Декабрь 2021
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  

РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АМОРТИЗАТОРОВ СО СТАЛЬНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ ТРЕНИЯ

На основании анализа большого числа опытных данных, по­лученных в лабораторных условиях и при натурных испытаниях различных амортизаторов, была установлена следующая общая зависимость для определения коэффициентов трения примени­тельно к работе фрикционных амортизаторов удара:

(8)

подпись: (8)/—а • е~Ьг’((р + с)-п,

Где а, Ь, с и п~ параметры, зависящие от материала, ско­рости скольжения и давления, определяе­мые опытным путем;

-основание натуральных логарифмов;

V — скорость скольжения в м/сек; р — давление между трущимися поверхностями в к Г/см2.

Для главных поверхностей трения поглощающих аппаратов Ш-1-Т значения этих параметров, проверенные при V = 0,1

4,0 м/сек и р<150 кГ/см2, составляют

1 1

# = — у; Ь~ 0,08 — н0,2 сек/м; с — 5 кГ/см2; а — 3.

Исследования [36] показали, что при р>50 кГ/см2 (до 500 кГ/см2) коэффициент трения почти не зависит от давления между трущимися поверхностями. Поэтому без существенных погрешностей можно пренебречь влиянием этого давления на коэффициент трения, приняв /г = 0. Тогда уравнение (8) примет вид

(9)

подпись: (9)/= ае~Ьъ’.

В этом случае, когда V становится равным нулю, а=/0 — ко­эффициенту трения в конце удара.

Более подробные исследования коэффициентов трения при «ударном трении» провел И. В. Селинов {36]. Опыты проводи­лись на специально сконструированном приборе (фиг. 15), пред­ставляющем собой вариант простейшего фрикционного аморти­затора. Образцы исследуемых материалов 1 и 4 укреплялись в колодках 2 ив подвижном бруске 3. Необходимое давление создавалось пружинами 6. Испытания проводились на копровой установке. Подвижной брусок 3 перемещался под действием уда­ра, производимого свободно падающим грузом по бойку 5. Изме­нение начальной скорости сколь­жения и0 достигалось измене­нием высоты падения Н груза.

Фиг. 16. Типичная осциллограмма изменения сил трения при удар­ном сжатии опытного амортиза­тора со стальными образцами:

1 — кривая изменения силы трения Р;

2 — кривая перемещения х бруска 3

(см. фиг. 15).

подпись: 
фиг. 16. типичная осциллограмма изменения сил трения при ударном сжатии опытного амортизатора со стальными образцами:
1 — кривая изменения силы трения р;
2 — кривая перемещения х бруска 3
(см. фиг. 15).

Силы удара и перемещения подвижного бруска регистрирова­лись осциллографом. Начальная скорость удара изменялась от нуля до 3,6 м/сек, а удельное давление р—от 50 до 440 кГ/см2.

В этих условиях испытаний наиболее четко проявляются особенности работы амортизатора удара и вместе с тем устра­няются случайные усложняющие факторы, имеющие место в эксплуатации.

Последующая проверка осуществлялась на опытных образ­цах амортизаторов в натуральную величину. Типичная осцилло­грамма изменения сил трения при ударном сжатии опытного амортизатора со стальными поверхностями трения показана на фиг. 16. На данной установке были исследованы фрикционные свойства различных материалов.

На основании обработки большого числа опытных данных установлено, что коэффициенты трения зависят не только от скорости скольжения V в данный момент, «о и от предшествую­щей начальной скорости удара ^о — В связи с этим параметр а

В уравнении (9) для стальных поверхностей рекомендуется опре­делять по следующей формуле, полученной из опыта:

Д=/о = (0,04^ + 0,41). (10)

Тогда расчетная формула для определения коэффициента трения в амортизаторах данного типа получит вид

/= (0,04^0 + 0,41) е“*». (11)

В формулах (10) и (11) скорости Vo и V берут в м/сек. Вели­чина параметра Ь по опытам И. В. Селинова равна от 0,07 до

0,

Фиг. 17. Модель амортиза­тора с переменным углом а.

подпись: 
фиг. 17. модель амортиза-тора с переменным углом а.
15 сек/м. Для расчетов можно при­нять & = 0,1 сек! м.

Формулы (8) и (11) применимы для расчета фрикционных амортизато­ров различных конструкций, в которых в основном сохраняются такие же условия взаимодействия фрикционных поверхностей, как и в приборе, пока­занном на фиг. 15, в частности, удель­ные давления не должны быть ниже 50 кГ/см2. Однако при эксплуатации многих амортизаторов возникают до­полнительные осложняющие обстоя­тельства, которые приводят к измене­нию величины фрикционного сопротив­ления. Эти особенности рассмотрены ниже.

При определении расчетных коэф­фициентов трения для стальных по­верхностей важно знать, в какой степени влияют на коэффициенты трения марка стали, ее термообработка и механические свой­ства. Не вызовет ли термообработка, повышающая твердость и износостойкость, существенного понижения сил трения? Для выяснения этого нами были проведены лабораторные исследо­вания на фрикционном амортизаторе уменьшенных размеров со сменными поверхностями трения (фиг. 17).

По принципиальной схеме амортизатор полностью соответ­ствует поглощающему аппарату Ш-1-Т. Ход амортизатора, дав­ление на поверхностях трения и скорости скольжения были при­няты такими же, как у поголощающего аппарата Ш-1-Т.

Сменные образцы 1 и 2, изготовленные из исследуемых ма­териалов, укреплялись в корпусе 6 и подвижных клиньях 5. Осо­бенностью амортизатора является возможность без разборки изменять угол а наклона вспомогательных поверхностей трения поворотом вкладышей 3 и 4У фиксируемых шлицевыми венцами. На этом амортизаторе были испытаны различные сочетания материалов (табл. 1).

Таблица 1

Номер сочетания (фиг. 18)

Характеристика материала образца

Корпуса

Клина

1

Марганцовистая сталь по ТУ на фрикционные аппараты автосцепки. Нормализован­ная, НВ 200

Сталь 45. Объемная закалка с отпуском, НВ 280

2

То же

То же, но твердость НВ 450

3

То же

Рессорная сталь 55С2. Закалка с отпуском НВ 450

4

Рессорная сталь 55С2. Закалка и отпуск НВ 400

То же

5

Сталь 35X06. Нормализован­ная НВ 200

Сталь 45. Закалка с отпуском НВ 300

подпись: таблица 1
номер сочетания (фиг. 18) характеристика материала образца
 корпуса клина
1 марганцовистая сталь по ту на фрикционные аппараты автосцепки. нормализованная, нв 200 сталь 45. объемная закалка с отпуском, нв 280
2 то же то же, но твердость нв 450
3 то же рессорная сталь 55с2. закалка с отпуском нв 450
4 рессорная сталь 55с2. закалка и отпуск нв 400 то же
5 сталь 35x06. нормализованная нв 200 сталь 45. закалка с отпуском нв 300

Испытания проводились путем многократного ударного сжа­тия амортизатора на копровой установке Каждое сочетание ис —

Ч09Ї 0131 0167 0197 4230 ЭкГ см

Фиг. 18. Кривые распределения эффективности модели амор­тизатора с различными видами сочетания трущихся материа­лов (см. табл. 1).

25

20

15

10
5

РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АМОРТИЗАТОРОВ СО СТАЛЬНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ ТРЕНИЯ

РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АМОРТИЗАТОРОВ СО СТАЛЬНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ ТРЕНИЯ

Пытывалось в равных условиях по 1000 ударов падающим гру­зом б = 82 кГ с высоты //=450 мм. Результаты исследования подвергались статистической обработке с построением кривых распределения эффективности

Э—0(И — р х),

Где х—величина сжатия амортизатора.

На фиг. 18 представлены совмещенные кривые распределе­ния пяти сочетаний различных материалов. Результаты опытов

31

Показывают, что фрикционное сопротивление и, следовательно, коэффициенты трения для испытанных материалов практически одинаковы. Рассеивание эффективности также невелико. Напри­мер, для сочетания 1 при а = 51°30/ Эср=4190 кГсм, параметр рассеивания (среднее квадратичное отклонение) а = 37 кГсм,

Вариационный коэффициент v = -^—100^=0,88%. Полученные

Выводы о равенстве фрикционного сопротивления были подтвер­ждены опытами с углами а/ от 38 до 53°.

Равенство коэффициентов трения для испытанных материа­лов не означает, что их износостойкость тоже одинаковая. По —

7 з

Следняя существенно зависит от рода материала и особенно от его термообработки и твердости [10], [11].

Выводы о зависимости величины коэффициента трения от марок стали, полученные на малом амортизаторе, были прове­рены и подтвердились при натурных испытаниях поглощающих аппаратов Ш-1-Т с клиньями из разных материалов. Однако рассеивание эффективности для поглощающих аппаратов оказа­лось заметно большим. Например, при испытании аппаратов с хорошо приработанными поверхностями статистические харак­теристики соответственно равны:

3^3480 кГм ? = 88 кГм; ‘* = 2,34%.

Комментарии запрещены.