Titel: | Die Reibungsmaschine von Hopps. |
Autor: | Rudeloff |
Fundstelle: | Band 322, Jahrgang 1907, S. 169 |
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Die Reibungsmaschine von Hopps.
Die Reibungsmaschine von Hopps.
Die Reibungsmaschine, deren Beschreibung wir „Engineering“ 1906 entnehmen,
ist von Hopps, dem Leiter des Ingenieurlaboratoriums am
Coopers Hill College, konstruiert zum Prüfen sowohl von
Schmierölen als auch von Lagerschalen und Wellen.
Die Probewelle ist ein auswechselbarer, senkrecht stehender und am oberen Ende
angetriebener Stirnzapfen N (Fig. 1), gegen den die Lagerschalen L durch
Hebel M angepreßt werden. Das Ganze steckt in dem
Oelbehälter P. Bestimmt wird das Moment, welches auf
Drehung des Oelbehälters hinwirkt.
Textabbildung Bd. 322, S. 169
Fig. 1.
Die Anordnung der Maschine zeigt Fig. 2. Das Gestell
A trägt zwei in der Höhenrichtung einstellbare
Böcke B und C von gleicher
Ausladung. Der obere Bock nimmt das Lager D für die
Welle E auf, an deren unteres Ende die Probewelle
angeschlossen wird.
Textabbildung Bd. 322, S. 169
Fig. 2.Reibungsmaschine von Hopps.
Das Lager ist sehr lang gehalten, damit sichere Führung gegeben und der Abnutzung
vorgebeugt ist.
Der Antrieb der Welle E erfolgt von dem Riemen H aus über zwei mit dem Maschinengestell verbundene
Vorgelege durch den über zwei Rollen G geleiteten
endlosen Riemen E. Der Riemen H kommt von einem Reibungsvorgelege, mit dem die Geschwindigkeit in weiten
Grenzen geändert werden kann.
Die Ausrückvorrichtung zur Ueberführung des Riemens H
von Fest- auf Losscheibe und umgekehrt wird durch den bei J drehbaren Hebel betätigt. An ihm ist das Gewicht I so angebracht, daß der Schwerpunkt des Ganzen etwas nach links über dem
Drehpunkt J liegt. Durch das geringe Uebergewicht wird
die Riemengabel in der dem Antrieb entsprechenden Lage gehalten. Sobald aber der
oben erwähnte Oelbehälter wegen übermäßiger Reibung zwischen Lager und Probewelle
von der letzteren mit herumgenommen wird, wird der Ausrückhebel durch einen über die
Scheibe K geleiteten Schnurzug selbsttätig nach rechts
umgelegt und die Maschine stillgestellt. Hierdurch sind Beschädigungen der Welle
oder der Lagerschalen vermieden.
Die Kraft, mit der die Hebel M (Fig. 1) die Lagerschalen L an den Probezapfen anpressen, wird durch Anspannen der Federn R mittels der Schrauben T
erzeugt und an der Stellung der Muttern U zu den Skalen
V abgelesen. Das Hebelverhältnis ist 1 : 3.
Ueber die Bestimmung des Kraftmaßstabes ist in unserer Quelle nichts gesagt; ebenso
fehlen Angaben darüber, ob und wie beim Versuch die Einflüsse berücksichtigt werden,
welche die etwaigen Unterschiede in den Durchmessern der Probewellen und in den
Dicken der Lagerschalen, sowie die Durchbiegungen der Hebel M und die Eindrucktiefen der Hebeldruckpunkte in die Lagerschalen auf die
Kraftablesung haben können.
Mit dem Boden des Oelbehälters ist die Schnurscheibe K
verschraubt und oberhalb der letzteren die Schale C1 angeordnet zum Durchlassen von Kühlwasser. Das
Ganze ist von einer feinen gehärteten Stahlspitze getragen, die mit der Spindel in
dem unteren Lagerblock B (Fig. 2) verbunden ist. Die Reibung in dieser Spitzenlagerung, die bei
Bestimmung der Reibung zwischen Probewelle und Lager zu berücksichtigen ist, dürfte
sehr gering sein, da nur das Eigengewicht des Oelbehälters und der an ihn
angeschlossenen Teile auf der Spitze ruht.
Textabbildung Bd. 322, S. 169
Fig. 3.
Die Umdrehungsrichtung der Welle E ist so gewählt, daß
der Oelbehälter und die Schnurscheibe K im Sinne des
Uhrzeigers durch die Reibung mitgenommen werden. Von dem Umfang der Scheibe K ist nun nach Maßgabe der schematischen Darstellung
Fig. 3 ein Zugband über Leitrollen und über die
Scheibe X (s. a. Fig.
2) geführt. Letztere ist von einer Schnur getragen, die über die Scheibe Z gelegt ist und am Ende die Wageschale Y trägt. Die Schale wird zunächst so hoch belastet, daß
die Reibungswiderstände bei unbelasteten Lagerschalen ausgeglichen sind. Beim
Versuch wird dann die Belastung so gesteigert, daß sie dem auf Verdrehen der Scheibe K hinwirkenden Reibungsmoment das Gleichgewicht
hält.
Bezeichnet
2P
das Zusatzgewicht auf der Schale,
R
den Halbmesser der Scheibe K,
r
„ „ „ Probewelle,
D
den Druck auf die Lagerschale und
μ
den Reibungskoeffizienten,
so ist
\mu=\frac{2\,P\,R}{r\,D}
Die Lagerschalen werden nach Lehren bearbeitet und genau auf
die Probewelle aufgepaßt (s. Fig. 4). Die Länge des
Bogens ABC jeder Schale ist gleich dem Durchmesser der
Welle.
Für vergleichende Versuche mit Oelen sind Lager aus Rotguß, bestehend aus 90 v. H.
Kupfer und 10 v. H. Zinn, und eine im Einsatz gehärtete schmiedeeiserne Welle
verwendet. Die Wärme der Lagerschalen wurde an Thermometern abgelesen, die in die
Schalen eingelassen waren. Die Umdrehungsgeschwindigkeiten der Welle betrugen 30,5,
61 und 122 m in der Minute. Die Belastung der Lagerschalen wurde in der Regel
bis 56 kg/qcm
gesteigert und die Reibung nach Laststeigerungen um je 7 kg/qcm
ermittelt.
Textabbildung Bd. 322, S. 170
Fig. 4.
Die mitgeteilten Versuchsergebnisse erstrecken sich auf Versuche mit verschiedenen
Oelen, verschiedenen Lagermetallen und verschiedenem Wellenmaterial. Aus Raummangel
müssen wir es uns versagen, auf Einzelheiten näher einzugehen. Erwähnt sei jedoch
noch, daß die Maschine auch zur Bestimmung der Zähigkeit (Viskosität) von Oelen
benutzt wird. Hierzu wird ein Kessel, der das zu prüfende Oel enthält, mit dem
oberen Ende der in B gelagerten Spindel verbunden und
von der nun stillstehenden oberen Spindel aus ein leichter Schwimmer an einem dünnen
Stahldraht in das Oel hineingehängt. Alsdann werden die untere Spindel und das
Oelgefäß durch die aus Fig. 2 ersichtlichen Scheiben
in Umdrehung versetzt, und die Verdrehungen des Drahtes als Vergleichswerte für die
Zähigkeit der Oele bestimmt.
Rudeloff.