Исследование процесса трения скольжения жгута дели во фрикционных рабочих органах рыбопромысловых механизмов

• Автор: Зеброва, Елена Михайловна
• Шифр специальности: 05.18.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Калининград
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Введение
Глава 1. Анализ результатов исследований процесса взаимодействия рабочих органов промысловых машин с сетными деталями орудий рыболовства.
1.1. Обзор проведнных ранее специальных исследований по трению во фрикционных органах промысловых механизмов

1.2. Обзор и анализ конструкций рабочих органов рыбопромысловых машин.

1.3. Выводы.

Глава 2. Анализ современного состояния исследований процесса трения на основе обобщенной энергетической модели трения.

2.1. Структурноэнергетическая диаграмма трущихся поверхностей

2.2. Структурноэнергетическая интерпретация статического трения скольжения.

2.3. Подход к проблеме трения во фрикционных органах рыбопромысловых механизмов.

2.4. Выводы.

2.5. Постановка задач исследований

Глава 3. Разработка методики исследований. Порядок их проведения.
3.1. Разработка экспериментальной лабораторной установки
3.1.1. Приборы и оборудование
3.2. Методика проведения экспериментов по определению статического коэффициента трения на лабораторной установке
3.3. Методика проведения экспериментов по определению кинетического коэффициента трения на лабораторной установке
3.4. Методика проведения экспериментов по оценке влияния окружной скорости натурного фрикционного барабана на величину кинетического
трения.
3.5. Отбор образов
3.6. Условия проведения экспериментальных исследований
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований.
4.1. Результаты экспериментальных исследований по оценке статического коэффициента трения на лабораторной установке.
4.1.1. Экспериментальное исследование трения на стальном барабане
4.1.1.1. Стальной барабан со следами атмосферной коррозии сухие образцы.
4.1.1.2. Стальной барабан, зачищенный абразивной шкуркой сухие образцы.
4.1.1.3. Стальной барабан, зачищенный мокрые образцы
4.1.1.4. Стальной барабан, зачищенный мокрые образцы и рыбная биомасса
4.1.1.5. Обсуждение результатов экспериментов по определению статического коэффициента трения С1Чна стальном барабане
4.1.1.6. Оценка точности экспериментальных данных.
4.1.2. Экспериментальное исследование трения на стальном обрезиненном барабане.
4.1.2.1. Стальной обрезиненный барабан сухие образцы
4.1.2.2. Стальной обрезиненный барабан мокрые образцы.
4.1.2.3. Стальной обрезиненный барабан мокрые образцы и рыбная биомасса
4.1.2.4. Обсуждение результатов экспериментов по определению статического коэффициента трения ся на стальном обрезиненном
барабане.
4.2. Экспериментальные результаты по оценке кинетического коэффициента трения на лабораторной установке.
4.2.1. Экспериментальное исследование на стальном барабане.
4.2.1.1. Стальной зачищенный барабан сухие образцы
4.2.1.2. Стальной зачищенный барабан мокрые образцы.
4.2.1.3. Стальной зачищенный барабан мокрые образцы и рыбная биомасса
4.2.1.4. Обсуждение результатов экспериментов по определению статического коэффициента трения цст и кинетического коэффициента
трения на стальном зачищенном барабане.
4.2.2. Экспериментальное исследование на стальном обрезиненном барабане
4.2.2.1. Стальной обрезиненный барабан мокрые образцы
4.2.2.2. Стальной обрезиненный барабан мокрые образцы и рыбная биомасса.
4.2.2.3. Обсуждение результатов экспериментов по определению статического коэффициента трения цст и кинетического коэффициента
трения О.
4.3. Эксперименты по оценке влияния окружной скорости натурного подвесного неводовыборочного профильного блока фирмы Магсо
на величину кинетического трения.
Основные результаты и выводы, выносимые на защиту
Заключение.
Библиографический список использованной литературы.
Приложения
Приложение 1
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Современная концепция развития промышленного рыболовства не мыслима без совершенствования средств механизации, т.к. большинство промысловых операций трудоемки и небезопасны. Промысловые комплексы имеют в своем составе рабочие тяговые органы, которые контактируют с элементами орудий лова. Их можно разделить на две группы фрикционные более всех рабочих органов и навивные. И те, и другие преобразуют вращательное движение привода в поступательное движение орудия лова. В настоящее время наиболее широко применяют фрикционные промысловые машины ФПМ, принцип действия которых основан на использовании фрикционного сцепления их рабочих органов с сетным полотном выбираемых орудий лова. Основным преимуществом таких машин является возможность быстрой и непрерывной выборки орудия лова при относительной малогабаритности и небольшом весе самих машин, что очень важно в судовых условиях. Конструкция ФПМ должна обеспечить на поверхности контакта фрикционного барабана шкива и орудия лова сетного жгута силу трения, достаточную но величине для того, чтобы выборка жгута проходила без буксования при минимальном его износе.
Многолетний опыт эксплуатации ФПМ показал, что процесс выборки в условиях промысла происходит прерывисто, часто происходит проскальзывание сетного жгута по барабану и стравливание орудия лова с рабочего органа выборочной машины. Следствием проскальзывания является потеря тягового усилия рыбопромысловых машин и резкий износ сетного полотна дели и поверхности барабана , . Пробуксовка сетного Ж1уга относительно рабочего органа машины связана с падением коэффициента трения.
Существующие методы и формулы для расчета тяговых усилий фрикционных барабанов основаны на уравнении Л. Эйлера и отличаются друг от друга различными методами определения коэффициентов трения на поверхности фрикционного барабана.
Исследованию процесса трения во фрикционных рыбопромысловых механизмах посвящены работы, проведенные Ю.Б.Барановым 3, 4, С.И.Полуляком , ,
В.М.Гиренко , , П.А.Курапцевым , , В.М.Кирилловым ,
М.Я.Гройсманом , Я.М.Гукало и др. Несмотря на большое количество проведенных исследований, процесс трения сетных жгутов о поверхность тягового органа изучен недостаточно. Так, не установлены зависимости значения коэффициента трения от состояния поверхностей рабочего органа ФПМ и орудия рыболовства наличие влаги и биомассы, структуры и материала элементов орудия лова, шероховатости поверхности рабочего органа, природы материала поверхности орудия лова, условий, при которых осуществляется выборка жгута и др. Поэтому во многих расчетах ФПМ с применением формулы Л.Эйлера до настоящего времени пользуются значениями коэффициентов трения, зависящими только от природы трущихся тел и не зависящими от других факторов. В результате фактическое тяговое усилие промысловой машины оказывается не соответствующим проектному значению. Следовательно, важнейшей проблемой при проектировании ФМП является отсутствие корректных сведений о зависимости коэффициента трения от различных факторов реальных условий эксплуатации орудий лова.
Актуальность


Неполная сила трения покоя соответствует очень малым, измеряемым микронами, частично обратимым перемещениям, по величине пропорциональным приложенной силе. Расстояние соответствующее неполной силе трения, в пределах которого происходит изменение силы трения, представляет собой предварительное смещение. С ростом сдвигающего усилия, возрастает до некоторого максимального значения неполная сила трения покоя. Когда сдвигающая сила превысит допустимое значение, происходит разрушение фрикционной связи и предварительное смещение переходит в скольжение. Полная сила трения покоя соответствует предельной величине предварительного смещения. Одной из первых теорий трения была механическая теория, объясняющая природу трения закономерностями механического зацепления микрошероховатостей соприкасающихся тел. М РМ, 1. Однако ещ Ш. Кулон обратил внимание на противоречивый и двойственный характер природы трения, заметив, что увеличение поверхности контакта приводит к увеличению сопротивления трения. В г. Л , 1. А константа, не зависящая от нагрузки, а зависящая от размеров соприкасающихся поверхностей и характеризующая сцепленность. Выявление отклонений от линейного закона трения способствовало развитию молекулярной теории, по которой причиной трения является преодоление молекулярного взаимодействия . На базе двух вышеперечисленных теорий были разработаны молекулярномеханическая теория И. В.Крагельского, а также деформационноадгезионная теория Ф. П.Ьоудена и Д. Тейбора, которые рассматривают трение как результат воздействия молекулярных сил и механического взаимодействия, . В настоящее время в нашей стране наибольшее распространение имеет молекулярномеханическая теория трения проф. И.В. Крагельского ,,, , , согласно которой трение рассматривается как результат механического взаимодействия и взаимодействия молекулярных сил. При тесном сближении двух тел на поверхности их соприкосновения возникает молекулярное взаимодействие и сцепление выступов шероховатостей контактирующих тел. Таким образом, трение является сложным, противоречивым и двойственным процессом. Современная наука о трении исходит из того, что коэффициент трения зависит не только от свойств материалов контактирующих тел, но и от шероховатости поверхностей, удельного давления, скоросги взаимного перемещения, размера поверхности контакта, свойств окружающей среды, геометрических параметров трущихся поверхностей и др. В промышленном рыболовстве неоднократно делали попытки уточнить значение коэффициента трения, входящего в уравнение 1. В результате проведенных многочисленных исследований процесса трения во фрикционных рабочих органах различных механизмов было установлено, что коэффициент трения скольжения может изменяться в широких пределах в зависимости от условий трения. С.С. Торбан утверждал . Экспериментальные работы по исследованию процесса трения на контакте сетного полотна или жгута с различными материалами и разными формами профиля рабочих поверхностей фрикционных барабанов проведены Ю. С.И. Полуляком , , В. М.Гиренко , , МЛ. П.А. Курапцевым ,, В. М.Кирилловым , Я. М.Гукало и др. Зависимость коэффициента трения от давления выражена наиболее сильно. Впервые это отмечено Ренни в г. Изменения давления между трущимся сетным жгутом и барабаном вдоль дуги обхвата чрезвычайно значительны, наибольшее и наименьшее давление могут разниться в десятки и сотни раз 4. Фундаментальные работы по изучению изменения коэффициента трения на контактном участке сегематериалов с рабочими поверхностями фрикционных устройств провел Ю. Б.Баранов в конце х, начале х годов на базе НИКИМРП 4. Ь некоторые параметры трения, которые автор приводит в приложении к научной работе а, Ь эмпирические коэффициенты 7 удельное давление на втулку барабана в кгссм2 для лент или в кгссм для нитей. Подставив р из уравнения 1. Эйлера 1. Ю.Б. А, Б, В эмпирические коэффициенты. Б Ва , 1. Я, радиус наружных слоев жгута Я2 радиус втулки барабанаЯа и Ль коэффициенты угол наклона щек барабана. А а , Б Ьа , В Ь . Если в барабане нет цилиндрической втулки, т.