考試資料裝飾選地板就找億牌地板浸漬器摩擦與磨損問題的研究曹基儉趙志榮張偉［上海煙草（企業(yè)）企業(yè)上海卷煙廠］_______________________________________________________________________________【綱要】浸漬器是煙絲浸漬的重要設(shè)施，在上下蓋的開關(guān)過程中因為存在摩擦，進而致使浸漬器鎖環(huán)、缸齒和蓋齒的磨損。本文對此進行了客觀剖析和專題研究，并從實質(zhì)出發(fā)，運用摩擦與磨損理論和技術(shù)，提出了踴躍的解決舉措?！局攸c詞】浸漬器摩擦磨損摩擦片_______________________________________________________________________________1.序言1.1摩擦概括兩個互相接觸的物體在外力作用下發(fā)生相對運動（或擁有相對運動趨向），在接觸面而產(chǎn)生的切向運動阻力稱為摩擦力，這類現(xiàn)象稱為摩擦。按摩擦副的運動形式摩擦可分為滑動摩擦和轉(zhuǎn)動摩擦，或許分為靜摩擦和動摩擦，按表面潤滑狀況摩擦可分為干摩擦、界限摩擦、混淆摩擦、流體摩擦。1.2磨損概括磨損是物體兩接觸表面間因為摩擦的機械作用使表面物質(zhì)漸漸消耗的過程，它將致使在垂直于摩擦表面的方向上物體尺寸漸漸減小。接觸表面在高應(yīng)力作用下形成局部機械磨損，破壞形式常受四周環(huán)境要素的影響。依據(jù)破壞原由，把磨損分為粘附磨損、磨粒磨損和疲憊磨損。1.3問題提出浸漬器是一種開啟式的不銹鋼壓力容器，價值達600多萬，設(shè)計壓力為33bar，設(shè)計溫度為-80～+50℃，容量為3700升。浸漬器垂直擱置，由上下端蓋、缸體、鎖環(huán)和液壓源等構(gòu)成（見圖1）?？荚囐Y料裝飾選地板就找億牌地板圖１浸漬器表示圖浸漬器上下端蓋可開關(guān)，供喂料及卸料時用。含有規(guī)定水份的煙絲定量地輸送到浸漬器中，經(jīng)過加壓、注入C02液體、充分浸漬、清除剩余的C02液體和短時間的減壓，浸漬器中的壓力恢復(fù)剄常壓，煙絲的溫度也隨之不停降落，直至形成塊狀的干冰煙絲，而后進行粉碎和膨脹。正常生產(chǎn)時，浸漬器均勻每18分鐘就要達成一次上下端蓋的開關(guān)和鎖環(huán)的鎖定等工作。在這些過程中，因為浸漬器鎖環(huán)、缸齒和蓋齒之間存在摩擦，致使鎖環(huán)、缸齒和蓋齒的磨損，有時甚至致使鎖環(huán)“咬死”，進而影響正常生產(chǎn)。假如要對這類磨損進行修復(fù)，需要花銷大批的人力、物力和財力，需要停產(chǎn)將整機吊出，送有專業(yè)資質(zhì)的單位進行維修，前后耗時達一個多月，維修花費達數(shù)十萬，不言而喻，這是任何一個廠家都不肯做的事。所以，客觀正確地剖析浸漬器運轉(zhuǎn)中的摩擦現(xiàn)象，的確有效地解決由此惹起的磨損問題是十分重要的。2.摩擦與磨損機理2.1摩擦機理兩表面接觸，在外載荷作用下，真切接觸面積上應(yīng)力很大。進而產(chǎn)生強盛的粘附力，大的壓力使個別輪廓峰壓平或壓入，不單在兩個接觸物體的硬度的彈性模量不一樣時會出現(xiàn)壓入，并且在兩個物體的硬度同樣，而輪廓峰的外形不一樣時也會產(chǎn)生壓入。這時，看作切向位移時則將在被壓入表面犁削或切出條狀細(xì)槽來。摩擦力的方向一直與位移方向相反，摩擦功等于摩擦力與相對挪動距離的乘積。依據(jù)切向挪動的狀態(tài)，摩擦力分為靜摩擦力、局部摩擦力和動摩擦力。一般考試資料裝飾選地板就找億牌地板靜摩擦力大于動摩擦力。接觸固體的切向挪動能夠分為宏觀挪動和微觀挪動，宏觀挪動稱為滑動，微觀滑移稱為預(yù)位移。預(yù)位移時的摩擦力與預(yù)位移成正比，稱為局部靜摩擦力。預(yù)位移增大到某一極限值，則將轉(zhuǎn)變成滑動，稱該極限值為極限預(yù)位移，對應(yīng)極限預(yù)位移的摩擦力稱為靜摩擦力。完好處于滑動時的摩擦力是動摩擦力。摩擦力取決于表面層的物理、力學(xué)性質(zhì)。它由兩部分構(gòu)成，即分子部分和機械部分。分子部分主假如切開粘附結(jié)點的剪力，機械部分主假如一個表面的輪廓峰在另一表面上的犁削力。摩擦力取決于滑動摩擦系數(shù)，在一般的壓力與速度下，對確立的摩擦副和環(huán)境，能夠以為摩擦系數(shù)是常量。摩擦系數(shù)受摩擦副資料、表面粗拙度、有無潤滑劑、環(huán)境壓力與溫度的影響很大。2.2磨損機理在必定的摩擦條件下，磨損過程分為三個階段，即磨合階段、穩(wěn)固磨損階段和強烈磨損階段。圖2表示磨損量與工作時間的典型關(guān)系，它顯然地顯示出三個磨損階段。圖２磨損量與工作時間的關(guān)系磨合是磨損的不穩(wěn)固階段，在整個工作時間內(nèi)其比率很小。磨合階段的特點是磨損率很高，但隨工作時間加長而降低。穩(wěn)固磨損階段時間最長，其特點是磨損遲緩、磨損率穩(wěn)固。考試資料裝飾選地板就找億牌地板強烈磨損階段的特點是磨損率急劇增添，產(chǎn)生異樣噪聲和振動，摩擦副溫度快速高升，很快致使部件無效。影響磨損度的主要要素有載荷（法向壓力）、彈性模量、強度特征、摩擦系數(shù)（摩擦性能）、表面粗拙度和波度、分子的互相作用以及速度和溫度。浸漬器摩擦與磨損剖析正確運用摩擦與磨損理論和技術(shù)，有助于客觀的剖析研究浸漬器摩擦與磨損問題。3.1工作原理浸漬器上下端蓋和上下缸體上各有20個均布的凸齒，上下端蓋的開關(guān)分別由各自的油缸控制。上下端蓋封閉后，緊接著上下鎖環(huán)油缸推進各自鎖環(huán)轉(zhuǎn)動，端蓋上的20個凸齒和缸體壁上的20個凸齒及鎖定環(huán)上的20個凹齒就互相對應(yīng)嚙合，達成了鎖定工作，起保險作用的安全凸輪隨即封閉，而后上下蓋密封圈充入大于35bar的氮氣，這樣，浸漬器就能夠進行正常的煙絲浸漬工作了。當(dāng)上下端蓋需要開啟時，鎖環(huán)先轉(zhuǎn)動，使缸體凸齒與端蓋凸齒能夠脫開，以實現(xiàn)端蓋打開的動作。圖３左圖表示鎖環(huán)鎖定缸體凸齒與端蓋凸齒時的地點，右圖表示鎖環(huán)正在走開鎖定地點。圖３鎖環(huán)工位3.2徑向摩擦經(jīng)過剖析圖4可知，推進鎖環(huán)的油缸一端固定不動，另一端為鎖環(huán)油缸活塞的伸縮端，且與鎖環(huán)連結(jié)，油缸中的活塞在作行程約為170mm的直線運動的同時，油缸也繞著固定點作小角度搖動，而鎖環(huán)則以缸體為中心作轉(zhuǎn)速約2rpm的低速圓周運動。在活塞的直線運動變成鎖環(huán)的圓周運動的過程中，鎖環(huán)遇到切向考試資料裝飾選地板就找億牌地板力和向心力共同作用。圖４浸漬器俯視表示圖圖五為鎖環(huán)、蓋齒和缸齒的表示圖，從徑素來看，鎖環(huán)內(nèi)擋直徑為1626mm，端蓋凸齒或缸體凸齒外擋直徑為1626mm，兩者之差為6mm，也就是說，鎖環(huán)內(nèi)擋與端蓋凸齒或缸體凸齒外擋較為理想的單邊空隙應(yīng)各為3mm。若鎖環(huán)無徑向限位裝置，則鎖環(huán)的運動只好是近似的圓周運動，并且鎖環(huán)內(nèi)擋圓與端蓋凸齒或缸體凸齒外擋圓之間就會在切向力的作用下產(chǎn)生約150mm左右不規(guī)則的徑向滑動摩擦，并產(chǎn)生磨損。圖５鎖環(huán)、蓋齒和缸齒表示圖3.3軸向摩擦考試資料裝飾選地板就找億牌地板從軸素來看，鎖環(huán)內(nèi)擋的軸向高度為181mm，而端蓋凸齒和缸體凸齒等軸向的總高度為180mm，即鎖環(huán)內(nèi)擋與端蓋凸齒和缸體凸齒等在軸向上的高度空隙為lmm，換言之，為防止摩擦，鎖環(huán)內(nèi)擋與端蓋凸齒和缸體凸齒等在軸向高度上較為理想的上下空隙應(yīng)各為0.5mm。所以，從理論上來說，若存在軸向定位裝置，且調(diào)整合適，鎖環(huán)內(nèi)擋與端蓋凸齒和缸體凸齒之間的齒面在工作時不會發(fā)生軸向摩擦，更況且只有當(dāng)浸漬器上下蓋封閉，鎖環(huán)鎖到位，上下蓋密封圈間充入大于35bar的氮氣時，鎖環(huán)才在垂直方向上發(fā)生約0.5mm的位移。開蓋前氮氣閥門封閉，上下蓋密封圈間的氮氣獲得開釋，與大氣相通，鎖環(huán)在垂直方向上理應(yīng)恢還原位，但實質(zhì)工作中，因為上下蓋密封圈軟度、硬度、幾何尺寸、資料和加工工藝的選擇，鎖環(huán)內(nèi)擋與端蓋凸齒和缸體凸齒之間齒面自己的水平度，對鎖環(huán)內(nèi)擋與端蓋凸齒和缸體凸齒等在軸向高度上的上下空隙的調(diào)整，對端蓋凸齒和缸體凸齒嚙合齒面空隙的調(diào)整以及維修調(diào)整養(yǎng)護周期等問題，使得鎖環(huán)內(nèi)擋與端蓋凸齒和缸體凸齒齒面之間很難有空隙存在，因此就產(chǎn)生了軸向滑動摩擦和磨損。對策舉措4.1徑向摩擦與磨損的防止因為鎖環(huán)內(nèi)擋與端蓋凸齒或缸體凸齒外擋之間的確存在著徑向摩擦與磨損，且相對而言，湊近鎖環(huán)油缸鄰近的磨損量較大。解決舉措：在鎖環(huán)外圈的120°三平分的徑向?qū)ΨQ地點上各加裝一徑向定位裝置，經(jīng)過調(diào)整這三個徑向支點的地點，使鎖環(huán)內(nèi)擋與端蓋凸齒或缸體凸齒外擋之間的空隙基真相等，促進鎖環(huán)作圓周運動，進而防止了鎖環(huán)內(nèi)擋與端蓋凸齒或缸體凸齒外擋之間摩擦與磨損。可采納一般黃銅作為支點資料，它與不銹鋼鎖環(huán)構(gòu)成一對摩擦副。盡人皆知，純凈金屬表面的摩擦系數(shù)相當(dāng)大，并且同類純金屬間的摩擦系數(shù)比異類純金屬和同類合金間的摩擦系數(shù)大的多。采納一般黃銅與不銹鋼鎖環(huán)構(gòu)成一對摩擦副后狀況就大不同樣，鋼與鋼之間的摩擦系數(shù)為0.1～0.12，而鋼與黃銅的摩擦系數(shù)只有0.03。兩者對比，不銹鋼硬度大于黃銅的硬度，不銹鋼成了耐磨資料，黃銅成了一種易損資料，調(diào)動也很方便。有了上述舉措，加之每個月一次的按期檢查或調(diào)考試資料裝飾選地板就找億牌地板整，鎖環(huán)內(nèi)擋與端蓋凸齒或缸體凸齒外擋之間的摩擦與磨損問題就能夠獲得解決。圖6表示的是浸漬器徑向和軸向定位裝置的表示圖。圖６浸漬器徑向和軸向定位裝置表示圖4.2軸向摩擦與磨損的防止因為鎖環(huán)內(nèi)擋與端蓋凸齒或缸體凸齒外擋的單邊空隙為3mm，且鎖環(huán)內(nèi)擋圓與端蓋凸齒或缸體凸齒外擋圓之間只有約150mm不規(guī)則的徑向滑動摩擦和磨損，接觸面積又小，摩擦與磨損問題解決的可行度較高。而鎖環(huán)內(nèi)擋與端蓋凸齒和缸體凸齒等在軸向高度上的上下空隙單邊只有0.5mm，只管經(jīng)過軸向定位裝置能夠調(diào)整空隙，但對比之下，無論是摩擦段仍是摩擦面積，這類軸向滑動摩擦和磨損都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上述說起的徑向滑動摩擦和磨損，它是一種磨粒磨損，也就是說，在滑動摩擦副中，一個表面較硬或在兩表面間有硬的磨粒，則磨損的主要形式是磨粒磨損。在切向運動下，較硬的輪廓峰或磨粒在配偶表面上象切削同樣劃出條狀細(xì)槽，造成資料零落。這類摩擦對鎖環(huán)內(nèi)擋與端蓋凸齒和缸體凸齒齒面的磨損較大。浸漬器軸向摩擦與磨損波及的要素許多，解決該問題就顯得比較復(fù)雜。第一參照徑向定位的方法安裝軸向定位裝置，能夠使鎖環(huán)內(nèi)擋與端蓋凸齒和缸體凸齒等在軸向高度上的上下單邊空隙基真相等（見圖6）。其次，在保持鎖環(huán)內(nèi)擋高考試資料裝飾選地板就找億牌地板度、端蓋凸齒、缸體凸齒總厚度不變的狀況下，將端蓋凸齒和缸體凸齒厚度各減去必定厚度，以該減去的厚度為準(zhǔn)，在端蓋凸齒和缸體凸齒上各增添同樣厚度相同齒形的摩擦片不乏是一理智之舉（即為圖五表示圖中蓋齒和缸齒上的粗黑部分）。這樣，經(jīng)過按期調(diào)動摩擦片，就能夠保護鎖環(huán)，使之不被磨損。摩擦片的選擇浸漬器包含鎖環(huán)由不銹鋼制成，國產(chǎn)牌號為00Cr18Ni10，美國牌號為304L。為此，摩擦片資料的選擇是十分重要的，其硬度要比不銹鋼低，同時又要耐磨。只管可選作摩擦片的資料好多，但較合適與不銹鋼配對成摩擦副的，應(yīng)選擇蒙乃爾資料為好。蒙乃爾是一種粉末冶金，成份主要有Ni（鎳）、Cu（銅）、Fe（鐵）、Mn（錳）、Si（硅）等，假如實質(zhì)使用時摩擦片磨損太快，可合適增添一點C（碳），以增添耐磨性。此刻作為摩擦片且使用比較成熟的蒙乃爾資料主要成份有Ni(65.56%)、Cu(30.72%)、Fe(2.04%)、Mn(1.46%)、Si(0.19%)、C(0.029%)等，其抗拉強度為19.6～39.2MPa，遠(yuǎn)低于不銹鋼300MPa以上的抗拉強度，密度為5.76～6.6g/cm3，比不銹鋼4.6～5.2g/cm3的要高，所以，其強度、韌性、朔性、硬度和耐磨性都比較理想。摩擦片的形狀摩擦片形狀一定與端蓋凸齒和缸體凸齒齒形同樣，長度取凸齒的長度，寬度取凸齒的寬度，長度方向上的兩邊應(yīng)呈圓弧狀，其內(nèi)外弧與凸齒內(nèi)外弧相等，這樣才能保證浸漬器上下蓋開關(guān)時不會發(fā)生碰擦現(xiàn)象。摩擦片的定位既然浸漬器鎖環(huán)內(nèi)擋與端蓋凸齒和缸體凸齒齒面之間存在軸向滑動摩擦和磨損，那么正確選擇摩擦片的定位方式就顯得十分重要。詳細(xì)來說，就是耍從徑向和軸向兩個方向長進行定位，以防備摩擦片的零落。軸向定位一是使摩擦片寬度方向上兩邊的內(nèi)側(cè)向內(nèi)傾斜（見圖七），二是用兩個必定直徑的鉚釘將摩擦片與端蓋凸齒或缸體凸齒固定在一同，上述兩點可防備摩擦片的零落。須提示的是，為了方便往后拆裝，鉚釘不可以選與浸漬器同樣的不銹鋼資料，硬度也不可以太硬，即比通用鉆頭的硬度耍低一級，同時要考慮鉚釘考試資料裝飾選地板就找億牌地板的膨脹性，增添連結(jié)的靠譜度。從鎖環(huán)的運動方素來看，摩擦片的受力主要來自剪切力的作用，所以，在對摩擦片進行徑向定位時，摩擦片寬度方向上兩邊的內(nèi)側(cè)與端蓋凸齒或缸體凸齒之間的配合不可以有空隙（見圖七），不然受剪切力的頻頻作用，摩擦片就會發(fā)生位移，致使用于軸向定位的鉚釘松動、剪斷以及摩擦片的變形，摩擦片就會零落。摩擦片與端蓋凸齒或缸體凸齒之間的配合一般選過分配合為宜，即能用鐵錘輕輕敲至配合面即可。考慮到經(jīng)濟性、適用性和不變形性，摩擦片厚度要適合。若在兩金屬配合面涂上一些金屬粘合劑，兩金屬配合成效會更好。此外，摩擦片寬度方向上的兩邊平面應(yīng)保持必定的傾角（見圖7），以便鎖環(huán)開關(guān)時起到導(dǎo)向的作用。圖７摩擦片表示圖4.3定位裝置的潤滑若能在徑向和軸向定位裝置設(shè)計油道，加裝油嘴，按期定量的加一些少許的潤滑脂，對進一步改良徑向和軸向定位裝置的摩擦狀況有明顯的作用，這時的摩擦就呈界限摩擦狀態(tài)，此時的摩擦系數(shù)按照下述一般規(guī)律：(1)潤滑表面的摩擦系數(shù)低于無潤滑表面的摩擦系數(shù)；(2)潤滑劑分子的極性愈強，分子愈長，則摩擦系數(shù)愈低。所以，一般油脂比礦物油更能降低摩擦系數(shù)；(3)對同一種潤滑劑來說，一般無潤滑表面摩擦系