Теплообмен в зоне контакта разъёмных и неразъёмных соединений Попов В.М. (1013700), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Нагружсние иа игслсдуемые образны производится с помощью рычажного винтового пресса, создающего стабильные нагрузки и замеряется динамометрической скобой, рассчитанной на угилне до 50 000 н. Усилие нэ об>разцы передается через шаровую опору, исключающую возникновение изгиба>ощсго момента, н охлэждяемый ипок б с сильфопом 4 (см пис. 4-5), которые не допуская>т искажений внешней нагрузки и обеспсчивают гсриетнчпогть камеры в местах подвижного соединения. Элсктродвижущая сила термопарь| измеряется по компенсационному методу потеппиометром 4 типа ПМС-48 с установочным и измерительным гальнаиометрами 6 типа М-25 (см. рис. 4-3). Ностацнонарное течение тсплового процесса фиксируетсн 12-точечным слмопип>уп!нм потснциометром 3 типа ЭПП-ООМ-1. Питание основного на реватсля осуществляется ог гети переменного тока 220 в через стабилизатор >8 марки ИНН-!.
Остаточное давление, создаваемое в рабочей камере 1до (1с 2)!О ' мж рт. гт), замеряется тсрмопарпым вакуумметром л> марки ВИТ-!Л с мэиомстрнчсской лампой ЛТ-2 в роли датчика. Предварительное ря»- режение фиксируется самопнп>уп!им мвповакуумметром 13. Стэн>лоиарный тепловой режим я большинстве случаев устанавливэстгя через 4 — 5 ч после вкл>очепия электрона"зснэтеля и холодильника; при этом установившимся обычно считается режим. когда трн >ослетовятсльных замера показаичй термопар, следующие г 10-чинчтпыч интервалом, различаются яе бозге чем па 0,08 — 0,1'С. Предварительное наступление стапиопарцого ген.>оного пропесга догтаточно точно фиксируется самопишущим потенциометром 3 (см. рис.
4-3). После смены нагрузка установление стяпионарного режима наступает через ! — 1,5 «Изменение величины нагрузки из-за недостаточно плотного прилсганин носа. дочных мест обоазпои к нагревателю и холодильнику ведет к колебаниям и значениях теплового потока. В этом случае. помимо тщательной притирки торцовьгг поверхностей образцов, эмонолнтио> ть соедгиеиий создается в оезультате введения н зоны посадки образцов индий-галлневой композиции (эвтектический сплав).
Оо время опытов измерению подвергаются след!пошив вслн ~ииы: темперагура по длине образцов (Т, — Тл), гиля сжатия образцов (р), остаточное давление ~аза в рабочей камере. При испытаниях используются опытцыс образцы двух видов. Металлические образцы с ковффицисптом теплопроводности л„>15 вт)йя град) выполпяютгя в виде цилиндрических блоков диаметров Ы=ОО дыг и длиной 1= =58 мм (рис.
4-7), Образцы жс из нсмсталличсских материалов с малой теплопроводиостыо ()я<1 вг1(м ° град)] в целях уменьшения радиальных л потерь тепла изготовляются, исходя из соотношения г(/1= =10«е12 (рис, 4-7) ))ля об- % -1 разцон ит цеметаллических материалов примепяютоя смен- 1 пыс приспособления с посадочными местами под образцы и а! нагреватель с холодильником. Под спаи термопар в образРяс. 4-7. Овитвыи ебрллиы. пах первого вида в специаль« — «««илии и л« ° . пом кондукпире выло,иены цо ли«ии"'«6 .»«и «,лли««ии«чет.ырс радием яыт евер тенин «иил«шияб диаметром 1,4 1,6 жм ца ыгубнпу, равную величине радиуса. 1'всстоявис мел.ду отвсрстпячн составляет 6 лм, а от места контакта образцов 3 аж.
Для цсметаллических образцов пацсгспо по трн сверлспия, расстояние мсжту которыми состав;шет 1,5 — 2 лж, а от мсгтв контакта 1,5 мм. При подготовке образцов к постановке опытов особое внимание уделяется созданшо заданной геометрия по. верхпостей образцои (плоскостно-шероховатых поверхзостсй, повсрхносте1! г регулярной и нерегулярной волинстостью, макроотклопепиями тяпа псплоскогтности). Как показывает практика формирования заданной геометрии поверхности, получение плоскостно-шероховатых поверю!остей, в первую с ~средь прн чистовых оиерациял (шлифовапне, притирка, доводка), для о!раничснных площадей (око.ю 700 мм') трудно выполнимо.
В местах захода и выхода режущего ивструтясита па плоскости детали образуются завалы. Лля создания чисто плоских поверхностей применяются приспособления для обработки (рис. 4-8), изготов- ленныс нз матсриалоп, ннало>и шыт материалам образцов. Операция обработки попсрхностей гогтон г в следующем. Между блоками ! и 2 в посадочные гнезда 3 устанавливаютсяя образцы с необработанными контактными понерхностямп. Крепление образцоп осуществ.жетон дпухо< стяжпымн болтамп 4. После устаповк:< приспособления с образцами па сшпок производится обработка всей плоскости Режущий инструмент, как правило, в этом случае па входе и выходе с шовсрхпости образца нс создает завалов.
Не менее трудоемким представляется процесс получения поверхностей с регу.- шрной но,>впстостью. Г1опьпка получения поверхпо. Рпс. 4-8. Пряспособлеппе пля стсй с регулярной вочцп п<>лучсппя плоскостно-перохо- ватых поверхностей обравпов. стостыо выборочным путем нз бо >ьшого чпс.>п образцов, 'ааашсвра>с<с < 'а- сп вп себя цс оправдызаст. Рсшс пнс нопрпга достигается применением устройства для горизонта,>ьно>о цсремсшсння образца. Образсп, закрепленный в приспособлении лля получения плоской поверхности, помещается на стол станка и с помощью второго приспособлен<и сдвигается па велич:ну шага волны й после «аждого проза:>ни инструмента. Так, при шлифовании дан<с пояплястся возможность зарапес подсчитать высоту.
волны по формуле Па=ух<81<, где «> радиус шлифопальцого круга. ,>1ля получения нерегулярной волцигтостн образны обрабатывают на станках с засаленным шлнфовальным кругом, певсправпой гидравлической подачей. Цилиндрическая псплоскостность понсрхпости образ:<а образуется прн обработке ее без приспособлепня для полу >ения плоских ш>верхностей, описапно>о выше.
Сферическая нсплоскостносп достн>астсн при ручной шлифовке или притирке. Микронеровцость повсрхпостсй образцов выязляется по профи,нп.рампам, получаемым контактньм> методом па профи,юметре-профилографе «Калибр ВЭ14» с прсдс. лами,измерений <>б -<1>14 н погрешностью показаний =' 10% . Средняя высота микроцероппостсй й<п определяется в пределах базовой длины как среднее расстояние 107 Тепловой поток находится из одномерного уравнения гРурьс щ> известным )сплопроводности образца и градиенту температуры: для верхнего образца л„ (т, - - г,) >>в ' (4.2) для никнете образца 2Л)г>>Л> СЛ,"гв)Л)г, ) )П)Е Лл — — - 5 .
° Лл--- Л;„>+ л,"гп . Л,",.,>+ Л»г,> 1 а — Ь а"" =">г ь(>г 4.>> ) (4-3) где а — скорость .подьсма температуры па границах об>разков (точки 1 н 8 па рпс, 4-2,б), 'К/мин; /> — вели )ина изме)ения скорости повышения температуры в контактной зоне (рис.
4-2,б), 'К/мин; /Гл и /ги — термические сопротивления материала соответственно верхнего и нижнего образцов в данный момент времени (при данной тсмперат> ре). 109 — приведсш)ыс коэффициенты тспчопроводиости материала соответственно верхнего и ни)кнего образцов прн данной температуре. Разность тепловых потоков лля ве)жпего н нижнего образцов благодари надежной тепловой защите от радиальных тепловых погсрь составляет для металлов с Лм>30 вт/(м град) до 2 — 3%, при Л„:.3О вг/(м ° град) ло 5% и для иеметаллических материалов с Х < <1 вт/(,и ° град) до 10%.
1!огрсшность опытов пс превышает в большинстве случаев 1Ось и лишь при малых тепловых потоках и для немсталлических материалов достигает !5%. 11ри пссгационарном тепловом режиме в зоне контакта в данный момент времени т тепловая проводимость контакта и, „, илн обратное сц термическое сопротивление г(„„,,, определяется следу>ощим выражением: По полученным значениям тсмпсрату.р по покааапиям 12-точсчного потенциометра стро)пса н относительных координатах график зависимости дТ)дт=((7), где 7' относительная координата (см. рис.
4.2). Так, дв)7 1-й точки оирсделяегсн разность температур но мере нагрева образцов 1)Т=- Т<е) --Т, ч и частное ог деления , наносится в зависимости от относ)пельной координаты 7: Ь,— Х . 57+З7 — Х 17=- 'л ' 1= ' а' Загем методом линей:)ой экстраполяции находится величина изменения скорости повьппспия )смпсрн)уры в контактной зоне: Лг„(!, 7) Лл„(О, 7) а7 После этого оиределяегся скорогть повыше));)я температуры на границах образцов (сз).
рис. 4-2,6). Наконец, термическое сопротивление конга:7тн в данный момент времени пахе,(иггя по формуле ь<к,+к) ~7 77 (4 Г7) для которой )(, и )г„опрс)<сля)7)тся рясчстшям путем из выражгпий З7 Л7 и х, где Մ— приведенная теплоироводность верхнего об)азца:   — зх<г))х<т)) Х<г7) + Л<го ' Л 7 — р а с стоян ив между 1 - й точкой замера темп с р ату ры и коп та ктпо й плоскостью, и; хпч — п р ивсдсн н а я тсп лоп роз одп ость нижнего образца: ш" хя '775) 77 ) 77 77 я<75) + Х) Г.) Лт — расстояние между плоскостью контакта и 8-й точкой замера температуры. ) 10 Максимальная относительиня по: рспшость эксперимента подсчитызастгя по зырахгению »я„д» (ы„) зь я» (ш)»х„ я„аг„!.
аг где !Г»-- термическое сопротивление контакта; Л1и †температурн перепад в зоне контакта; Л! — температурный перепад между соседними термопарами; Е - — расстояние между соседними термопарами; Х»» — привслсппый коэффициент теплопроаодпостп контактиру!о!цих материалов; о — абсолютная погрешность при измерении данной величины. Значения температур определялись с помоюыо хромель-а>помслсзых термопар, тсрмо-э. д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
