- •190202 «Многоцелевые гусеничные и колесные машины»
- •Лабораторная работа № 1 Определение параметров трения в подшипнике скольжения
- •Исходные данные для расчета параметров износа сопряжения подшипника скольжения
- •Лабораторная работа № 2 Влияние износа шеек коленчатого вала и поршневого пальца на степень сжатия двс
- •Исходные данные для расчета изменения степени сжатия двс при износе шеек коленчатого вала и поршневого пальца
- •Какие нагрузки приводят к изменению параметров кривошипно-шатунного механизма двс?
- •К чему приводят излишне большие и излишне малые зазоры в кривошипно-шатунном механизме двс?
- •Как влияет износ шеек коленчатого вала на кинематику движения поршня и на экономичность двс и почему?
- •Лабораторная работа № 3 Характер износа поршневого уплотнения и действующие в нем силы
- •Исходные данные для расчета давления в зазоре между уплотнительными кольцами и зеркалом цилиндра
- •Лабораторная работа № 4 Соединения жестких трубопроводов
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Омский государственный технический университет»
А.П. Болштянский
Трение, износ и уплотнительная техника
в автотранспортных средствах
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ПРОВЕДЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Для очного и дистанционного обучения по специальностям
190202 «Многоцелевые гусеничные и колесные машины»
190603, 190500.62
«Сервис транспортных и технологических машин и оборудования
(Автомобильный транспорт)»
Омск 2009
Дисциплина «Трение, износ и уплотнительная техника в автотранспортных средствах» (ТИиУТ) является одним из базовых курсов в системе подготовки специалистов в области сервиса автотранспортных средств и предусмотрена к изучению Государственным стандартом.
Целью изучения дисциплины является создание у студента комплекса знаний, достаточных для понимания физических процессов, происходящих в узлах трения силовых агрегатов и трансмиссий, в узлах уплотнений автомобильной техники.
Целью проведения лабораторных занятий ставится закрепление полученного лекционного материала и его конкретизация
Лабораторная работа № 1 Определение параметров трения в подшипнике скольжения
На рис. 1 приведена схема подшипника скольжения, на который действует внешняя нагрузка.
n,
Mкр
Рис. 1. Схема подшипника скольжения с
неподвижной втулкой и вращающимся
валом:
1. Неподвижная втулка
(обойма). 2. Вращающийся
вал с наружным диаметром D;
N – нормальная нагрузка
на подшипник, Н; FТР
– сила трения;
Н; n ‑ частота
вращения, сек-1; МКР
– крутящий момент (Н·м)
2
FТР
N
1
Задание:
Определить силу трения при известной нормальной нагрузке N и известном коэффициенте трения fТР.
При заданном крутящем моменте М (Н·м) на валу определить долю энергии, которую отбирает трение у приводного механизма.
При заданной интенсивности износа I (мм/мм пути) и известной частоте вращения n (сек-1) вала определить время t (с, мин, ч), в течение которого диаметр вала уменьшится на ΔD = 2·U мм.
Данные для расчетов приведены в табл. 1 для каждого варианта. Номер варианта определяется порядковым номером студента в списке группы.
Сила трения по упрощенной методике определяется из выражения
Момент от силы трения МТР, противодействующий вращению, определяется формулой
Доля энергии , которая теряется от трения, вычисляется по формуле
Интенсивность линейного (в данном случае – отнесенного к радиусу вала) износа определяется выражением
где L – путь, пройденный зоной трения (мм пути), U – абсолютная величина износа (мм).
Тогда износ соответствует выражению
Путь L, пройденный зоной трения до того, как линейный износ на радиусе вала станет равным заданной величине U, определится из очевидного уравнения:
С другой стороны, этот путь может быть определен, исходя из геометрии сопряжения и частоты вращения вала по известной формуле
Из этой и предыдущей формулы легко определить время, в течение которого износ достигнет величины U.
Таблица 1
Исходные данные для расчета параметров износа сопряжения подшипника скольжения
№ студента по списку группы |
Исходные данные |
Результаты |
||||||||
D, мм |
N, Н |
fТР |
М, Н·м |
ΔD, мм |
I·, мм/мм пути |
n об/мин |
|
t, сек |
FТР, Н |
|
1 |
40 |
120 |
0,15 |
150 |
0,05 |
1·10-10 |
1500 |
|
|
|
2 |
50 |
65 |
0,12 |
160 |
0,02 |
1·10-9 |
1600 |
|
|
|
3 |
45 |
40 |
0,14 |
140 |
0,10 |
2·10-10 |
1700 |
|
|
|
4 |
60 |
32 |
0,20 |
200 |
0,11 |
4·10-10 |
1800 |
|
|
|
5 |
55 |
68 |
0,16 |
180 |
0,08 |
5·10-9 |
1900 |
|
|
|
6 |
35 |
20 |
0,14 |
230 |
0,05 |
2·10-8 |
2000 |
|
|
|
7 |
65 |
55 |
0,3 |
145 |
0,02 |
5·10-8 |
2100 |
|
|
|
8 |
70 |
67 |
0,22 |
212 |
0,10 |
2·10-11 |
2200 |
|
|
|
9 |
42 |
71 |
0,24 |
230 |
0,11 |
5·10-11 |
2300 |
|
|
|
10 |
52 |
45 |
0,10 |
245 |
0,08 |
1·10-10 |
2400 |
|
|
|
11 |
46 |
38 |
0,17 |
320 |
0,05 |
1·10-9 |
2500 |
|
|
|
12 |
56 |
44 |
0,18 |
250 |
0,02 |
2·10-10 |
2600 |
|
|
|
13 |
38 |
58 |
0,21 |
210 |
0,10 |
4·10-10 |
2700 |
|
|
|
14 |
62 |
76 |
0,08 |
215 |
0,11 |
5·10-9 |
2800 |
|
|
|
15 |
57 |
62 |
0,09 |
148 |
0,08 |
2·10-8 |
2900 |
|
|
|
16 |
61 |
48 |
0,13 |
144 |
0,05 |
5·10-8 |
3000 |
|
|
|
17 |
66 |
74 |
0,07 |
232 |
0,02 |
2·10-11 |
3100 |
|
|
|
18 |
58 |
61 |
0,19 |
158 |
0,10 |
5·10-11 |
3200 |
|
|
|
19 |
44 |
59 |
0,23 |
231 |
0,11 |
8·10-8 |
3300 |
|
|
|
20 |
72 |
80 |
0,33 |
228 |
0,08 |
1·10-8 |
3400 |
|
|
|
Оформление работы
1.1. Создайте текстовый файл и сохраните его под названием «ТИиУТ _Группа_фамилия_П1» (например: «ТИиУТ_СА-445_Иванов_П1». Для создания файла используйте порядок: «Файл – создать – новый документ – сохранить как». На мониторе окажется лист документа. С помощью меню «Сервис ‑ язык – расстановка переносов» установите функцию «Автоматическая расстановка переносов». С помощью меню «Формат – абзац – отступы и интервалы» установите параметры документа «по ширине», отступ ‑ 1 см, межстрочный интервал ‑ одинарный. С помощью «мыши» установите следующие параметры страницы: левое, нижнее и верхнее поле – 2 см, правое – 1 см. С помощью меню «Вставка – номера страниц» установите «вверху страницы», «от центра», «номер на первой странице». Используя меню «Шрифт», установите шрифт Times New Roman – 14. Теперь документ готов к заполнению. В процессе работы с ним во избежание потерь от сбоя компьютера не забывайте каждые 5‑10 минут производить его сохранение, нажимая указателем «мыши» на изображение дискеты в верхнем меню монитора (как правило – слева).
1.2. Напишите в первой строчке созданного вами документа номер группы и вашу фамилию с инициалами, а через запятую – индекс занятия ‑ П1. После этого строчкой ниже напишите название занятия «Определение параметров трения в подшипнике скольжения».
1.3. Скопируйте из методических указаний «Шапку» и нужную вам строчку из табл. 1.
1.4. Произведите с использованием выше приведенных формул расчеты и заполните правую часть таблицы. При проведении расчетов сначала назовите параметр, который вы рассчитываете, потом напишите расчетную формулу, потом формулу с подставленными исходными данными, потом ответ. Исходную формулу вы можете копировать из методических указаний.
Например:
СА-445, Иванов И.И., П1.
№ студента по списку группы |
Исходные данные |
Результаты |
|||||||
D, мм |
N, Н |
fТР |
М, Н·м |
ΔD, мм |
I·, мм/мм пути |
|
t, сек |
FТР |
|
21 |
50 |
100 |
0,2 |
100 |
0,05 |
1·10-10 |
|
|
|
1. Расчет силы трения
.
И так далее.
Рассчитав параметры работы трения подшипника скольжения, ответьте письменно на следующие вопросы.
Что такое трение и как оно влияет на работоспособность автомобиля? Назовите примеры нескольких пар трения, которые, по вашему мнению, определяют работоспособность автомобиля.
Какие виды трения вы знаете? Приведите примеры трения каждого вида в узлах автомобиля.
Что такое нормальный окислительный износ, чем он характеризуется и как его распознать по виду поверхности трения?
Что происходит с поверхностными слоями при патологическом процессе трения?
Что такое «изнашивание» и «повреждаемость» при трении и чем они отличаются?
Что такое схватывание первого и второго рода и чем они отличаются?
Как происходит изнашивание и повреждаемость при наличии в зоне трения абразивной среды?
Что такое «усталостные повреждения» и когда они возникают?
Что такое «фреттинг-процесс» и чем он характеризуется?
При оформлении ответов на вопросы сначала напишите вопрос, после чего с новой строчки начинайте на него отвечать. Рекомендуемый объем ответа на один вопрос – несколько емких по содержанию фраз, т.е. примерно 1/3 часть страницы.