2019浸渍器摩擦与磨损问题的研究.

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1、浸渍器摩擦与磨损问题的研究.　　　　摘　要　浸渍器是烟丝浸渍的重要设备，在上下盖的开关过程中由于存在摩擦，从而导致浸渍器锁环、缸齿和盖齿的过度磨损。本文对此进行了客观分析和专题研究，并从实际出发，运用摩擦与磨损理论和技术，提出了积极的解决措施。　　关键词　浸渍器　摩擦　磨损　摩擦片　　1　前言　　1.1　摩擦概述　　两个相互接触的物体在外力作用下发生相对运动，在接触面而产生的切向运动阻力称为摩擦力，这种现象称为摩擦。按摩擦副的运动形式摩擦可分为滑动摩擦和滚动摩擦，或者分为静摩擦和动摩擦，按表面润滑状况摩擦可分为干

2、摩擦、边界摩擦、混合摩擦、流体摩擦。　　1.2　磨损概述　　磨损是物体两接触表面间由于摩擦的机械作用使表面物质逐渐损耗的过程，它将导致在垂直于摩擦表面的方向上物体尺寸逐渐减小。接触表面在高应力作用下形成局部机械磨损，损坏形式常受周围环境因素的影响，根据损坏原因，把磨损分为粘附磨损、磨粒磨损和疲劳磨损。　　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。浸渍器垂直放置，由上下端盖、缸体、锁环和液压源等组成。　　　　图1　浸

3、渍器示意图　　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，通过加压、注入CO2液体、充分浸渍、排除多余的CO2液体和短时间的减压，浸渍器中的压力恢复到常压，烟丝的温度也随之不断下降，直至形成块状的干冰烟丝，然后进行粉碎和膨胀。　　正常生产时，浸渍器平均每15分钟左右就要完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，由于浸渍器锁环、缸齿和盖齿之间存在着径向和轴向摩擦，导致锁环、缸齿和盖齿的过度磨损，有时甚至导致锁环“咬死”，从而影响正常生产。如果要对这种磨损进行修复，需

4、要花费大量的人力、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修理，前后耗时达一个多月，修理费用达数十万，显而易见，这是任何一个厂家都不愿做的事。因此，客观正确地分析浸渍器运行中的摩擦现象，切实有效地解决由此引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，真实接触面积上应力很大。从而产生强大的粘附力，大的压力使个别轮廓峰压平或压入，不仅在两个接触物体的硬度的弹性模量不同时会出现压入，而且在两个物体的硬度相同，而轮廓峰的外形不同时也会产生压入。这时，当

5、作切向位移时则将在被压入表面犁削或切出条状细槽来。　　摩擦力的方向始终与位移方向相反，摩擦功等于摩擦力与相对移动距离的乘积。根据切向移动的状态，摩擦力分为静摩擦力、局部摩擦力和动摩擦力。一般静摩擦力大于动摩擦力。接触固体的切向移动可以分为宏观移动和微观移动，宏观移动称为滑动，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，则将转变为滑动，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。完全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

6、。它由两部分组成，即分子部分和机械部分。分子部分主要是切开粘附结点的剪力，机械部分主要是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，对确定的摩擦副和环境，可以认为摩擦系数是常量。摩擦系数受摩擦副材料、表面粗糙度、有无润滑剂、环境压力与温度的影响很大。　　2.2　磨损机理　　在一定的摩擦条件下，磨损过程分为三个阶段，即磨合阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段。图2表示磨损量与工作时间的典型关系，它明显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

7、不稳定阶段，在整个工作时间内其比率很小。磨合阶段的特征是磨损率很高，但随工作时间加长而降低。　　稳定磨损阶段时间最长，其特征是磨损缓慢、磨损率稳定。　　剧烈磨损阶段的特征是磨损率急剧增加，产生异常噪声和振动，摩擦副温度迅速升高，很快导致零件失效。　　影响磨损度的主要因素有载荷、弹性模量、强度特性、摩擦系数、表面粗糙度和波度、分子的相互作用以及速度和温度。　　3　浸渍器摩擦与磨损分析　　正确运用摩擦与磨损理论和技术，有助于客观的分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

8、个均布的凸齿，上下端盖的开关分别由各自的油缸控制。上下端盖关闭后，紧接着上下锁环油缸推动各自的锁环转动，端盖上的20个凸齿和缸体上的20个凸齿及锁环上的20个凹齿就相互对应啮合，完成了锁环的锁定工作，同时起保险作用的安全凸轮随即关闭，然后上下盖密封圈充入大于35bar的氮气，这样，浸渍器就可以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