2. Анализ работы узлов трения барабана разматывателя

1. Зубчатое зацепление привода барабана разматывателя

Наибольшее контактное напряжение в косозубом цилиндрическом зацеплении:

Р²_max = ;

Где u – передаточное число;

А – межцентровое расстояние, А = 0,8 м;

b – ширина зубчатого венца, b = 0,32м;

К = 1,3;

М_к – крутящий момент на колесе, М_к = 0,1 МНм.

Р_max =

P_max = 565 МПа.

Скорость скольжения в зубчатом зацеплении:

V_ск =

V_ск = 23,2 м/с

Окружная скорость барабана разматывателя = 21 м/с.

В процессе работы зубчатых колес могут протекать явления, вызывающие различные виды износа. Так как в данном узле трения работа ведется с большими нагрузками и большими скоростями, то вероятно зубчатая передача подвержена усталостному выкрашиванию, когда на поверхности образуются осповидные выщербы, приводящие к выходу из строя зубчатой передачи. В дальнейшем прогрессирующее выкрашивание приведет к распространению на всю контактирующую площадь. В этом случае, в зоне контакта, произойдет нарушение нормального режима смазки, что приведет к интенсивному износу трущихся поверхностей в связи с абразивным действием выкрошившегося материала. Возможно пластическое обмятие и заедание.

Зубчатую шестерню привода изготавливаем из стали 35 ХНЛ которая обладает высокой прочностью, пластичностью, вязкостью и твердостью поверхности и применима для изготовления деталей работающих при высоких нагрузках. Термическая обработка состоит из нормализации, отпуска и поверхностной закалкой в газовом пламени. Зубчатое колесо изготавливается из стали 38 ХГН которая обладает высокой поверхностной твердостью, износостойкостью, повышенным пределом выносливости и минимальной деформацией. Для повышения нагрузочной способности применяют объемную и поверхностную закалку.

Основным смазочным материалом для зубчатых зацеплений являются минеральные масла, которые обеспечивают интенсивный теплоотвод и фильтрацию продуктов изнашивания.

2.2 Клиновое соединение

Радиальное давление на барабан разматывателя при натяжении полосы:

;

где r₁ – радиус вала барабана разматывателя, r₁ = 175 мм;

r₂ - максимальный радиус рулона, r₂ = 1050 мм;

r₃ – радиус барабана разматывателя, r₃ = 310 мм.

σ_н = σ _т 0,335 = 320*0,335 = 107 МПа.

σ_т =

σ_Т = 101,86 МПа.

Радиальное давление на один клин получится 101,86 /12 клиньев получим 8,5 МПа.

Так как в данном узле трения работа ведется с малыми скоростями и высокими удельными нагрузками возникает адгезионное изнашивание. При этом происходит пластическая деформация поверхностного слоя, возникают местные металлические связи между трущимися поверхностями и нарушение этих связей.

Для изготовления планок сегмента применяется бронза марки Бр А10ЖМц2 – износостойкая деформируемая бронза, применяется для высоко нагруженных соединений, этому способствует высокие прочностные характеристики при достаточно высоких пластических свойствах и ударной вязкости с высокой коррозионной стойкостью. Для изготовления клинового вала применяют сталь 34 ХН3М которая обладает высокой поверхностной твердостью, износостойкостью, повышенным пределом выносливости и минимальной деформацией. Для повышения нагрузочной способности применяют объемную и поверхностную закалку.

В данном узле трения затруднительно применение жидкостной смазки, поэтому применяется ПСМ. Он обеспечивает режим граничной смазки, удерживает смазочный материал в слабогерметизированных узлах трения.