Результаты экспериментальных исследований влияния

Скачать 166.26 Kb.

Название	Результаты экспериментальных исследований влияния
Тип	Документы

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы

УДК 639.2.081.117
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ влияния

окружной скорости на поверхности барабана

на статический коэффициент трения в трибопаре

«Орудие рыболовства – Механизм фрикционного типа»

Е.К. Орлов, В.В. Арзютова, Е.И. Толкачева

Представлены результаты экспериментальных работ, связанных с изучением проблемы проскальзывания орудия рыболовства (ОР) на поверхности тягового барабана механизма фрикционного типа (МФТ). Цель проведенных исследований – определение влияния окружной скорости на поверхности барабана на статический коэффициент трения в трибопаре «ОР-МФТ». Окружная скорость, создаваемая приводом МФТ, рассматривается как скорость приложения сдвигающей силы, приводящей к трению скольжения (буксованию) в трибопаре. Эксперименты проведены с трибопарами, образованными кручеными канатно-веревочными изделиями (КВИ) из полиамида, и стальным барабаном МФТ. Окружная скорость на барабане изменялась за счет управления электродвигателем МФТ при помощи преобразователя частоты. Натяжение в набегающей ветви КВИ измерялось тензодатчиком и регистрировалось тензостанцией. Анализ полученных данных показал тенденцию падения статического коэффициента трения при увеличении окружной скорости на поверхности тягового барабана МФТ.
статический коэффициент трения, окружная скорость, сдвигающая сила, преобразователь частоты, тензодатчик, тензостанция

ВВЕДЕНИЕ

При выборке орудий рыболовства механизмами фрикционного типа (МФТ) пока не удается избавиться от проскальзывания (буксования) ОР по вращающемуся барабану МФТ. Проскальзывание (буксование) приводит к потере тягового усилия МФТ и повышенному износу ОР. Исследованием этой проблемы в промышленном рыболовстве занимались Ю.Б. Баранов, О.И. Глазунов, М.Я. Гройсман, В.Н. Гиренко, С.С. Торбан, С.И. Полуляк, Я.М. Гукало, М.М. Розенштейн, С.В. Фёдоров, Е.М. Зеброва, А.В. Суконнов, А.А. Недоступ, Е.К. Орлов и др. [1-11].

Одним из направлений исследований является изучение статического коэффициента трения в трибопаре «ОР – МФТ» при влиянии на него различных факторов.
Цель исследований

Целью работы было продолжение начатых нами ранее экспериментальных исследований статического коэффициента трения между канатно-веревочными изделиями (КВИ) и стальным барабаном в зависимости от скорости приложения сдвигающей силы [12].

Сдвигающая сила – это окружное усилие на поверхности барабана, создаваемое приводом промыслового механизма. Скорость приложения сдвигающей силы – это окружная скорость на поверхности барабана, которая также обеспечивается приводом промыслового механизма.

Таким образом, выполненные исследовательские работы связаны с обоснованием тягово-скоростных характеристик МФТ.
Экспериментальные работы

Исследуемые КВИ представлены в табл. 1.
Таблица 1. Характеристики исследуемых образцов

Материал	Вид	Номер образца	Диаметр d, мм	Разрывная нагрузка Т_p, H	Длина L, м	Масса m, г
Полиамид (капрон) ПА	Нитка кручёная	1	1	212,1	10,06	4,1
	Нитка кручёная	2	2,5	1257	4,6	11,8
	Верёвка кручёная	3	3,1	2258,6	4,3	24
	Верёвка кручёная	4	5	4222,6	5,44	67
	Канат кручёный	5	10	15712	4,08	230,3
	Канат кручёный	6	18	54010-66776	1,9	292,5

Для работы была использована экспериментальная установка с преобразователем частоты для регулировки окружной скорости V_б на поверхности стального барабана (D_б=152 мм).

Электродвигателю были заданы последовательно четыре значения частоты оборотов вала: n_дв1=5,6 об/с, n_дв2=12,4 об/с, n_дв3=15,9 об/с, n_дв4=20,6 об/с.

Каждому значению n_дв на поверхности барабана соответствовала своя окружная скорость V_б, выраженная формулой:

, (1)

где n_б – частота оборотов барабана; i=53 – передаточное число редуктора.

Образцы КВИ укладывались на барабан так, что угол охвата составлял α=180º. Набегающая ветвь крепилась к тензодатчику, соединенному с тензостанцией MIC-200. К сбегающей ветви подвешивался мерный груз, масса которого изменялась четыре раза на каждой скорости V_б.

Включался привод экспериментальной установки, приводя во вращение барабан. Тензодатчик регистрировал в набегающей ветви КВИ натяжение S₁, которое записывалось тензостанцией на протяжении времени t вращения барабана [9, 13].
Результаты

1. Для четырех значений окружной скорости на поверхности барабана V_б получены экспериментальные данные натяжения набегающей ветви S₁_max в точке срыва и натяжения сбегающей ветви S₂ при дуге охвата, характеризуемой углом α=180º.

Натяжение S₁_max – это максимальное значение натяжения набегающей ветви, при котором выполняется условие предварительного смещения. В трибопаре «ОР – МФТ» это соответствует режиму совместного (без буксования) перемещения.

Значения S₁_max получены с графиков зависимости S₁=f(t), которые построены по данным, записанным тензостанцией MIC-200.

2. Для каждого эксперимента выполнены два расчета статических коэффициентов трения и определены относительные погрешности δ полученных результатов.

В первом случае расчет проводился по формуле (2) с использованием зависимости Амонтона (µ_стА):

, (2)

где F – сила трения; N – нормальная нагрузка.

Во втором случае расчет проводился по формуле (3), предложенной А.А. Недоступом и Е.К. Орловым (µ_ст) [9]:

. (3)
Относительная погрешность δ практически для всех экспериментов не превышает 5%. Для канатов диаметром 10 и 18 мм относительная погрешность δ превышает 5% при малых нагрузках. Мы предполагаем, что это связано с изгибной жесткостью канатов EI.

3. Выполнены оценки для числовых характеристик системы (µ_ст, V_б).

4. Построены графики зависимостей статических коэффициентов трения µ_ст и µ_стА от скорости приложения сдвигающей силы V_б.

В качестве примера на рис. 1-3 и в табл. 2-4 приведены некоторые экспериментальные данные и результаты экспериментов с образцом №3 (веревка крученая d=3,1 мм ПА).

Р

ис. 1. График зависимости S₁=f(t) для эксперимента №10 при первой окружной скорости на барабане V_б1 и давлении 0≤Р₁ ≤3470 Н/м²

(натяжение S₁_max =1,44 Н)
Таблица 2. Экспериментальные данные и статические коэффициенты трения для трибопары «стальной барабан – веревка d=3,1 мм ПА» при окружной скорости V_б1

Дуга охвата α, град.	Натяжение сбегающей ветви S₂, Н					Натяжение набегающей ветви S₁_max, Н (показание датчика)	Статический коэффициент трения		Относи-тельная погреш- ность, δ, %
Дуга охвата α, град.	масса груза, г	вес груза, Н	длина участка нитки Lсб, м	вес участка нитки Pсб, Н	S₂, Н	Натяжение набегающей ветви S₁_max, Н (показание датчика)	µ_стА (Амонтон )	µ_ст (Недоступ - Орлов)	Относи-тельная погреш- ность, δ, %
180	59.10	0.5804	0,5	0.027	0.608	1.515	0.427	0.414	-3.31
	118.70	1.1656	0,5	0.027	1.193	2.910	0.418	0.406	-3.02
	298.65	2.9327	0,5	0.027	2.960	7.159	0.415	0.403	-2.89
	530.15	5.2061	0,5	0.027	5.234	12.605	0.413	0.402	-2.83

Таблица 3. Экспериментальные значения окружной скорости на поверхности барабана и статических коэффициентов трения для веревки d = 3,1 мм ПА при различных давлениях Р (0≤Р₁ ≤3470 Н/м²; 3471 ≤Р₂ ≤ 6650 Н/м²; 6651≤Р₃ ≤16000 Н/м²; 16001≤Р₄ ≤25500 Н/м²)

V_б1, м/с	µ_стА	µ_ст	V_б2, м/с	µ_стА	µ_ст	V_б3, м/с	µ_стА	µ_ст	V_б4, м/с	µ_стА	µ_ст
0≤Р₁ ≤3470 Н/м²
0,006	0,427	0,414	0,026	0,348	0,350	0,025	0,341	0,345	0,036	0,306	0,318
3471 ≤Р₂ ≤ 6650 Н/м²
0,006	0,418	0,406	0,025	0,342	0,345	0,031	0,350	0,352	0,041	0,338	0,342
6651≤Р₃ ≤16000 Н/м²
0,007	0,415	0,403	0,030	0,353	0,354	0,034	0,339	0,343	0,054	0,319	0,327
16001≤Р₄ ≤25500 Н/м²
0,006	0,413	0,402	0,026	0,359	0,359	0,032	0,349	0,351	0,048	0,341	0,345

Таблица 4. Оценки для числовых характеристик системы (μ_ст, V_б) для образца №3 (веревка d=3,1 мм ПА) при давлении 0≤Р₁ ≤3470 Н/м²

Статический коэффициент трения	Скорость окружная на поверхности барабана	Кол-во экспериментов	Математическое ожидание		Статистические вторые начальные моменты		Статистические дисперсии		Несмещённые оценки		Средние квадратические отклонения		Статистический начальный момент	Статистический корреляционный момент	Несмещённая оценка	Коэффициент корреляции
µ_ст	V_б	n	m_µ	m _v	α₂^*[µ]	α₂^*[v]	D_µ^*	D_v*	D_µ	D_v	σ_µ	σ_v	α^*_1,1[µ,v]	K^*_µ_v	K_µ_v	r_µ_v
0,427	0,006	4	0,355758	0,023196	0,128521	0,000657	0,001957	0,000119	0,00261	0,000159	0,051085	0,012596	0,007771	-0,00048	-0,00064	-0,99703
0,348	0,026
0,341	0,025
0,306	0,036

С
корость сдвигающей нагрузки, м/с

Рис. 2. Зависимости статического коэффициента трения µ_ст от окружной скорости приложения сдвигающей нагрузки V_б для веревки d =3,1 мм

Рис. 3. Зависимости статического коэффициента трения µ_стА от окружной

скорости приложения сдвигающей нагрузки V_б для веревки d =3,1 мм
Выводы

Для образца № 1 (нитка d=1 мм) происходит равномерное падение µ_ст на 25 %.

Для образца № 2 (нитка d=2,5 мм) происходит равномерное падение µ_ст на 20 %.

Для образца № 3 (веревка d=3,1 мм) происходит равномерное падение µ_ст на 19 %.

Для образца № 4 (веревка d=5 мм) равномерное падение µ_ст на 10% происходит до скорости V=0,04 м/c. При дальнейшем увеличении скорости значение статического коэффициента трения не изменяется, т.е. µ_ст =const (µ_ст=0,36).

Для образца № 5 (канат d=10 мм) равномерное падение µ_ст на 8% происходит до скорости V=0,04 м/c. При дальнейшем увеличении скорости значение статического коэффициента трения не изменяется, т.е. µ_ст =const (µ_ст=0,31).

Для образца № 6 (канат d=18 мм) при малых давлениях (Р₁ и Р₂) µ_ст проходит через минимум в интервале скоростей 0,03≤V≤0,05 м/с. При возрастании давления (Р₃ и Р₄) µ_ст =const на всех скоростях.

Общая тенденция влияния скорости на статический коэффициент трения заключается в падении коэффициента трения при увеличении скорости сдвигающей нагрузки.
Список использованных литературных источников

Баранов Ю.Б. Совершенствование неводовыборочных комплексов // Рыбное хозяйство. - 1999. - №4. - С. 44 – 46.
Глазунов О.И., Гройсман М.Я. Методика экспериментального исследования нагрузок при выборке кошельковых неводов комплексами 2ПМВК-5 и 2ПМВК-7 // Труды ВНИРО. - 1977. - Т. CXXV. - С. 15-21.
Суконнов А.В., Розенштейн М.М. Исследование коэффициента трения скольжения в трибопарах «промысловая машина - орудие рыболовства» при изменении их структуры // Рыбное хозяйство. - 2008. - №4. - С.75-76.
Гиренко В.Н. Тягово-скоростные характеристики неводовыборочных барабанов // Рыбное хозяйство. - 1969. - №7. - С. 48-51.
Полуляк С.И. Методика исследования процесса трения элементов сетного полотна о рабочие поверхности неводовыборочных машин // Рыбное хозяйство. - 1975. - № 12.
Фёдоров С. В., Зеброва Е.М. Влияние реальной дуги скольжения на величину коэффициента статического трения во фрикционных устройствах рыбопромысловых судов // Наука и образование-2006: труды / Междунар. научно-техн. конф, Мурманск, 04-12 апреля 2006г./ МГТУ. – Мурманск, 2006. - С.1140-1142.
Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов В.С. Основы расчётов на трение и износ. - М.: Машиностроение, 1977. - 445 с.
Крагельский И.В., Виноградова И.Э. Коэффициенты трения. – М.: Машиностроение, 1962. - 220 с.
Недоступ А.А., Орлов Е.К. Зависимость коэффициента трения капроновых, крученых КВИ // Инновации в науке и образовании – 2009: материалы / VII Междунар. науч. конф. / КГТУ. – Калининград, 2009. - С.172-175.
Зеброва Е.М. Исследование процесса трения скольжения жгута дели во фрикционных рабочих органах рыбопромысловых механизмов: автореф. дисс … канд. техн. наук: 05.18.17 – «Промышленное рыболовство» / КГТУ; Е.М. Зеброва. – Калининград, 2007. - 17 с.
Торбан С.С. Промысловые механизмы для комплексной механизации кошелькового лова рыбы. - М.: Пищ. пром-сть, 1971. - С. 88-90.
Орлов Е.К. Влияние скорости на коэффициент трения капроновых, крученых КВИ // Инновации в науке и образовании – 2009: сборник тезисов докладов / VII Междунар. науч. конф. / КГТУ. – Калининград, 2009. - С. 175-178.
Приводы ACS350. Руководство пользователя. Корпорация ABB, 2007. - С. 332.

RESULTS of the EXPERIMENTAL STUDIES of the INFLUENCE

to DISTRICT VELOCITY ON SURFACES of the DRUM ON STEADY-STATE FACTOR of FRICTION In friction pair

«INSTRUMENT FISHING - a MECHANISM of the FRICTION TYPE»
E.K. Orlov, v.v. Arzyutova, e.i. Tolkacheva
The Presented results of the experimental work, in accordance with study of the problem of the slippage of the fishing gear (FG) on surfaces of the tractive drum of the mechanism of the friction type (MFT). The purpose of the called on studies - a determination of the influence to district velocity on surfaces of the drum on steady-state factor of friction in friction pair "FG-MFT". The district velocity created by drive MFT, is considered as velocity of exhibit shifting power, bring about friction of the slide (slipping) in friction pair. The Experiments are organized with friction pairs, formed cordage from polyamides and steel drum MFT. The District velocity on drum changed to account of management electric motor MFT at converter of the frequency. The Pull in running up branch of the cordage was measured by a strain gauge and registered by the tensostation. An analysis got data has shown the trend of the fall of the steady-state factor of friction when increase the district velocity on surfaces of the tractive drum MFT.
steady-state factor of friction, district velocity, shifting power, converter of the frequency, strain gauge

Похожие:

	Программа модуля составлена в соответствии с Федеральными государственными... Целью данной дисциплины является сформировать у студентов способности: использовать компьютерные технологии для организации экспериментальных...		Влияние сотового телефона на здоровье детей Результаты современных исследований влияния сотовых телефонов на состояние здоровья детей
	Виктор Франкл Теория и терапия неврозов Введение в логотерапию и экзистенциальный анализ «дерефлексии» — при нарушениях потенции и оргазма. В теоретической и в терапевтической частях книги читатель найдёт множество примеров...		Методические рекомендации по созданию системы опытно-экспериментальных... Внесен управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения
	Для ремонта радиальных шин Приведенная таблица предельных размеров повреждений основывается на практическом опыте и экспериментальных данных, полученных в результате...		5. Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований Выпускная квалификационная работа состоит из введения, обзора литературы по увч-электродам, четырёх основных глав, охраны труда,...
	Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное Исследование влияния интеллектуального капитала на результаты деятельности компаний транспортной отрасли 19		Влияние корпоративной устойчивости на финансовые результаты компании:... Целью данной работы является эмпирическое выявление и оценка влияния корпоративной устойчивости на финансовые результаты деятельности...
	Учебно-методическое обеспечение по семинарским занятиям дисциплина... Целью изучения дисциплины является обучение студентов и бакалавров ифбибт сфу методам обработки экспериментальных данных с помощью...		Влияние человеческого и интеллектуального Проблемы оценки и влияния человеческого и интеллектуального капитала на результаты
	Конкурсная документация открытого конкурса на выполнение прикладных... «Доклинические исследования инновационных лекарственных средств» федеральной целевой программы «Развитие фармацевтической и медицинской...		Конкурсная документация открытого конкурса на выполнение прикладных... «Доклинические исследования инновационных лекарственных средств» федеральной целевой программы «Развитие фармацевтической и медицинской...
	Конкурсная документация открытого конкурса на выполнение прикладных... «Доклинические исследования инновационных лекарственных средств» федеральной целевой программы «Развитие фармацевтической и медицинской...		Конкурсная документация открытого конкурса на выполнение прикладных... «Доклинические исследования инновационных лекарственных средств» федеральной целевой программы «Развитие фармацевтической и медицинской...
	Конкурсная документация повторного открытого конкурса на выполнение... «Доклинические исследования инновационных лекарственных средств» федеральной целевой программы «Развитие фармацевтической и медицинской...		Тема современные методы системных исследований Основные направления социологических исследований. Методы, используемые в рамках социологических исследований. Методологическая стратегия...

Руководство, инструкция по применению