РОЗДІЛ 2
розробка методики і стенда для досліджень з врахуванням динаміки роботи
бурового насоса
2.1 Методики та обладнання для дослідження вузлів тертя при
зворотно-поступальному русі
Методики моделювання тертя і зношування розроблені для наступних основних
цілей: оцінка працездатності матеріалів при різних режимах випробувань,
відповідних натурному вузлу; порівняльні випробування пар тертя з метою
виявлення параметрів процесу, які відповідні умовам експлуатації; прогнозування
фрикційно-зносостійких характеристик натурного вузла тертя; виявлення
визначальних факторів, які впливають на загальну поведінку трибологічної
системи; оптимізація - точне визначення такого поєднання діючих факторів і їх
значень, при яких забезпечуються найкращі вихідні характеристики всієї системи
в цілому; виявлення функціональних співвідношень - визначення природи
залежності між двома або декількома діючими факторами, з однієї сторони, і
відгуком системи з другої [57-62].
Результати досліджень і запропоновані рекомендації перевіряють на стендах або
лабораторних установках, а кінцеві - представляють для експлуатаційної
перевірки на дослідній машині чи стенді в натурних умовах.
Необхідно відмітити, що в даний час дослідниками розробляється експериментальне
обладнання самостійно, виходячи з поставлених перед ними задач і можливостей
[63].
Основною метою відомих методик проведення випробувань на зношування в натурних
умовах експлуатації або з використанням установок для випробувань на зношування
є кількісне визначення характеристик процесу зношування, під якими розуміють
числові дані про зміну конфігурації або маси спрацьованого тіла та виявлення
механізму руйнування пар тертя. Різні методики випробувань на зношування
внаслідок великої кількості факторів, що впливають на цей процес в більшій
степені дискусійні, так як усі фактори не можуть бути враховані, забезпечення
цього обходиться дорого, тим більше, що в багатьох випадках сам вплив цих
факторів на процес зношування досліджено ще недостатньо. В силу цього не можна
в загальному випадку порівнювати результати випробувань на зношування, за
виключенням тих, які проведені в аналогічних умовах (при одному і тому ж виді
зношування).
В певних випадках досліджують загальний характер зношування при оцінці
взаємодії окремих факторів і при зведенні до мінімуму загального числа інших
факторів. Як правило, умови навантаження створюють свідомо жорсткіші для того,
щоб одержати вимірювані величини зношування в прийнятні терміни. І хоча при
використанні цих методик характер випробувань значно відрізняється від
експлуатаційних умов, але випробування подібного роду використовуються досить
широко, оскільки необхідне для проведень досліджень обладнання просте за своєю
конструкцією та в обслуговуванні.
Завдяки вдосконаленню методів і методик безперервних вимірювань величини
зношування дослідження процесу проводять в експлуатаційних умовах. В таких
випадках випробування на зношування проводяться на випробувальних стендах і на
натурних машинах, що експлуатуються.
Відоме з літературних джерел обладнання умовно можна розділити на дві групи
[57]. До першої можна віднести установки для комплексних динамічних
випробувань, які імітують роботу пар тертя в реальних агрегатах і одночасно
дозволяють вивчати температурний режим, тертя, герметичність та інші параметри.
Вони споряджені складними системами забезпечення і вимірювання великої
кількості досліджуваних характеристик.
До другої групи установок можна віднести обладнання для вирішення певних задач.
Ці пристрої і установки, не маючи особливої складності і універсальності,
дозволяють виконувати конкретно поставлені задачі.
В науково-дослідницькій практиці, при вивченні питань тертя і зношування в
машинах, знаходять застосування різні методи і машини тертя [58-61].
Стосовно зворотно-поступального руху відомий стенд для випробувань
зворотно-поступальних пар тертя нафтопромислових насосів у корозійних
середовищах [62], машини тертя для дослідження характеристик трибоспряжень при
зворотно-поступальному переміщенні [64]; пристрій для дослідження матеріалів на
тертя та зношування [65]; машини тертя [4,66] і ін.
Стенд (рис. 2.1) [67] призначений для вивчення впливу корозійно-активних
середовищ на характер і механізм зношування натурних деталей ущільнюючих
пристроїв робочих органів насосів типу 5МК-500 в стендових умовах.
Рис. 2.1. Схема стенда приставки для вивчення впливу корозійно-активних
середовищ
Стенд-приставка має замкнуту циркуляційну систему і гідравлічно зв'язаний з
насосом 14Т, працюючим на технічній воді та складається із гідроциліндра 1 із
двоступінчатим штоком 2, який герметизується з двох сторін випробуваними
ущільненнями 3, 4. Між ступенями штока 2 встановлюється поршень 5, що розділяє
робочу камеру гідроциліндра на дві порожнини, одна з яких з'єднана
трубопроводом через дросель з циліндровою камерою насосу 14Т, інша через
всмоктуючі нагнітаючі клапани з ємкістю, заповненою випробувальним корозійно
активним середовищем. Найбільший тиск нагнітання (до 50 МПа) створюється
співвідношенням діаметрів ступіней штока 1. Сумарні сили тертя вимірюються
двома датчиками 6, 7 встановленими коаксиально до штока 8. Кожен із датчиків
призначений для роздільної реєстрації сумарних сил тертя при ході нагнітання.
Переміщення штока визначається за допомогою індуктивного датчика переміщення 9.
Стан робочої поверхні втулки 10, яка зазнає корозійно-механічного зношування,
оцінюється по зміні в часі електродного потенціалу металічної поверхні тертя та
вимірюється за допомогою електр
- Київ+380960830922