-1-т:
а — нового; б — хорошо приработанного; в — сильно изношенного.

Анализ кривых фиг. 25). Кроме того, при уточненном расчете вычисление специального коэффициента к (гл. V) позволяет учесть влияние скорости скольжения на изменение свойств амор­тизатора.

Расчетная оценка нестабильности. Для удобства практиче­ских расчетов, позволяющих сравнивать разные конструкции амортизаторов по их чувствительности к изменениям коэффи­циентов трения, целесообразно ввести понятие о количественном показателе нестабильности амортизатора. Под расчетной неста­бильностью работы амортизаторов целесообразно понимать степень изменения основных показателей их работы в зависи­мости от коэффициентов трения /. В данном случае к основным показателям работы следует отнести величину энергии 5, вос­принимаемой аппаратом при заданном ходе, и величину силы удара Р. Чем меньше отражается изменение коэффициента / на 76 величинах силы Р и энергии 3, тем амортизатор лучше, тем он стабильнее.

Следовательно, количественную оценку нестабильности можно сделать по величине первой производной силы Р по коэффициенту трения

& = ■§-. (103)

Зависимость между силой Р, коэффициентом I и основными геометрическими параметрами амортизатора выражается урав­нением (21) при/=1:

Р = ^ж (х—х0),

Где ф — коэффициент передачи амортизаторов.

Имея — в виду, что величины ж и х не зависят от коэффи­циента /, показатель нестабильности А выразим так:

А = = ж -^о) — кЖ (х + л:0). (104)

Следовательно, нестабильность работы аппарата можно оце­нивать по величине первой производной от коэффициента пере­дачи ф по коэффициенту трения /:

____

(105)

Величина Аі является расчетным показателем нестабиль­ности.

К такому же выводу можно прийти, выражая меру неста­бильности, как производную от эффективности по /. Действи­тельно, имея в виду уравнение (26), получим

(106)

подпись: (106)ЙЭ __________ ж (х2 -|- 2хх0)

Л/ df

Во многих случаях величину Д1 удобнее вычислять в конеч­ных разностях, тогда

Л Ф/2 ~~ Ф/1 / 1 гуу

А1 (107)

/2 /1

Где /2—/1 — принятый для расчета интервал изменения коэффи­циентов трения; обычно можно брать /2—/1 = 0,004; фд и фд —

Значение коэффициентов ф> соответствующее ‘величинам /2 и Чем меньше величина показателя нестабильности Аь тем лучше, стабильнее работа аппарата.

Определим расчетное выражение Д1 применительно к аппа­рату III-1-Т.

Для удобства дифференцирования уравнение (105) запишем в следующем виде:

4.=1г = -* ‘-57- (|08)Дифференцируя уравнение (15) и имея в виду, что p=arctg/, a pi = arctg, получим

Df C0S ^ cos2 (a + 7 4 p + p,)cos2(4 + p) ’ (Ю9)

Где a = Y sin 2 (7 + pj) 4- sin (т H- Pi) • cos (a — p + 7 + Pl)X

If 3 1 "4“ f2

X COs(a+p-f2p)+ -9- • "3 cos(a+p)cos(P+p)sin(a + p+2p).

T + f*

Если принять P = Pj, TO

Д1 = -^-= COS (P — — f) COS2 P X

Sin (3 + Y + 2p) + sin (« + Y + 2p) cos (a + P + 2p) П10>

COS2 (fi + p)cos2 (a — j — Y + 2p) *

При оценке достоинств новых амортизаторов целесообразно сравнивать значения их показателя нестабильности Д1Л со зна­чениями Д1 для эксплуатируемого амортизатора при равных

Коэффициентах трения и эффективности или равных значе­ниях ф [23].

С точки зрения преимуществ по стабильности должно удов­летворяться неравенство

Ai« ^ Ai —

Для примера рассмотрим расчет нестабильности фрикцион­ного аппарата с двумя фрикционными секциями (см. фиг. 7, б). При совместной работе двух секций выражение для определения силы сжатия имеет вид [формула (67)]:

Р—^Х^Ж (JC + JCo).

Величина показателя нестабильности будет

TOC f o "1-9" o "1-9" Д — -^—{ь^а/~ + Ь^-)ж(х + хо)- (111)

Соответственно имеем Д^’

+ (112>

Если = ф2 = Ф* то

= (113)

Сравним стабильность секционного аппарата и аппарата

LLI-1-T при коэффициентах трения fi = 0,27 и f2 = 0,285, приняв их эффективность одинаковой.

78

Эффективности сравниваемых аппаратов можно приближенно (^разить следующими уравнениями:

~ Фш-і-т^ (*2 + 2хх0)

(х2 2хх0)

2

Если принять величины жесткости пружин ж и ход аппара­тов х и х0 одинаковыми для рассматриваемых аппаратов, то, как следует из приведенных уравнений, при равной эффективно­сти должно соблюдаться условие

Фш-Х-Т =: ф’ • Ь — (114)

Возьмем двухсекционный аппарат, для которого =г^2 = Фн*

-^тогда согласно условию (114)

Фн = /Фш-1-т •

Для указанного случая результаты расчетов по приведенным формулам сведем >в табл. 9, где ап определено по величине фп для соответствующего /, углы (3 и у приняты одинаковыми у обо­их аппаратов.

Таблица 9

/

Аппарат Ш-1-Т

Секционный аппарат

Д1

А

1-Т

Д1

Ь

Ап

Лп

Ли

0,27

51°30′

6,1

163

2,47

41°10′

85

1,92

0,285

51°30′

10,3

442

3,21

45°15′

280

1,57

подпись: / аппарат ш-1-т секционный аппарат д1
 а 1-т д1 ь ап лп ли
0,27 51°30' 6,1 163 2,47 41°10' 85 1,92
0,285 51°30' 10,3 442 3,21 45°15' 280 1,57

Как видно из таблицы, стабильность работы двухсекционного аппарата при коэффициенте трения / = 0,27 лучше в 1,92 раза и при коэффициенте / = 0,285 в 1,57 раза. Однако аппарат Ш-1-Т очень нестабилен в работе, поэтому в общем случае его не сле­дует выбирать >в качестве эталона. Напомним также, что повы­шенная стабильность еще не определяет преимуществ аппарата во всех отношениях, например для приведенной схемы двухсек­ционного аппарата, несмотря на повышенную стабильность, (устойчивость работы при прямом ходе), при обратном ходе (отдаче) возможны заклинивания.

Комментарии запрещены.