深圳浸渍器摩擦与磨损问题的研究

考试资料装饰选地板就找亿牌地板浸渍器摩擦与磨损问题的研究曹基俭赵志荣张伟［上海烟草（企业）企业上海卷烟厂］_______________________________________________________________________________【纲要】浸渍器是烟丝浸渍的重要设施，在上下盖的开关过程中因为存在摩擦，进而致使浸渍器锁环、缸齿和盖齿的磨损。本文对此进行了客观剖析和专题研究，并从实质出发，运用摩擦与磨损理论和技术，提出了踊跃的解决举措。【重点词】浸渍器摩擦磨损摩擦片_______________________________________________________________________________1.序言1.1摩擦概括两个互相接触的物体在外力作用下发生相对运动（或拥有相对运动趋向），在接触面而产生的切向运动阻力称为摩擦力，这类现象称为摩擦。按摩擦副的运动形式摩擦可分为滑动摩擦和转动摩擦，或许分为静摩擦和动摩擦，按表面润滑状况摩擦可分为干摩擦、界限摩擦、混淆摩擦、流体摩擦。1.2磨损概括磨损是物体两接触表面间因为摩擦的机械作用使表面物质渐渐消耗的过程，它将致使在垂直于摩擦表面的方向上物体尺寸渐渐减小。接触表面在高应力作用下形成局部机械磨损，破坏形式常受四周环境要素的影响。依据破坏原由，把磨损分为粘附磨损、磨粒磨损和疲惫磨损。1.3问题提出浸渍器是一种开启式的不锈钢压力容器，价值达600多万，设计压力为33bar，设计温度为-80～+50℃，容量为3700升。浸渍器垂直搁置，由上下端盖、缸体、锁环和液压源等构成（见图1）。考试资料装饰选地板就找亿牌地板图１浸渍器表示图浸渍器上下端盖可开关，供喂料及卸料时用。含有规定水份的烟丝定量地输送到浸渍器中，经过加压、注入C02液体、充分浸渍、清除剩余的C02液体和短时间的减压，浸渍器中的压力恢复刭常压，烟丝的温度也随之不停降落，直至形成块状的干冰烟丝，而后进行粉碎和膨胀。正常生产时，浸渍器均匀每18分钟就要达成一次上下端盖的开关和锁环的锁定等工作。在这些过程中，因为浸渍器锁环、缸齿和盖齿之间存在摩擦，致使锁环、缸齿和盖齿的磨损，有时甚至致使锁环“咬死”，进而影响正常生产。假如要对这类磨损进行修复，需要花销大批的人力、物力和财力，需要停产将整机吊出，送有专业资质的单位进行维修，前后耗时达一个多月，维修花费达数十万，不言而喻，这是任何一个厂家都不肯做的事。所以，客观正确地剖析浸渍器运转中的摩擦现象，的确有效地解决由此惹起的磨损问题是十分重要的。2.摩擦与磨损机理2.1摩擦机理两表面接触，在外载荷作用下，真切接触面积上应力很大。进而产生强盛的粘附力，大的压力使个别轮廓峰压平或压入，不单在两个接触物体的硬度的弹性模量不一样时会出现压入，并且在两个物体的硬度同样，而轮廓峰的外形不一样时也会产生压入。这时，看作切向位移时则将在被压入表面犁削或切出条状细槽来。摩擦力的方向一直与位移方向相反，摩擦功等于摩擦力与相对挪动距离的乘积。依据切向挪动的状态，摩擦力分为静摩擦力、局部摩擦力和动摩擦力。一般考试资料装饰选地板就找亿牌地板静摩擦力大于动摩擦力。接触固体的切向挪动能够分为宏观挪动和微观挪动，宏观挪动称为滑动，微观滑移称为预位移。预位移时的摩擦力与预位移成正比，称为局部静摩擦力。预位移增大到某一极限值，则将转变成滑动，称该极限值为极限预位移，对应极限预位移的摩擦力称为静摩擦力。完好处于滑动时的摩擦力是动摩擦力。摩擦力取决于表面层的物理、力学性质。它由两部分构成，即分子部分和机械部分。分子部分主假如切开粘附结点的剪力，机械部分主假如一个表面的轮廓峰在另一表面上的犁削力。摩擦力取决于滑动摩擦系数，在一般的压力与速度下，对确立的摩擦副和环境，能够以为摩擦系数是常量。摩擦系数受摩擦副资料、表面粗拙度、有无润滑剂、环境压力与温度的影响很大。2.2磨损机理在必定的摩擦条件下，磨损过程分为三个阶段，即磨合阶段、稳固磨损阶段和强烈磨损阶段。图2表示磨损量与工作时间的典型关系，它显然地显示出三个磨损阶段。图２磨损量与工作时间的关系磨合是磨损的不稳固阶段，在整个工作时间内其比率很小。磨合阶段的特点是磨损率很高，但随工作时间加长而降低。稳固磨损阶段时间最长，其特点是磨损迟缓、磨损率稳固。考试资料装饰选地板就找亿牌地板强烈磨损阶段的特点是磨损率急剧增添，产生异样噪声和振动，摩擦副温度快速高升，很快致使部件无效。影响磨损度的主要要素有载荷（法向压力）、弹性模量、强度特征、摩擦系数（摩擦性能）、表面粗拙度和波度、分子的互相作用以及速度和温度。浸渍器摩擦与磨损剖析正确运用摩擦与磨损理论和技术，有助于客观的剖析研究浸渍器摩擦与磨损问题。3.1工作原理浸渍器上下端盖和上下缸体上各有20个均布的凸齿，上下端盖的开关分别由各自的油缸控制。上下端盖封闭后，紧接着上下锁环油缸推进各自锁环转动，端盖上的20个凸齿和缸体壁上的20个凸齿及锁定环上的20个凹齿就互相对应啮合，达成了锁定工作，起保险作用的安全凸轮随即封闭，而后上下盖密封圈充入大于35bar的氮气，这样，浸渍器就能够进行正常的烟丝浸渍工作了。当上下端盖需要开启时，锁环先转动，使缸体凸齿与端盖凸齿能够脱开，以实现端盖打开的动作。图３左图表示锁环锁定缸体凸齿与端盖凸齿时的地点，右图表示锁环正在走开锁定地点。图３锁环工位3.2径向摩擦经过剖析图4可知，推进锁环的油缸一端固定不动，另一端为锁环油缸活塞的伸缩端，且与锁环连结，油缸中的活塞在作行程约为170mm的直线运动的同时，油缸也绕着固定点作小角度摇动，而锁环则以缸体为中心作转速约2rpm的低速圆周运动。在活塞的直线运动变成锁环的圆周运动的过程中，锁环遇到切向考试资料装饰选地板就找亿牌地板力和向心力共同作用。图４浸渍器俯视表示图图五为锁环、盖齿和缸齿的表示图，从径素来看，锁环内挡直径为1626mm，端盖凸齿或缸体凸齿外挡直径为1626mm，两者之差为6mm，也就是说，锁环内挡与端盖凸齿或缸体凸齿外挡较为理想的单边空隙应各为3mm。若锁环无径向限位装置，则锁环的运动只好是近似的圆周运动，并且锁环内挡圆与端盖凸齿或缸体凸齿外挡圆之间就会在切向力的作用下产生约150mm左右不规则的径向滑动摩擦，并产生磨损。图５锁环、盖齿和缸齿表示图3.3轴向摩擦考试资料装饰选地板就找亿牌地板从轴素来看，锁环内挡的轴向高度为181mm，而端盖凸齿和缸体凸齿等轴向的总高度为180mm，即锁环内挡与端盖凸齿和缸体凸齿等在轴向上的高度空隙为lmm，换言之，为防止摩擦，锁环内挡与端盖凸齿和缸体凸齿等在轴向高度上较为理想的上下空隙应各为0.5mm。所以，从理论上来说，若存在轴向定位装置，且调整合适，锁环内挡与端盖凸齿和缸体凸齿之间的齿面在工作时不会发生轴向摩擦，更况且只有当浸渍器上下盖封闭，锁环锁到位，上下盖密封圈间充入大于35bar的氮气时，锁环才在垂直方向上发生约0.5mm的位移。开盖前氮气阀门封闭，上下盖密封圈间的氮气获得开释，与大气相通，锁环在垂直方向上理应恢还原位，但实质工作中，因为上下盖密封圈软度、硬度、几何尺寸、资料和加工工艺的选择，锁环内挡与端盖凸齿和缸体凸齿之间齿面自己的水平度，对锁环内挡与端盖凸齿和缸体凸齿等在轴向高度上的上下空隙的调整，对端盖凸齿和缸体凸齿啮合齿面空隙的调整以及维修调整养护周期等问题，使得锁环内挡与端盖凸齿和缸体凸齿齿面之间很难有空隙存在，因此就产生了轴向滑动摩擦和磨损。对策举措4.1径向摩擦与磨损的防止因为锁环内挡与端盖凸齿或缸体凸齿外挡之间的确存在着径向摩擦与磨损，且相对而言，凑近锁环油缸邻近的磨损量较大。解决举措：在锁环外圈的120°三平分的径向对称地点上各加装一径向定位装置，经过调整这三个径向支点的地点，使锁环内挡与端盖凸齿或缸体凸齿外挡之间的空隙基真相等，促进锁环作圆周运动，进而防止了锁环内挡与端盖凸齿或缸体凸齿外挡之间摩擦与磨损。可采纳一般黄铜作为支点资料，它与不锈钢锁环构成一对摩擦副。尽人皆知，纯净金属表面的摩擦系数相当大，并且同类纯金属间的摩擦系数比异类纯金属和同类合金间的摩擦系数大的多。采纳一般黄铜与不锈钢锁环构成一对摩擦副后状况就大不同样，钢与钢之间的摩擦系数为0.1～0.12，而钢与黄铜的摩擦系数只有0.03。两者对比，不锈钢硬度大于黄铜的硬度，不锈钢成了耐磨资料，黄铜成了一种易损资料，调动也很方便。有了上述举措，加之每个月一次的按期检查或调考试资料装饰选地板就找亿牌地板整，锁环内挡与端盖凸齿或缸体凸齿外挡之间的摩擦与磨损问题就能够获得解决。图6表示的是浸渍器径向和轴向定位装置的表示图。图６浸渍器径向和轴向定位装置表示图4.2轴向摩擦与磨损的防止因为锁环内挡与端盖凸齿或缸体凸齿外挡的单边空隙为3mm，且锁环内挡圆与端盖凸齿或缸体凸齿外挡圆之间只有约150mm不规则的径向滑动摩擦和磨损，接触面积又小，摩擦与磨损问题解决的可行度较高。而锁环内挡与端盖凸齿和缸体凸齿等在轴向高度上的上下空隙单边只有0.5mm，只管经过轴向定位装置能够调整空隙，但对比之下，无论是摩擦段仍是摩擦面积，这类轴向滑动摩擦和磨损都远远大于上述说起的径向滑动摩擦和磨损，它是一种磨粒磨损，也就是说，在滑动摩擦副中，一个表面较硬或在两表面间有硬的磨粒，则磨损的主要形式是磨粒磨损。在切向运动下，较硬的轮廓峰或磨粒在配偶表面上象切削同样划出条状细槽，造成资料零落。这类摩擦对锁环内挡与端盖凸齿和缸体凸齿齿面的磨损较大。浸渍器轴向摩擦与磨损波及的要素许多，解决该问题就显得比较复杂。第一参照径向定位的方法安装轴向定位装置，能够使锁环内挡与端盖凸齿和缸体凸齿等在轴向高度上的上下单边空隙基真相等（见图6）。其次，在保持锁环内挡高考试资料装饰选地板就找亿牌地板度、端盖凸齿、缸体凸齿总厚度不变的状况下，将端盖凸齿和缸体凸齿厚度各减去必定厚度，以该减去的厚度为准，在端盖凸齿和缸体凸齿上各增添同样厚度相同齿形的摩擦片不乏是一理智之举（即为图五表示图中盖齿和缸齿上的粗黑部分）。这样，经过按期调动摩擦片，就能够保护锁环，使之不被磨损。摩擦片的选择浸渍器包含锁环由不锈钢制成，国产牌号为00Cr18Ni10，美国牌号为304L。为此，摩擦片资料的选择是十分重要的，其硬度要比不锈钢低，同时又要耐磨。只管可选作摩擦片的资料好多，但较合适与不锈钢配对成摩擦副的，应选择蒙乃尔资料为好。蒙乃尔是一种粉末冶金，成份主要有Ni（镍）、Cu（铜）、Fe（铁）、Mn（锰）、Si（硅）等，假如实质使用时摩擦片磨损太快，可合适增添一点C（碳），以增添耐磨性。此刻作为摩擦片且使用比较成熟的蒙乃尔资料主要成份有Ni(65.56%)、Cu(30.72%)、Fe(2.04%)、Mn(1.46%)、Si(0.19%)、C(0.029%)等，其抗拉强度为19.6～39.2MPa，远低于不锈钢300MPa以上的抗拉强度，密度为5.76～6.6g/cm3，比不锈钢4.6～5.2g/cm3的要高，所以，其强度、韧性、朔性、硬度和耐磨性都比较理想。摩擦片的形状摩擦片形状一定与端盖凸齿和缸体凸齿齿形同样，长度取凸齿的长度，宽度取凸齿的宽度，长度方向上的两边应呈圆弧状，其内外弧与凸齿内外弧相等，这样才能保证浸渍器上下盖开关时不会发生碰擦现象。摩擦片的定位既然浸渍器锁环内挡与端盖凸齿和缸体凸齿齿面之间存在轴向滑动摩擦和磨损，那么正确选择摩擦片的定位方式就显得十分重要。详细来说，就是耍从径向和轴向两个方向长进行定位，以防备摩擦片的零落。轴向定位一是使摩擦片宽度方向上两边的内侧向内倾斜（见图七），二是用两个必定直径的铆钉将摩擦片与端盖凸齿或缸体凸齿固定在一同，上述两点可防备摩擦片的零落。须提示的是，为了方便往后拆装，铆钉不可以选与浸渍器同样的不锈钢资料，硬度也不可以太硬，即比通用钻头的硬度耍低一级，同时要考虑铆钉考试资料装饰选地板就找亿牌地板的膨胀性，增添连结的靠谱度。从锁环的运动方素来看，摩擦片的受力主要来自剪切力的作用，所以，在对摩擦片进行径向定位时，摩擦片宽度方向上两边的内侧与端盖凸齿或缸体凸齿之间的配合不可以有空隙（见图七），不然受剪切力的频频作用，摩擦片就会发生位移，致使用于轴向定位的铆钉松动、剪断以及摩擦片的变形，摩擦片就会零落。摩擦片与端盖凸齿或缸体凸齿之间的配合一般选过分配合为宜，即能用铁锤轻轻敲至配合面即可。考虑到经济性、适用性和不变形性，摩擦片厚度要适合。若在两金属配合面涂上一些金属粘合剂，两金属配合成效会更好。此外，摩擦片宽度方向上的两边平面应保持必定的倾角（见图7），以便锁环开关时起到导向的作用。图７摩擦片表示图4.3定位装置的润滑若能在径向和轴向定位装置设计油道，加装油嘴，按期定量的加一些少许的润滑脂，对进一步改良径向和轴向定位装置的摩擦状况有明显的作用，这时的摩擦就呈界限摩擦状态，此时的摩擦系数按照下述一般规律：(1)润滑表面的摩擦系数低于无润滑表面的摩擦系数；(2)润滑剂分子的极性愈强，分子愈长，则摩擦系数愈低。所以，一般油脂比矿物油更能降低摩擦系数；(3)对同一种润滑剂来说，一般无润滑表面摩擦系