Способ пропитки полых пористых изделий

Союз Советских

Соцкалмстнческих

Республик

ОП ИСАНИЕ

И ЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕ ТЕЛЬ СТВУ 876305 (6l ) Дополнительное к авт, саид-ву У 676387 (51)М. Кл. (22) Заявлено 12.03.80 (21) 2892959/22-02

В 22 F 3/26 с присоединением заявки М— (28) Приоритет—

1Ьеударстванлый комитет

СССР да делам кэабретений н открытий (53) УДК 621.762. .8 (088.8) Опубликовано 30.10.81. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30.10.81

Н. Н. Дорожкин, В. К. Ярошевнч, М. А. Белоцерковский и А. М. Белоцерковский (72) Авторы изобретения

Институт проблем надежности и долговечности машин АН Белорусской CCP (7l) Заявитель (54), СПОСОБ ПРОПИТКИ ПОЛЫХ

ПОРИСТЫХ ИЗДЕЛИИ

Изобретение относится к технологии матпнностроения, а именно к способам пропитки жидкими смазками пористых втулок или пористых покрытий, нанесенных на внутреннюю поверхность втулок.

По основному авт. св. No 676305 известен способ пропитки полых пористых изделий, включающий помещение в полость изделий цапфы, упруго поджатой под давлением 1 — 100 МПа, введение в полость изделия пропитывающей о жидкости и вращение изделия со скоростью

0,1-10 м/с (1).

Недостатком способа является отсутствие контроля за процессом пропитки. Это приводит к тому, что время одного цикла пропитки

15 может быть либо меньше требуемого, что ухудшает качество пропитанных изделий, либо больше, что уменьшает производительность процесса, повышает расход электроэнергии.

Цель изобретения — оптимизация процесса

20 пропитки путем экспрессного контроля за иеи.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе пропитки полых пористых изделий осуществляют контроль величины кру2 тящего момента иэделия, причем о завершении процесса пропитки его судят по величине минимального значения крутящего момента.

На фиг. 1 представлен график изменения крутящего момента изделия и электрического тока в питающей цепи электродвигателя во времени; на фнг. 2 — схема устройства оптимизации процесса пропитки.

Способ основан на обнаруженном экспериментально и подтвержденном теоретически явлении, заключающемся в том, что в каждом цикле пропитки характер изменения крутящего момента от can сопротивления на изделии остается постоянным. Это .объясняется закономерностями изменения коэффициента трения между упруго поджимаемой цапфой и пропитываемым изделием. В начальный период при малой скорости скольжения и очень тонком слое пропи,тывающей жидкости в зоне контакта имеет место граничное трение, коэффициент трения почти не изменяется до некоторого значения, этот период изображается на графике зависимости крутящего момента от сил сопротивления участком Ме — а (фиг. 1). При дальнейшем

76305 4

3 8 возрастании скорости вращения крутящий момент быстро уменьшается, так как поверхности скольжения отдаляются друг от друга, но не настолько, чтобы исключить возможность прикосновения отдельных микровыступов рельефа поверхностей цапфы и пронитьтваемого изделия, следовательно, граничное трение не полностью исключено (участок а — b на фиг. 1). Крутящий момент М р достигает минимума (т в . на фиг. 1) в тот момент, когда пропитывающая жидкость полностью заполнит поры и покроет все шероховатости на поверхностях скольжения.

Дальнейшее течение кривой Мхр= f(t) определяется динамической вязкостью, скоростью вра, щения иэделия и средней. удельной нагрузкойна. цапфу. Таким образом, на кривой М у= f(t), характеризующей процесс пропитки, обязательно имеется минимальное значение (т в), которое соответствует моменту окончания полной пропитки пористого изделия и возникновению жидкостного клина, т.е. достижению минимального значения коэффициента трения между цапфой и пропитываемым изделием.

При дальнейшем вращении изделия из-за тепловыделения повышается температура смазочно-пропитывающей жидкости, уменьшается вязкость, возрастает коэффициент трения и перегрев пропитываемого изделия. Таким образом, для достижения максимальной производительности и минимального энергопотребления, а также высокого качества пропитки, процесс пропитки необходимо прекращать по достижении минимального значения М1 р .

Крутящий момент изделия прямо пропорционален мощности, потребляемой электродвигателем или любым другим устройством, с помощью которого осуществляется вращение изделия. Мощность, потребляемая электродвигателем, прямо пропорциональна электрическому току, таким образом, контроль за пропиткой можно осуществлять, например, путем контро. ля величины электрического тока, и пропитку прекращать по достижении минимального значения электрического тока.

Нагрузочная характеристика электродвигателей Q = 1(т) имеет две экстремальные точки (фиг. 1): и — пик пускового момента (время разгона), m — минимум крутящего момента, вследствие чего, осуществляя контроль за пропиткой с помощью, например, линейных интегральных схем, необходимо вводить в схему оптимизаторов реле времени, *отсекающее" пик пускового момента. Это не повлияет на степень заполнения пор смазкой, так как время разгона электродвигателей составляет 2 — 10 с, а период собственно пропитки на порядок больше.

Устройство, реализующее предлагаемый способ (фиг. 2), содержит цапфу 1, поджатую уп5

10 !

4О

55 ругим элементом 2 к пропитываемому изделию 3, соединенному приводом 4 вращения с электродвигателем 5, подключенным к источнику 6 электрического тока, трансформатора 7 тока, установленного на питающей шине электродвигателя 5 и подключенного к выпрямителю 8, с которого электрический ток подается на дифференцирующее звено 9, которое подключено к компаратору 10, к нему подключен регулируемый источник 11 опорного напряжения. Компаратор 10 соединен со схемой 12 совпадения, к которой подключено реле 13 времени. Схема 12 совпадения соединена с исполнительным реле 14, подключенным в цепь питания электродвигателя.

Устройство работает следующим образом.

Папфу 1 с помощью упругого элемента 2, с определенным усилием поджимают к пропитываемому изделию 3, заполненному жидкой смазкой, подключают электродвигатель 5 к источнику б электрического тока и с помощью привода 4 осуществляют вращение изделия 3.

Электрический ток от трансформатора тока 7 через выпрямитель 8 проходит к дифференцирующему звену 9, которое выдает производную тока по времени на вход компаратора 10, .сравнивающего входное напряжение и заданное опорное напряжение от регулируемого источника 11 опорного напряжения. На выходе компаратора 10 получаем сигнал или нуль в зависимости от полярности дифференциального входного сигнала по отношению к заданному опорному уровню. Сигналы с выхода компаратора 10 и реле 13 времени (установка которого должна быть несколько больше времени разгона электродвигателя 5) подаются на схему 12 совпадения, с выхода которой выходной сигнал, соответствующий достижению окрест-. ности экстремума — = 0 выдается на исполнительное реле 1ч, которое отключает электродвигатель 5 от источника 6 питания. Процесс пропитки закончен.

Способ осуществляется следующим образом.

Во втулку. диаметром 60 мм и длиной 60 мм из высокооловянистой бронзы Бр010 с пористостью 30 o заливают жидкую смазку (масло индустриальное 45). Через упругий элемент (резиновую прокладку из вакуумной резины) цапфу поджимают к втулке с удельным давлением 1,6 МПа. Динамическая вязкость масла—

0,04 Ма ° с. Скорость вращения втулки составляет 0,477 м/с, что обеспечивает возникновение гидродинамического клина между втулкой и цапфой. Схема оптимизации изготовлена с использованием серийных элементов линейных интегральных схем — операционных и цифровых усилителей. В качестве дифференцирующего звена и компаратора использовались операционные усилители К140УТ1 и К140УТ2. Схема сов5 876305 6 падения собрана на элементе цифрового усилю, пористых иэделий, что.дмт возможность его теля К176ЛЕ5. Настройка схемы производилась автоматизации. с помощью электроннолучевого осциллографа типа Cl-68. Установка реле времени составляла 5 с; Через 67 с с момента включения cxe- > Ф о р м у л а и з о б р е r е н и я мы электродвигатель был автоматически отключен. Гидростатическнм взвешиванием и металло- Способ пропитки полых пористых изделий графическим. анализом установлено, что все от- по авт. св. Н 676387, о т л и ч а ю щ и йкрытые поры втулки заполнены маслом. Иссле- cятем,,что, с целью оптимизации процесса дование наполнения втулок таких же размеров >о пропитки, осуществляют контроль величины путем пропитки эа 45 — 60 с показали, что втул- крутящего момента изделия, причем завершеки пропитываются неполностью. Пропитка длж ние процесса пропитки определяют по величине тельностью более 67 с не повышает количества ьяпптмального значения крутящего момента. масла в порах и требует неоправданных энерго., Источники информации, затрат. принятые во внимание при экспертизе

Таким образом, предлагаемый способ позво- 1. Авторское свидетельство СССР tP 676387,. лает оптимизировать процесс пропитки полых кл. В 22 F 3(26, 1977.

П

ВНИИПИ Заказ 9449/12

Тираж 872 Подписное

Филиал ППП Патент, ; r.Óæã0ðîä, ул.Проектная,4