Рабочих поверхностей детали «диск разбрызгивателя»

Объект исследования: конструкция и характеристики рабочих поверхностей детали "Диск Разбрызгивателя".

Результаты, полученные лично автором: проведен расчет интенсивности изнашивания рабочих поверхностей детали «Диск разбрызгивателя».

Надежность, долговечность, эффективная работоспособность машин, механизмов и приборов в значительной степени определяются процессами, происходящими в зоне фрикционного контакта. В данной статье рассматривается вопрос расчета интенсивности изнашивания рабочих поверхностей детали «Диск разбрызгивателя» (рис.1) в результате центрифугирования диоксида кремния.

Главной частью центрифуги является «Диск разбрызгивателя», насаженный на вращающийся вал. Твердые частицы суспензии отбрасываются на стенки диска под действием центробежных сил. Уплотняясь, данные частицы образуют осадок. Осветленная жидкость переливается в статичный корпус и выводится посредством патрубка в его нижней части. После прекращения работы центрифуги осадок выгружают вручную.

Рис. 1. Диск разбрызгивателя

Проанализировав физико-механические характеристики диоксида кремния оказалось, что полученный продукт белый, аморфный, непористый, индифферентный порошок, распыляется, содержит 99,3% SiO2; имеет высокую дисперсность (диаметр частиц 4 – 40 мкм, имеют сферическую или почти сферическую форму), удельная адсорбционная поверхность составляет 50 – 450 м²/г; насыпной объем приблизительно 50 г/л, плотность – 0,3г/см³; рН водной суспензии 4,0; показатель преломления n²⁰_D = 1,46.

Объем вовлеченного в контактную деформацию материала рассчитывается по формуле:

,

где h – глубина внедрения частицы, мкм, R – усредненный объемный радиус частиц, мкм, n_a – число частиц, находящихся в зоне трения.

Принимая во внимание физико-механические характеристики диоксида кремния и особенности технологического процесса центрифугирования, получим:

.

Удельная интенсивность изнашивания рассчитывается по формуле:

,

где А_r – фактическая площадь контакта, мм²; а – радиус пятна контакта, мм; n_p – число циклов.

Подставив значения А_r = 200 мм², а =13 мм и n_p = 2583·10⁶ получим:

.

Зависимость для определения интенсивности абразивного изнашивания, основанной на усталостной природе разрушения поверхности трения, имеет вид:

,

где А_а – номинальная площадь контакта, мм², А_а = 304 мм².

Применение предложенной математической модели расчета деталей и узлов машин на долговечность по износу на примере определения интенсивности изнашивания функциональных поверхностей детали «Диск разбрызгивателя» позволяет решить одну из основных проблем надежности – прогнозирование изменения работоспособности машин в процессе эксплуатации и, как следствие, обеспечение наработки узла трения на отказ.

Материал поступил в редколлегию 03.05.2017

УДК 004.414

Р.В. Абрамов

Научные руководители доценты кафедры «Технология машиностроения», к.т.н. Е.А. Польский, к.т.н. С.В.Сорокин

[email protected]