страница - 59
г3
Чх
>
а:
5
10
J
Рис. 2.3.37. Структурная схема системы для испытаний на многокомпонентную вибрацию
Регуляторы уровня представляют собой либо аттенюаторы (управляемые или ручные), либо усилители с регулируемым коэффициентом передачи.
Фазовращатели обеспечивают плавное изменение на фазы ±180° во всем частотном диапазоне. В случае применения фазовращате лей в многоканальных виброиспытательных системах требуется генератор, имеющий двухфазное либо четырехфазное выходное напряжение.
Системы для испытаний на воздействие многокомпонентной вибрации. Рассмотренные виброиспытательные системы предназначены для создания вибрации в одном направлении. В реальных условиях большинство изделий испытывают вибрационные нагрузки в нескольких направлениях. Вибрации вдоль каждой оси произвольно выбранной пространственной системы координат имеют различный характер изменения во времени и различную степень взаимокорреляции между ними. С целью приближения условий испытаний к реальным необходимо иметь многокомпонентные вибростенды, воспроизводящие про-
странственную вибрацию с обеспечением вышеизложенных требований.
Движение твердого тела в пространстве определяется шестью степенями свободы: тремя поступательными в трех взаимно перпендикулярных направлениях и тремя вращательными вокруг координатных осей поступательного движения.
В виброиспытательных системах обычно используют стенды, ограничивающие возможности перемещения тела двумя-тремя степенями свободы (поступательное движение тела в двух-трех взаимно перпендикулярных направлениях или поступательное движение по одной оси совместно с вращением вокруг этой оси и т.д.). С увеличением числа компонент конструкция вибраторов значительно усложня-. ется. Это связано с необходимостью исключения взаимовлияния между отдельными компонентами, что достигается за счет существенного усложнения конструкции вибратора. Кроме того, при увеличении числа компонент резко снижается эксплуатационная надежность и возникает необходимость в автоматизации процесса управления и регистрации измеряв-
мых параметров в связи с большой трудоемкостью ручного управления и регистрации параметров.
Многокомпонентные вибраторы могут быть электромеханическими, электрогидравлическими, электродинамическими и смешанными. В соответствии с этим аппаратура питания и управления такими вибраторами разнообразна по составу. Она может включать пульты управления электродвигателями, насосные станции, усилители мощности постоянного и переменного тока и т.п. Такие вибраторы обычно предназначены для решения конкретных задач и редко бывают универсальными. Они, как правило, имеют сложную конструкцию и ограниченный рабочий диапазон частот и амплитуд.
Виброиспытательные системы с многокомпонентными стендами состоят из одно-компонентных электродинамических вибраторов, имеющих общую виброплатформу.
На рис. 2.3.37 приведена структурная схема системы для воспроизведения трехком-понентной вибрации с использованием электродинамических вибраторов, воспроизводящих колебания в трех взаимно перпендикулярных направлениях по осям Ху У и Z. Работой электродинамических вибраторов 6ху 6уу 6z управляют от задающих генераторов J или стоек программирования 2ху 2уу 2z через пульт дистанционного управления 3. Каждым вибратором можно управлять от задающих устройств обоих видов независимо друг от друга. При задании вибрации от стоек программирования управление осуществляют через прибор взаимной корреляции вибропроцессов 10у в котором регулировка уровня взаимокорреляции вибрации производится вдоль осей Ху Y и Z. Питание подвижных катушек вибраторов осуществляется от усилителей мощности 4ху 4уу 4z. Кроме аппаратуры управления в эту систему входят анализаторы спектра для определения спектральных плотностей вибрационных ускорений вдоль осей, а также анализаторы спектров взаимокорреляционных функций 5ху 5уу 5*.
Сигналы на анализаторы подаются от преобразователей 7 через соответствующие измерительные приборы, входящие в состав стоек программирования.
Основным узлом этой установки является виброплатформа, конструкция которой исключает взаимовлияние между компонентами. Она выполнена в виде куба или трех жестко скрепленных взаимно перпендикулярных стенок. Внешние поверхности виброплатформы через специальные диски соединены с вибраторами. Поверхности, которыми сопряжены платформа и диски, притерты и между ними имеется слой масла. Между такими поверхностями возникают достаточно большие
силы притяжения и в то же время эти поверхности легко перемещаются относительно друг друга. Влияние сил трения невелико. Оно заметно сказывается только на частотах < 40 Гц и отсутствует на частотах > 100 Гц.
К преимуществам рассмотренной системы следует отнести наличие широких диапазонов эксплуатационных параметров, которые в основном определяются техническими характеристиками используемых в системе электродинамических вибраторов; возможность испытания изделий по любому заданному закону;универсальностьсистемы
(возможность создания строго однонаправленной, плоскостной и пространственной вибрации); возможность задания и управления взаимной корреляцией; отсутствие необходимости синхронизации колебаний по каждой компоненте.
2.3.9. ИСПЫТАНИЯ НА ТРЕНИЕ И ИЗНОС
2.3.9.1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
Внешнее трение твердых тел представляет сопротивление относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей по касательной к ним, сопровождаемое диссипацией энергии.
Основными факторами, влияющими на трение и износ, являются:
-материалы трущихся деталей и их микроструктура;
-состояние поверхности (волнистость, шероховатость);
-твердость, упругость, теплопроводность фрикционной пары;
-виды смазки, методы смазывания;
-характеристики окружающей среды;
-кинематика и динамические условия движения деталей.
При испытаниях для конкретных пар трения определяют:
-характеристики трения, прирабатывае-мость, способность к поглощению твердых частиц;
-износостойкость (свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания);
-износ за заданный период испытаний или в момент выхода испытуемого объекта из строя; он может выражаться в единицах длины, объема, массы и др.; в ряде случаев изучается геометрия износа;
-влияние смазки на условия трения и изнашивания;
-влияние окружающей среды на условия трения и изнашивания.
При лабораторных и эксгшуатационных испытаниях определяются виды изнашивания: механическое, коррозионно-механическое, абразивное, эрозионное, гидроэрозионное, гидроабразивное, усталостное, кавитационное, окислительное, электроэрозионное, при заедании, фретгинге или реттинг-коррозии.
Важной задачей испытании является определение свойств и выбор марок жидких, газообразных и твердых смазочных материалов, присадок и связующих к ним.
Стенды для испытаний должны обеспечивать заданные условия проведения испытаний образцов: гидродинамическую, гидростатическую, эластогидродинамическую, граничную, полужидкостную смазку при непрерывном или периодическом смазывании и при заданных способах подачи смазочного материала к поверхностям трения.
Многообразие задач и физических условий испытаний вызывает необходимость в разработке и исследовании различных математических моделей и специальных экспериментальных методов, в тщательном анализе и сопоставления полученных триботехнических характеристик.
Силы трения. Коэффициенты трения. При испытаниях определяются силы трения, скольжения или качения, представляющие силы сопротивления при относительном перемещении одного тела по поверхности другого под действием внешней силы, тангенциально направленной к общей границе между этими телами. Различают и определяют экспериментально силы трения покоя (наибольшая сила трения) и силы трения при движении. При испытаниях определяют также коэффициенты трения и сцепления.
Под коэффициентом трения понимается отношение силы трения двух тел к нормальной силе, прижимающей эти тела друг к другу. При определении коэффициента сцепления в этом отношении используют наибольшую силу трения покоя.
При испытании пар скольжения определяют влияние на силы и коэффициенты трения скорости скольжения (разности скоростей тел в точках касания), твердости, упругости и геометрических параметров образцов. Другим фактором, существенно влияющим на эти характеристики и на интенсивность изнашивания, являются свойства смазочных материалов, вводимых на поверхности трения (в частности, их динамическая вязкость).
При испытаниях на стенде для пар скольжения с коэффициентом трения /= 0,02 -г 0,1 была получена следующая эмпирическая зависимость/от нагрузки N, средней скорости скольжения Vj. и твердости более твердого тела по Бринеллю НВ:
где Ау В - постоянные числа; ц, - динамическая вязкость при средней температуре трущихся тел;
Л, Л
- исходный приведенный
радиус кривизны;
R\, R.2 ~ соответственно радиусы ролика и сферы ползуна;
Е - приведенный модуль упругости материалов.
2.3.9.2. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
Испытания на трение. Условия, в которых проводятся испытания пар трения скольжения и качения, разнообразны, так же как и ожидаемые результаты. Для подшипников и направляющих скольжения увеличение сил трения вредно, для тормозных устройств и фрикционных муфт - полезно. Работа машин при наличии абразивных частиц в воздушной среде приводит к увеличению сил трения и абразивному изнашиванию. Такие условия характерны для работы многих сельскохозяйственных и транспортных машин. Испытания в этих условиях, так же как и при работе пар трения в вакууме и газовых средах, требуют специального оснащения машин трения.
На рис. 2.3.38 приведены схемы образцов, используемые при испытании материалов на различных машинах трения. По схеме а диски вращаются в разные стороны. Образец прижимается к ведущему диску усилием Р. В схемах б, в, г и д приведены различные формы контактной поверхности образца и (или) способы нагружения.
В схемах е, ж трение образцов происходит по торцевым поверхностям, по схеме з -испьпъгвается соединение вал-втулка, схема и применяется при испытании на абразивное трение и изнашивание. С помощью воронки подается кварцевый песок, а вращающийся резиновый диск (из неопрена) снабжен канавками для размещения песчинок.
При испытаниях на износ, проводимых методом акустической эмиссии, используется образец со сферической поверхностью, контактирующей с торцом диска, что устраняет влияние перекосов образца.
В установках для испытания образцов в вакууме и газовых средах, при пониженных (ниже 60° С) и повышенных (выше 300° С) температурах условия испытаний существенно изменяются в связи с необходимостью обеспечения постоянства (или ступенчатого изменения) соответствующих параметров среды, а
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]