Файл: Мизери, А. А. Эксплуатация текстильного оборудования с деталями из пористых спеченных материалов.pdf

Рис. II. Кривые нормального распределения пор по размерам для трех железографитовых композиций с действительной пористостью:

а - 68%; 6 - 7 7 , 3 % ; в - 8 1 ,7 %

38

Если интересующий нас признак можно рассматривать как результат суммарного действия ряда факторов, каждый из кото­ рых мало связан с большинством остальных, и влияние каждого фактора на результат намного перекрывается суммарным влия­ нием всех остальных, то при большом числе таких факторов закон распределения признака становится близким к нормальному. Это исходное положение при установлении закона распределения пор по размерам вполне приемлемо в данном случае, так как на раз­ меры радиусов пор влияет множество различных факторов, хотя и в незначительной степени.

На рис. 11 представлены кривые нормального распределения пор по размерам для трех железографитовых композиций с раз­ личными плотностями и пористостью.

Формула нормального закона распределения принимает сле­

Анализ формул и кривых нормального ляет сделать следующие выводы:

1. Распределение пор по размерам хорошо описывается нор­ мальным законом распределения.

2. С уменьшением пористости уменьшаются средний радиус пор гср и дисперсия.

Так, для железографитовой композиции, пористость которой 32%, гср= 0,86, а при пористости 18% гср= 0,48.

Интерпретация закона Пуазейля и коэффициента проницаемости на основе

нормального закона распределения пор по размерам

Известно, что течение масла через пору описывается уравне­

нием Пуазейля

пг1Ар

: 8(xL

где qп— расход масла через пору; г — радиус поры;

Ар----градиент давления вдоль поры;

р — коэффициент динамической вязкости.

39

Дж. Амикс, Д. Басс, Р. Уайтинг [28], рассматривая породу, сла­ гающую пласт в виде пучка трубок, в которых течение жидкости можно представить как сумму потоков во всех трубках, выражают общий поток следующим уравнением:

где п — число трубок радиусом г.

Если принять породу состоящей из группы трубок различного радиуса, то

'V I я/-)Ар

(27)

/=1

Далее эти авторы заключают, что поскольку определить раз­ меры всех каналов, по которым происходит течение, невозможно, то для определения коэффициента, характеризующего течение жидкости через породу, нужно использовать другой способ, а не закон Пуазейля.

Проведенные исследования структурного состава спеченных пористых материалов методом ртутной порометрии, построение экспериментальных и теоретических кривых распределения, под­ чиняющихся нормальному закону, позволили интерпретировать закон Пуазейля.

В отличие от классической формулы, выражающей расход жид­ кости через единичный капилляр, выведена формула для объем­ ного расхода жидкости на основе нормального закона распределе­ ния пор по размерам.

Объем капилляра Vi = nr2iL подставим в формулу Пуазейля. Тогда

іг\^Р

8pL

Обозначим через Ѵ0бр объем образца, через Кпор — объем всех пор, через т — пористость образца.

40

и газы. Эту способность называют проницаемостью пористой среды. За единицу проницаемости пористой среды принимается проницаемость такого образца, который имеет длину 1 см, пло­ щадь поперечного сечения 1 см2 и через который при падении давления на 1 атм протекает 1 см3/с жидкости вязкостью в 1 спз. Эта единица проницаемости называется дарси. Тысячная доля дарси называется миллидарси. 1 дарси = ~ ІО-8 см2.

Закон Дарси справедлив для ламинарной фильтрации жид­ кости, причем критерием применения этого закона может служить число Рейнольдса.

По Н. Н. Павловскому

Кекр= 7,5ч-9.

Если значение Re оказывается меньше нижнего критического значения, то закон фильтрации справедлив; если Re больше верх­ него значения, то закон Дарси нарушен.

Коэффициент проницаемости на основании закона Дарси можно записать в следующем виде:

Приравнивая правые части выведенного уравнения и уравне­ ния Дарси, получаем:

В предлагаемой формуле (37) для определения коэффициента проницаемости учтены особенности структуры порового про­ странства.

Г л а в а II

ПОРИСТЫЕ САМОСМАЗЫВАЮЩИЕСЯ ПОДШИПНИКИ

Пористые подшипники, изготавливаемые из железного или бронзового порошка с некоторой добавкой графита или без него, обладают рядом ценных преимуществ. Применением технологии порошковой металлургии мощно резко сократить расход бронзы на изготовление литых подшипников, значительно упростить тех­ нологию изготовления подшипников, добиться экономии затрат рабочей силы и высвободить оборудование.

Применение метода порошковой металлургии на Ташкентском

.заводе сельскохозяйственных машин при изготовлении подшипни­ ков позволило достичь значительного экономического эффекта. Так, при изготовлении подшипников обычным методом отливки и последующей механической обработке на один комплект расходо­ валось около 28 кг бронзы, из которых 22 кг уходило в стружку.

При изготовлении втулок прессованием порошка расход бронзы на один комплект составил всего около 5 кг, а потери металла

42

в виде стружки сократились до 1 кг. При этом сокращается объем механической обработки, высвобождается оборудование и соответ­ ствующее количество квалифицированных рабочих.

Еще большего экономического эффекта можно достичь, если заменить подшипники из бронзы или баббита, а в ряде случаев и шариковые подшипники подшипниками из железного порошка. Железографитовые подшипники находят все большее применение в различных отраслях промышленности. Так, например, на Украине организованы участки для изготовления пористых под­ шипников: на Луганском тепловозостроительном, Одесском заводе сельскохозяйственных машин, Херсонском комбайновом, НовоКраматорском машиностроительном, Харьковском й других за­ водах.

Имеются участки для изготовления подшипников скольжения диаметром до 250 мм и высотой до 300 мм для прокатного и прес­ сового оборудования.

Механизм смазки пористых подшипников при отсутствии подачи масла извне

Большое внимание уделяется применению пористых спеченных материалов для подшипников в узлах трения скольжения тек­ стильных машин. Использование этих материалов экономически вполне оправдано как по стоимости и недефицитности, так и по износостойкости, простоте и надежности обслуживания узлов тре­ ния скольжения.

Применение пористых спеченных материалов одновременно со­ провождается переходом на новый способ смазки, который можноотнести к способам, обеспечивающим автоматическую подачу масла к трущимся поверхностям в необходимом количестве.

Вопросы повышения эксплуатационной надежности и долговеч­ ности подшипниковых опор в красильно-отделочных машинах ре­ шаются иначе — применением полимерных материалов, успешно работающих в различных агрессивных средах.

Особенности работы узлов трения скольжения машин и станков текстильной промышленности, обусловленные специфическими условиями производства, ставят большой круг вопросов, успешное разрешение которых расширяет знания в этой области и способ­ ствует более правильному и эффективному использованию пори­ стых подшипников.

Прежде всего, следует иметь в виду, что применение этих под­ шипников как самосмазывающихся определяет характер и способ смазки. При оснащении узлов трения скольжения пористыми под­ шипниками отпадает необходимость подвода смазки извне для большинства узлов трения скольжения текстильных машин.

Использование пористых спеченных материалов только в каче­ стве заменителей бронзы, чугуна и других металлов с сохранением прежних методов смазки с точки зрения экономичности и эксплуа­ тации нельзя признать целесообразным.

43.