ВИЗНАЧЕННЯ ВТРАТ ПОТУЖНОСТІ НА ТЕРТЯ КОЧЕННЯ В ОПОРНИХ ВУЗЛАХ ОБЕРТОВИХ АГРЕГАТІВ НЕПЕРЕРВНОЇ ДІЇ
DOI:
https://doi.org/10.18372/0370-2197.1(90).15248Ключові слова:
тертя кочення, коефіцієнт тертя кочення, обертовий агрегат, контактний тиск, опорний вузолАнотація
У загальному випадку втрати на тертя кочення і ковзання в опорних вузлах можуть досягати 30% сумарної потужності приводу, яка може становити і більше. Також мають місце інші механічні втрати на тертя кочення та ковзання, зокрема в зубчастому зачепленні приводу обертання агрегату. В статті представлено результати експериментальних досліджень процесу тертя кочення двох циліндричних роликів на дослідному стенді, що моделює роботу опорного вузла обертового агрегату. В основі розроблення експериментального стенду закладено три критерії подібності (геометричної, кінематичної і динамічної) до діючого обладнання. Стенд виконано із геометричним масштабом пари кочення M. Навантаження в контакті визначали за умови рівності контактних тисків, що виникають між бандажем і роликом на натурному обладнанні і досліджуваними роликами на експериментальному стенді. Отримано визначальні силові і кінематичні характеристики дослідної моделі. Визначено момент тертя кочення залежно від колової швидкості кочення та радіального навантаження на пару кочення. На основі експериментально отриманих результатів значення коефіцієнту тертя кочення сталевих роликів рекомендовано значення його меж. Визначено, що значення коефіцієнту тертя кочення може коливатися внаслідок зміни швидкості кочення в певних межах, а далі зростати з подальшим збільшенням швидкості. Встановлено закономірності зміни коефіцієнтів тертя кочення від швидкості кочення та радіального навантаження за різних значень контактних тисків, що відповідають реальним значенням в опорних вузлах промислових обертових печей. На підставі цього визначено втрати потужності на тертя кочення в опорних вузлах великогабаритних обертових агрегатів, неперервної дії, зокрема барабанних сушарок, грохотів, тощо виходячи із рекомендованих за результатами експериментальних досліджень значень коефіцієнту тертя кочення.
Посилання
Jurkiewicz A. Compression of two rollers in sheet-fed offset printing machine / A. Jurkiewicz, Y. Pyryev // Acta Mechanica et Automatica. — 2011. — Vol. 5, No. 4. — P. 58–61.
Deshpande V. Contribution to kiln tyre contact stress analysis / V. Deshpande, A. Dhekhane // International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. — 2014. — Vol. 3, No. 2. — P. 9500–9504.
Kuzio I. V. Raschet y kontrol ustanovky ahrehatov nepreryvnoho proyzvodstva / I. V. Kuzio, T. G. Shevchenko. — Lvov : Vyshcha shkola, 1987. — 176 p.
Bashta O. V. Doslidzhennia vtrat potuzhnosti vnaslidok tertia kovzannia i kochennia v zubchastomu zacheplenni. оhliad / O. V. Bashta, P. L. Nosko, O. V. Rad’ko, [et al.] // Problemy tertia ta znoshuvannia. — 2020. — Vol. 0, No. 4(89). — P. 47–57.
Dyk D. J. van Analysis of dynamic effects in a rotary kiln system used for iron production / D. J. van Dyk, L. Pretorius // R&D Journal. — 1995. — Vol. ІІ, No. 1. — P. 12–20.
Krot P. Model based monitoring of dynamic loads and remaining useful life prediction in rolling mills and heavy machinery / P. Krot, I. Prykhodko, V. Raznosilin, R. Zimroz. — Cham : Springer International Publishing, 2020.
Cherepanov G. P. Theory of rolling: solution of the coulomb problem / G. P. Cherepanov // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. — 2014. — No. 55. — P. 182–189.
Zhou X. Mechanical model and contact stress emulational analysis of rotary kiln’s tyre / X. Zhou, Y.-L. Liu, X.-Q. Zhao, L.-P. Huang // Journal of Central South University of Technology. — 2002. — Vol. 33. — P. 526–529.
Yang X. Y. Contact pressure of loose-fitted tyre under intermittent contact / X. Y. Yang, Y. G. Xiao, X. M. Lei, G. X. Chen // Advanced Materials Research. — 2013. — No. 816–817. — P. 1015–1018.
Xiao Y. General solution to kiln support reactions and multi-objective fuzzy optimization of kiln axis alignment / Y. Xiao, X. Li, X. Chen // Structural and Multidisciplinary Optimization. — 2008. — No. 36. — P. 319–327.
Li X.-J. The contact finite element analysis of support structure of large-scale rotary kiln with multi-supporting / X.-J. Li, Y.-P. Shen, Y.-Q. Wang, D.-S. Liu // Engineering mechanics. — 2006. — Vol. 23, No. 9. — P. 109–113.
Greenwood J. A. Hysteresis losses in rolling and sliding friction on jstor / J. A. Greenwood, H. Minshall, D. Tabor // Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. — 1961. — Vol. 259, No. 1299. — P. 480–507.
Žiga A. Stress state in rotary kiln support rollers / A. Žiga, J. Kačmarčik // Mašinstvo. — 2017. — Vol. 1, No. 14. — P. 3–10.
Tadić B. Static coefficient of rolling friction at high contact temperatures and various contact pressure / B. Tadić, V. Kocovic, M. Matejić, [et al.] // Tribology in Industry. — 2016. — Vol. 38. — P. 83–89.
Tharoon T. Analysis of rotary kiln support roller by using analytical method and fea software / T. Tharoon // International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology. — 2016. — Vol. 4, No. XII. — P. 603–611.
Wang H. Nominal friction coefficient in spread formulas based on lead rolling experiments / H. Wang, Y. Hu, F. Gao, [et al.] // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. — 2015. — Vol. 25, No. 8. — P. 2693–2700.
Scaraggi M. Rolling friction: comparison of analytical theory with exact numerical results / M. Scaraggi, B. Persson // Tribology Letters. — 2014. — Vol. 55. — P. 15–21.
Wiegand B. P. Estimation of the rolling resistance of tires / B. P. Wiegand. — Warrendale, PA : SAE Internationphotolithography, exposure, additive technologies, DLP, SLA, LCD, photo masks,
productional, 2016.
