2. Вычисление коэффициентов трения в зависимости от вида контакта и триботехнических характеристик пары трения.
Выражение для вычисления коэффициента внешнего трения при упругом ненасыщенном контакте, в котором учтены наиболее важные характеристики узла трения (режим работы, параметры – 0 и , механические свойства менее жесткого материала трущейся пары μ, Е, контурные давления рс, возникающие при нагружении, шероховатость поверхности более жесткого элемента трущейся пары , параметры b и v) для наиболее распространенных видов механической
обработки имеет следующий вид:
(5)
где эфф– коэффициент гистерезисных потерь при скольжении микронеровности, равный для закаленной стали – 0,05, для бронз – 0,1.
При упругом насыщенном контакте коэффициент трения следующим образом зависит от контурного давления:
(6)
При пластическом ненасыщенном контакте коэффициент внешнего трения равен:
(7)
В данном случае молекулярная составляющая коэффициента внешнего трения не зависит от контурного давления, а определяется условиями работы трущейся пары.
Коэффициент трения в случае пластического насыщенного контакта можно вычислять по выражению:
(8)
В случае пластических деформаций коэффициенты трения при ненасыщенном и насыщенном пластических контактах отличаются только деформационными составляющими.
По полученным ранее (задание 1) и предложенным данным (табл. 2) рассчитать коэффициент трения.
Таблица 2 – Исходные данные
Вариант № |
|
0, МПа |
fмол |
1 |
0,055 |
185 |
0,09 |
2 |
0,065 |
16 |
0,08 |
3 |
0,130 |
32 |
0,11 |
4 |
0,066 |
200 |
0,20 |
5 |
0,072 |
130 |
0,10 |
В выводах указать основные факторы, определяющие коэффициент трения.
3. Расчет интенсивности изнашивания в зависимости от вида контакта и триботехнических характеристик пары трения.
Так же как и. коэффициент трения интенсивность изнашивания зависит от вида контактирования поверхностей.
В случае упругого ненасыщенного контакта интегральную линейную интенсивность изнашивания можно определить из выражения:
(9)
где k/ – коэффициент, равный для высокоэластичных материалов трем, для хрупких пяти; t = 3–14 – показатель кривой усталости
Из формулы видно, что интегральная линейная интенсивность изнашивания при упругих деформациях в зонах касания возрастает с повышением шероховатости поверхности и с увеличением контурного давления в степени, существенно большей единицы, и уменьшается с повышением прочности материала менее жесткого элемента трущейся пары. Если учесть, что В НВ/3, то на интенсивность изнашивания существенное влияние оказывают механические свойства материала.
Для упругого насыщенного контакта расчетная формула определения интенсивности изнашивания следующего вида:
(10)
Анализ полученного уравнения показывает, что наиболее существенно изнашивание зависит от параметров 0 и , определяемых условиями смазывания.
Пластический контакт. Рассмотрим только пластический ненасыщенный контакт. Многократное пластическое деформирование поверхностных слоев вызывает их разрушение (изнашивание) в результате малоцикловой усталости. Интегральную линейную интенсивность изнашивания при пластическом контакте определяют из выражения:
(11)
где t, ψ и ε0 – коэффициенты.
С увеличением отношения контурного давления к твердости интегральная линейная интенсивность изнашивания возрастает, а при увеличении НВ уменьшается. Усталостное изнашивание при пластических деформациях в зонах касания чрезвычайно распространено в период приработки при исходном пластическом контакте. В процессе приработки происходит вырождение пластических деформаций в зонах касания в упругие. Правильно сконструированные узлы трения и условиях эксплуатации работают при упругих деформациях в зонах касания.
По полученным ранее (задания 1, 2) и предложенным данным (табл. 3) вычислить линейную интенсивность изнашивания.
Таблица 3 – Исходные данные
Вариант № |
t |
|
0 |
1 |
3 |
0,30 |
0,10 |
2 |
11 |
0,50 |
0,09 |
3 |
3 |
0,20 |
0,08 |
4 |
7 |
0,45 |
0,09 |
5 |
4 |
0,10 |
0,10 |
Примечание. Во всех случаях использовали материалы с высокой пластичностью |
|||
В выводах указать основные факторы, влияющие на интенсивность изнашивания.