Главная Обратная связь

Дисциплины:






МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ



 

При выполнении лабораторной работы студенту предоставляется возможность изучить конструкции и характеристики основных видов подшипников качения по натурным образцам, представленным на стенде и в учебно-методическом пособии, ознакомиться с их классификацией и условными обозначениями.

Цель лабораторной работы: экспериментальное определение момента сопротивления вращению в подшипнике качения в зависимости от величины и направления приложенных сил и угловой скорости вращения подвижного кольца. Лабораторная работа завершается составлением отчета с последующей его защитой.

Для определения момента сопротивления вращению в подшипниках качения в лабораторной работе использован прибор ДП 11А (рисунок 2).

 

 

1 – плита; 2 – стойка; 3 – основание; 4 – панель передняя; 5 – электродвигатель;
6 – ремень; 7 – шкив ведомый; 8 – шпиндель; 9 – корпус; 10 – пружина;
11 – тахогенератор; 12 – устройство измерительное; 13 – микроамперметр;
14–18 – тумблеры; 16 – регулятор скорости вращения

 

Рисунок 2 – Прибор для определения момента трения в подшипниках
качения ДП 11А

 

В каждом опыте производят определение момента сопротивления вращению одного радиального шарикоподшипника при вращающемся внутреннем и неподвижном наружном кольце.

Мерой момента служит сила, которая определяется измерительным устройством по степени деформации плоской пружины. Для измерения деформации на конце пружины укреплена шторка, перекрывающая световой поток, направленный на фотодиод.

Сила тока в цепи фотодиода, в первом приближении пропорциональна деформации плоской пружины и, следовательно, моменту сопротивления в шариковом подшипнике. Измерение величины тока выполняется с помощью микроамперметра в положении тумблера – «момент».

Скорость вращения внутреннего кольца шарикоподшипника определяют с помощью тахогенератора, кинематически связанного с ним и включаемого в цепь микроамперметра в положении тумблера – «скорость».

Нагрузка на подшипник создается сменными грузами.

Соотношение между осевой и радиальной нагрузками определяется наклоном оси вращения внутреннего кольца, устанавливаемого поворотом вертикальной плиты в заданное положение.

Прибор ДП 11А (см. рисунок 2) состоит из привода, шпинделя 8, установленного в корпусе 9.

Механические узлы прибора установлены на вертикальной плите 1, которая в свою очередь смонтирована на литой стойке 2, закрепленной на основании 3 прибора.

Органы управления, микроамперметр и другие элементы электрической схемы расположены на передней панели 4.

Привод прибора осуществляется электродвигателем 5 постоянного тока. Электродвигатель заключен в корпус и соединен с вертикальной плитой 1.



На выходном валу электродвигателя закреплен ведущий шкив, который посредством ремня 6 передает движение на ведомый шкив 7, закрепленный на валу (шпиндель 8) прибора.

Шпиндель 8 установлен на двух шариковых подшипниках в корпусе 9, закрепленном на вертикальной плите. Верхняя часть шпинделя выполнена с внутренним резьбовым отверстием, в которое ввинчивается валик узла испытуемого подшипника.

Прибор укомплектован подшипниками, внутренние диаметры которых равны 5, 8 и 12 мм. Внутреннее кольцо испытуемого подшипника установлено на валике, который соединяется с помощью резьбы со шпинделем. Наружное кольцо установлено в стакане, на которые надевают прилагаемые к прибору грузы. Вес стаканов испытуемых узлов одинаковый и равен 1,265 Н. Центры тяжести грузов и стаканов в собранном виде совпадают с центром тяжести подшипника. Нагрузка на подшипник будет равна сумме весов стакана и груза. Груз закрепляется на стакане винтом с рифленой головкой, а поводок, укрепленный на грузе, устанавливается в седловину плоской пружины.

При вращении внутреннего кольца подшипника, приводимого в движение шпинделем, наружное кольцо подшипника вместе с надетыми на него стаканом и грузом силами трения увлекаются в сторону вращения внутреннего кольца, при этом поводок груза воздействует на верхний конец плоской пружины 10 и изгибает ее пропорционально величине момента сопротивления вращению в подшипнике.

Тахогенератор 11 механически связан со шпинделем прибора и служит для определения угловой скоростивнутреннего кольца испытуемого подшипника.

Плита 1 с установленными на ней механизмами и измерительным устройством 12 может поворачиваться относительно своей горизонтальной оси в пределах 90°, чем достигается изменение соотношения радиальной и осевой нагрузок на подшипник. Поворот плиты осуществляют рукояткой с пружинным фиксатором. На задней стороне стойки укреплен сектор с пазами, позволяющий фиксировать положение плиты через 15°.

После изучения и тщательного осмотра прибора ДП 11А приступают к его опробованию и тарировке измерительных устройств. До включения прибора в сеть следует убедиться в установке микроамперметра на «нуль» (в случае отклонения стрелки прибора от нулевого положения следует обратиться к преподавателю).

Для измерения угловой скорости подвижного кольца и момента сопротивления вращениюиспытуемого подшипника использован один измерительный прибор – микроамперметр. Соответствие между показаниями микроамперметра (мкА) и измеряемыми с его помощью угловой скоростью (рад/с) и моментом сопротивления вращению (Н×мм) определяется тарировкой.

Тарировку микроамперметра для измерения угловой скоростишпинделя (внутреннего кольца испытуемого подшипника) произведена предварительно при отладке прибора ДП 11А. Результаты тарировки приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты тарировки микроамперметра для измерения угловой скорости рабочего вала

Показания микроамперметра, мкА Угловая скорость рабочего вала, рад/с
71,2
104,7
141,4
172,9
203,15
232,5
259,7
288,0
319,4

 

При выполнении лабораторной работы удобнее пользоваться тарировочным графиком, построенным на миллиметровой бумаге по данным приведенной таблицы 1.

Лабораторная работа выполняется для первого диапазона измерения прибора, положение тумблера «диапазон» – 1 (поз.14, рисунок 2).

Тарировку микроамперметрадля измерения момента сопротивления вращениювыполнить следующим образом.

Убедитесь, что измерительная пружина имеет свободу движения при ее деформации.

При включенном в сеть приборе (включить тумблер «сеть» – поз.15 рисунок 2) и вертикальном положении шпинделя и измерителя стрелка микроамперметра должна занимать в начале шкалы (3–10 делений) условно принимаемое за начало отчета «нулевое» положение (в случае отклонения стрелки прибора от нулевого положения следует обратиться к преподавателю).

Установить измерительное устройство в горизонтальное положение, повернув его относительно верхнего шарнира и закрепить винтом к плите. Под действием собственного веса плоская пружина деформируется, шторка, связанная с ней, приоткроет отверстие на пути светового потока и стрелка микроамперметра отклонится от «нулевого» положения на несколько делений, которые следует зарегистрировать для последующего использования. Положив имеющийся в комплекте прибора грузик весом 0,01 Н на конец плоской пружины, снять приращение числа делений показания микроамперметра. Эти операции повторить не менее двух раз, увеличивая каждый раз нагрузку на пружину на 0,01 Н (в качестве грузиков можно использовать монеты равного или кратного им веса). Результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты тарировки микроамперметра для измерения силы действия на пружину

Наименование показателей Номер опыта
Нагрузка на пружину F, Н        
Приращение показаний микроамперметра от «нулевого» положения, мкА        
Плечо L (расстояние от оси рабочего вала до середины ширины пружины), мм        
Момент Т=F×L, Н×мм        

3 Экспериментальное исследование
характеристик подшипников

По полученным результатам построить тарировочные графики (предпочтительнее на миллиметровой бумаге). Пример графика на рисунке 3.

В результате выполнения лабораторной работы должно быть выявлено влияние угловой скорости подвижного кольца подшипника, величины, направления и соотношения осевой и радиальной составляющих приложенной нагрузки на величину момента сопротивления вращению в подшипнике качения.

Для заданных по указанию преподавателя подшипника и груза, угла наклона оси вращения подвижного кольца выполнить серию опытов, изменяя угловую скорость подвижного кольца.

Для каждой подгруппы студентов задача исследования может быть уточнена и конкретизирована.

 

 

Рисунок 3 – Пример тарировочного графика

 

Установить испытуемый подшипниковый узел на рабочий вал прибора, укрепить на нем груз.

После включения прибора в сеть включить тумблер 15 «сеть», тумблер 18 в положение «скорость», установить регулятор скорости вращения 16 в среднее положение, включить двигатель тумблером 17.

Поворачивая регулятор 16 и изменяя скорость вращения рабочего вала (внутреннего кольца подшипника) убедиться в исправной работе прибора.

Переключив микроамперметр дляизмерения момента сопротивления (положение тумблера 18 – «момент»), проверить работу прибора на всех скоростях вращения. Последовательно установить угол наклона оси вращения внутреннего кольца (несколько значений по указанию преподавателя), задать с помощью регулятора угловую скорость и, переключив прибор на измерение момента, зафиксировать показания микроамперметра. С помощью тарировочных таблиц 1 и 2 и построенных по ним тарировочных графиков преобразовать показания микроамперметра в угловую скорость подвижного кольца (рад/с) и момент сопротивления вращению подвижного кольца Т ( ). Полученные результаты записать в таблицу 3.

Таблица 3 – Результаты опыта

  Наименование показателей Номер опыта
   
Вес груза и стакана, Н                
Угол наклона оси вращения, градусы                
Осевая нагрузка на подшипник, Н                
Радиальная нагрузка на подшипник, Н                
Показания прибора при измерении скорости вращения, мкА                
Угловая скорость шпинделя, рад/с                
Показания прибора при измерении момента, мкА                
Момент сопротивления вращению в подшипнике, Н мм                

 

По результатам работы необходимо:

– построить графики предпочтительно на миллиметровой бумаге или, используя специализированные компьютерные программы, например, MS Excel в координатах момент сопротивления вращению – угловая скорость и момент сопротивления вращению – угол наклона оси вращения;

– занести в таблицы экспериментальные данные и результаты их обработки;

– сформулировать выводы и их обосновать.

 

СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Отчет о лабораторной работе должен быть написан на листах формата А4, сшит и снабжен обложкой.

Отчет должен содержать:

– титульный лист;

– цели и задачи лабораторной работы;

– краткое описание прибора ДП 11А с приведением схем и рисунков;

– описание подготовки прибора к работе, его тарировки;

– описание выполнения исследования с приведением его результатов в виде таблиц и графиков;

– анализ результатов исследования и выводы.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Подшипники качения, их достоинства и недостатки.

2. Основные типы подшипников качения и их характеристика.

3. Условное обозначение подшипников качения.

4. Точность подшипников качения и ее обозначение.

5. Конструкции подшипниковых узлов.

6. Смазка подшипников качения.

7. Момент сопротивления вращению в подшипниках качения и влияние условий нагружения и эксплуатации на его величину.

Рекомендуемая литература

 

1. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х томах / Т. 2 / В.И. Анурьев [и др.]. – М.: Машиностроение, 2001. – 864 с.

2. Бейзельман, Р.Д. Подшипники качения: справочник / Р.Д. Бейзельман – М.: Машиностроение, 1975.

3. Иванов, М.Н. Детали машин / М.Н. Иванов, В.А. Финогенов. – М.: ОАО «Высшая школа», 2008.

4. Перель, Л.Я. Подшипники качения: справочник / Л.Я. Перель – М.: Машиностроение, 1993.

5. Перель, П.Я. Подшипники качения и обслуживание опор: справочник / П.Я. Перель, А.А. Филатов. – М.: Машиностроение, 1992.

6. Фарков, Г.С. Учебно-методическое пособие по курсам «Детали машин и основы конструирования» и «Техническая механика» для студентов специальностей 070100, 251100, 270500, 170600, 130400, 351100, 653300, 251200, 171500, 120100, 551400, 171200 очной, вечерней и заочной форм обучения / Г.С. Фарков, В.Ю. Таскин. – Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2002. – 40 с.

 

Учебное издание

 

Волков Юрий Павлович

Дунин Максим Сергеевич

Климонова Надежда Михайловна

 

Подшипники качения

 

Методические рекомендации к лабораторной работе по курсу «Детали машин»
для студентов специальностей: 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)», 240706 «Автоматизированное производство химических предприятий», 260601 «Машины и аппараты пищевых производств»,

160302 «Ракетные двигатели», 151001 «Технология машиностроения»,

170104 «Высокоэнергетические устройства автоматических систем»,

260204 «Технология бродильных производств и виноделие» всех форм обучения

 

Издание 2-е, переработанное и дополненное

 

 

Редактор Малыгина И.В.

Технический редактор Малыгина Ю.Н.

Подписано в печать 05.09.09. Формат 60´84 /8

Усл. п. л. 2,09. Уч.-изд. л. 2,25

Печать – ризография, множительно-копировальный

аппарат «RISO TR -1510»

Тираж 50 экз. Заказ 2009-86

Издательство Алтайского государственного

технического университета

656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46

 

Оригинал-макет подготовлен ИИО БТИ АлтГТУ

Отпечатано в ИИО БТИ АлтГТУ

659305, г. Бийск, ул. Трофимова, 27

 

 

 
 
 


Ю.П. Волков, М.С. Дунин, Н.М. Климонова

 

 

Подшипники качения

 

Методические рекомендации к лабораторной работе

по курсу «Детали машин» для студентов специальностей:

190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования
(автомобильный транспорт)»,

240706 «Автоматизированное производство химических предприятий»,

260601 «Машины и аппараты пищевых производств»,

160302 «Ракетные двигатели», 151001 «Технология машиностроения»,

170104 «Высокоэнергетические устройства автоматических систем»,

260204 «Технология бродильных производств и виноделие»

всех форм обучения

 

Издание 2-е, переработанное и дополненное

 

Бийск

Издательство Алтайского государственного технического
университета им. И.И. Ползунова

 
 
 

 





sdamzavas.net - 2020 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...