Исследование зависимости коэффициентов трения элементов орудий рыболовства и фрикционных



Скачать 72.69 Kb.
Дата25.06.2013
Размер72.69 Kb.
ТипИсследование
УДК. 639.2.081(06)

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТРЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ОРУДИЙ РЫБОЛОВСТВА И ФРИКЦИОННЫХ

ОРГАНОВ ПРОМЫСЛОВЫХ МАШИН ОТ УГЛА ОБХВАТА

ПОСЛЕДНИХ И ДУГИ ТРЕНИЯ

М.М. Розенштейн, А.В. Суконнов


В статье изложены результаты экспериментальных исследований зависимостей коэффициентов трения скольжения в трибопаре, состоящей из фрикционного органа промысловых машин и элементов орудий рыболовства.
коэффициент трения, трибопара, фрикционный орган, промысловая машина, факторы, угол обхвата, дуга трения

ВВЕДЕНИЕ

Эффективность любого вида лова во многом зависит от механизации промысловых операций. Основным составляющим рыбопромысловой машины, обеспечивающим тягово-сцепные характеристики при взаимодействии с орудиями лова, является рабочей тяговый орган. В практике известны две основные группы рабочих тяговых органов - это навивные и фрикционные, причем на долю последних приходится 65-70%.

При проектировании рыбопромысловых машин проводится расчет тягово-скоростных параметров рабочих органов, в основе которого положена формула Эйлера (1):

, (1)

где - усилие в набегающей ветви, H; усилие в сбегающей ветви, H;

− коэффициент трения в трибопаре; - угол обхвата в трибопаре, рад.

Зачастую, как уже замечено на практике, при работе трибопары (орудие лова - фрикционный рабочий орган) наблюдается проскальзывание последнего относительно орудия лова, что в конечном итоге приводит к недоиспользованию тяги промыслового механизма и повышенному износу орудия лова. В 70-х года ученые попытались исследовать процесс взаимодействия орудия лова с фрикционным рабочим органом. Так, С.И. Полуяком было выявлено, что расчетный коэффициент трения трибопары не достигал своего максимального значения, резко падал [1-3]. На основании этого им было высказано предположение о изменении качественной структуры коэффициента трения скольжения в трибопаре, т.е. переход от статического к кинетическому трению. С увеличением размеров орудий лова, совершенствованием техники работы проблема повышения тяговых способностей рабочих органов стала весьма актуальной. В 2005 г. нами в результате экспериментальных исследований подтверждена качественная картина взаимодействия трибопар промысловых машин, а также получены численные значения коэффициентов трения скольжения для различных состояний трибопар для углов обхвата 1800 [5 ].


Анализ литературных источников по данному вопросу показал, что не исследовано влияние коэффициентов трения скольжения прибопар рыбопромысловых машин от угла обхвата и дуги трения [1-4].

На практике угол обхвата рабочего тела на фрикционном тяговом органе изменяется в диапазоне от 90 до 1800. Например, угол обхвата на подвесной неводовыборочной машине изменяется от 120 до 1700. Известно также, что диаметр втулок рабочих органов рыбопромысловых машин, как основных их составляющих, также изменяется в широком диапазоне. Однако расчетная формула Эйлера изменение указанных параметров не учитывает.

В связи с этим нами была поставлена задача экспериментальной оценки влияния угла обхвата рабочим телом втулки фрикционного органа и образованной при этом дуги трения.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Для решения поставленных задач, а также с целью планирования экспериментальных работ, на основе анализа литературы [1-5], были определены факторы, от которых зависит значение коэффициента трения скольжения в трибопаре промысловых механизмов.

К ним были отнесены:

- поверхность рабочего органа (сталь, резина);

- структура, форма и материал элементов орудий рыболовства (нитка, веревка, шнур, канат, сетное полотно);

- состояние образца (сухое, мокрое, с биомассой);

- скоростные параметры промысловых машин;

- угол обхвата в трибопаре;

- дуга трения в трибопаре.

В качестве объектов исследований отбирались рыболовные материалы в виде ниток, шнуров, веревок, канатов и сетного полотна. Образцы отбирались чистыми из стандартных бухт и кукол. Материал образцов - полиамид, полиэтилен. Структурные показатели образцов определились по стандартной методике [ ].

Для проведения опытов применялись следующие измерительные приборные инструменты:

- счетчик секундомер ССУ-М;

- линейка;

- рулетка;

- набор грузов ( два комплекта);

- дробь;

- лабораторная установка.

Методика проведения экспериментов включала в себя следующие операции.

Для заданного угла обхвата на тяговой барабан установки накладывался образец, к спадающим концам равной длины которого прикладывались нагрузки одинаковой величины. После установления равновесия сил в ветвях в сбегающей ветви увеличивалась нагрузка до возникновения момента страгивания образца.

После фиксации добавочной загрузки по следующей формуле (2) определяем статический коэффициент трения скольжения в трибопаре:

. (2)

Исходными данными для расчета кинетического коэффициента скольжения в трибопаре является время движения образца по рабочему органу после нарушения равновесия. Замеры времени осуществлялись секундомером ССУ-М с двумя фотоэлектрическими датчиками с точностью до 0,01 см. Расстояние между датчиками определяет рабочий участок измерений.

Далее кинетический коэффициент определялся по формуле (3)

, (3)

где − длина рабочего участка, м; − время движения образца, с.

Такие опыты проводились в диапазоне углов обхвата 900-1800 и с барабанами диаметрами 130 и 217 мм.
Экспериментальная установка

Для реализации описанной методики экспериментов была разработана лабораторная установка. За основу была принята гидрологическая лебедка. В установку входит устройство для изменения угла обхвата, которое позволяет решить первую из поставленных выше задач. Установка оснащается двумя тяговыми фрикционными барабанами цилиндрической формы диаметром 130 и 217 мм. Наличие указанных барабанов обеспечило решение второй задачи из числа поставленных выше. Барабаны изготовлены из стали одинаковой марки.

Футеровка тяговых органов осуществлялась с помощью резиновых чулок, изготовленных из специальной резины
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

По результатам проведенных экспериментов получены зависимости статического и кинетического коэффициентов от следующих факторов: состояния поверхности рабочего органа (резина, сталь); структуры, фермы и материала опытного образца (шнур, нить, веревка, мононить, сетное полотно); дуги поверхности трения, состояния образца (сухой, мокрый, с биомассой), угла обхвата.

В качестве иллюстрации на рисунке показана зависимость коэффициентов трения для капронового шнура (диаметр 4 мм) от состояния образца, угла обхвата, дуги трения.

Как видно из графика на рис. значения коэффициентов трения скольжения возрастает с увеличением указанных факторов. Для сухого образца и стального барабана диаметром 130 мм статический коэффициент в диапазоне углов обхвата от 90 до 1800 изменяется от 0,172 до 0,3, т.е. увеличивается в 1,74 раза. Кинетический коэффициент трения скольжения для стального рабочего органа диаметром 130 мм изменяется в диапазоне углов обхвата от 90 до 1800 следующим образом:

- для сухого образца от 0,204 до 0,303, т.е. увеличивается в 1,48 раза;

- для мокрого образца от 0,242 до 0,352, т.е. увеличивается в 1,45 раза.

Отсюда следует, что кинетический коэффициент на стальном барабане возрастает с увеличением угла обхвата независимо от состояния образца.

Статический коэффициент трения скольжения для стальных барабанов диаметром 217 мм в том же диапазоне углов обхвата изменяется от 0,246 до 0,451, т.е. увеличивается в 1,95 раза. Кинетический коэффициент трения для мокрого образца изменяется от 0,231 до 0,349, т.е. увеличивается в 1,53 раза.


Рис. График зависимости коэффициентов статического и кинетического трения скольжения в трибопарах от угла обхвата, дуги трения, структур и состояния образца

Для остальных образцов полученные данные позволяют сделать следующее выводы.

Значения статического и кинетического коэффициентов трения скольжения в трибопарах промысловых машин с фрикционными рабочими органами возрастают с увеличением угла обхвата независимо от состояния образцов, причем, величина статических коэффициентов трения скольжения для смоченных образцов выше, чем у сухих, что можно объяснить увеличением молекулярной составляющей, которая совместно с механической составляющей сухого трения увеличивает общую силу тяги.

Наименьшее значение коэффициентов трения имеют трибопары, состоящие из рабочих органов со стальной поверхностью и сухих образцов. На обрезиненных барабанах наблюдаются более высокие значения коэффициентов трения и одновременно более значительные падения статических коэффициентов трения, чем на стальных. Обрезиненный барабан, обладая молекулярной гладкостью поверхности, способен эффективнее снижать коэффициент трения скольжения для мокрых образцов, чем стальной с явно выраженной шероховатостью поверхности.


ВЫВОДЫ

При проектировании рабочих фрикционных органов необходимо учитывать в формуле Эйлера коэффициент трения скольжения, значение которого изменяется в зависимости от угла обхвата и диаметра втулки рабочего органа, а также от состояния элементов орудий рыболовства. Результаты выполненных экспериментов содержат численные значения коэффициентов трения для трибопар применительно к реальным условиям эксплуатации промысловых машин и орудий лова. Эти данные позволяют более корректно проводить расчеты возможных тяговых усилий промысловых машин с фрикционными тяговыми барабанами с учетом реально действующих в процессе трения факторов. Факт существования двух различных коэффициентов трения скольжения при одной и той же нагрузке в трибопаре необходимо учитывать в реальной практике. Особенно это важно для современных обрезиненных барабанов, которые, с одной стороны, демонстрируют наибольшую статическую силу трения, а с другой - способны в наибольшей мере терять эту тягу, поскольку имеют низкие коэффициенты кинетического трения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Торбан С.С. Промысловые механизмы для комплексной механизации кошелькового лова рыбы/С.С. Торбан.- М., 1971.

2. Полуяк С.И. Исследование тяговых свойств рабочих органов неводовыборочных машин методом тензометрии// Рыбное хозяйство, 1966.

3. Полуяк С.И. Методика исследования процесса трения элементов сетного полотна о рабочие поверхности неводовыборочных машин//Рыбное хозяйство, 1975. - № 12.

4. Курапцев П.А. Исследование и совершенствование рабочих органов подвесных машин для выборки кошельковых неводов: автореф. дисс… к.т.н.: 051817 – Промышленное рыболовство; А.П. Курапцев. - Владивосток, 1969.

5. Федоров С.В., Зеброва Е.М., Суконнов А.В. Сопленков Ю. Критерии ограничения максимального трения во фрикционных тяговых устройствах рыбопромысловых судов/ С.В. Федоров, Е.М. Зеброва, А.В. Суконнов// Промышленное рыболовство: сб. науч. тр./ КГТУ . Калининград, 2005. -

ANALYSIS OF DEPENDENCY OF FRICTION COEFFICIENT OF

FISHING GEAR ELEMENTS AND FRICTION ELEMENTS OF DECK

MACHINES ON THE ANGLE OF CONTACT AND FRICTION ARC

M. Rozenshtein, A.Sukonov
The article presents the results of experimental research concerning the dependences of sliding friction coefficients in the tribopair consisting of frictions element of deck machines and elements of fishing gear.

Похожие:

Исследование зависимости коэффициентов трения элементов орудий рыболовства и фрикционных iconЭкспериментальное определение зависимостей коэффициентов трения скольжения от характеристик фрикционных органов рыбопромысловых машин и орудий рыболовства 05. 18. 17 Промышленное рыболовство
Доктор технических наук, профессор, заслуженный работник Высшей школы России Михаил Михайлович Розенштейн
Исследование зависимости коэффициентов трения элементов орудий рыболовства и фрикционных iconЧисленное моделирование несжимаемых течений около пластины с микровдувом
Целью моделирования является исследование влияния интенсивности микровдува с части поверхности и его распределения на поведение локального...
Исследование зависимости коэффициентов трения элементов орудий рыболовства и фрикционных iconИсследование устройства пространства параметров в зависимости от коэффициентов связи 43
Сложная динамика систем связанных необратимых отображений с удвоениями периода 17
Исследование зависимости коэффициентов трения элементов орудий рыболовства и фрикционных icon«Сила трения»
Помочь учащимся усвоить причины трения, виды трения, направление и величину силы трения скольжения, способы уменьшения и увеличения...
Исследование зависимости коэффициентов трения элементов орудий рыболовства и фрикционных icon«Сила трения и исследование коэффициента трения объекта на наклонной плоскости»
Тема реферата «Сила трения и исследование коэффициента трения объекта на наклонной плоскости»
Исследование зависимости коэффициентов трения элементов орудий рыболовства и фрикционных iconЛабораторная работа №5 определение коэффициента внутреннего трения воздуха и длины свободного пробега молекул
Экспериментальное определение коэффициентов внутрен-него трения и диффузии воздуха, длины свободного пробе-га и эффективного диаметра...
Исследование зависимости коэффициентов трения элементов орудий рыболовства и фрикционных icon3 математическое моделирование социальных процессов 3
Оценка коэффициентов транспортного трения на основе дневника путешествий Марко Поло 26
Исследование зависимости коэффициентов трения элементов орудий рыболовства и фрикционных iconОрудия Четырех Элементов
Божественного Имени yhvh, а также Элементов; между ними есть некоторая связь и взаимозависимость. Так, даже если используется одно...
Исследование зависимости коэффициентов трения элементов орудий рыболовства и фрикционных iconПравила рыболовства для Дальневосточного рыбохозяйственного бассейна IV. Правила добычи (вылова) водных биоресурсов в целях любительского и спортивного рыболовства
Граждане вправе осуществлять любительское и спортивное рыболовство на водных объектах рыбохозяйственного значения общего пользования...
Исследование зависимости коэффициентов трения элементов орудий рыболовства и фрикционных iconСила трения. Трение покоя
Образовательные: познакомить учащихся с явлением трения, сформулировать понятие сила трения, экспериментально установить, от чего...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org