Температура при трении

При относительном скольжении двух тел вследствие дефор­мирования материала, участвующего в образовании и разруше­нии фрикционных связей, в тонком поверхностном слое обра­зуется тепло. Повышение при этом температуры может привести к местному размягчению и расплавлению материала. Тепло распространяется от пятен контактов вглубь обоих

Рис.1. Контактирование двух шероховатых поверхностей:

контактирующих тел, причем тепловые потоки распределяются в зависимости от теплофизических свойств контактирующих тел, их размеров и условий теплоотвода. Передача тепла проис­ходит по нормали к изотермической поверхности от мест с большей температурой к местам с меньшей температурой. Наибольший перепад температуры происходит в направлении нормали к площади, образованной единичным выступом. На рис.1 показано взаимодействие двух поверхностей и на­правление единичных векторов, совпадающих с направлением нормали к единичной площадке контакта. Очевидно, в общем случае направление общей нормали п к контакту не совпадает с единичными векторами. Температурное поле, распространяясь вглубь материала, приводит к изменению механических свойств материала в тонком поверхностном слое. Интенсивность тепло­вого потока зависит от работы трения и величины площадки, па которой она генерируется.

Тепловая динамика трения и износа твердых тел

ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

На современном этапе развития техники при постоянном повышении быстродействия машин, их мощности, скорости движения всех видов транспорта непрерывно повышается энергонагруженность узлов трения. Поэтому во многих случаях уже невозможно не учитывать изменения фрикционно-износных характеристик, так как при трении они могут быть значительными. Особенно это относится к нестационарным режимам трения в различных антифрикционных и фрикционных механизмах.

Динамика процессов трения и износа неразрывно связана с фрикционно-износными свойствами материалов пары трения, которые, в свою очередь, зависят от скоростного, нагрузочного и температурного режимов на фрикционном контакте с учетом влияния окружающей среды. Как был о показано, воздействие этих факторов на коэффициент трения и интенсивность изнашивания для различных материалов сказывается по- разному. В связи с этим при нестационарном процессе трения изменения всех параметров процесса во времени взаимосвязаны и взаимообусловлены.

Фрикционно-износные характеристики материалов пары трения могут изменяться на 200...400 % и более по сравнению с исходными. Эти изменения существенно сказываются на силе (моменте) трения и долговеч­ности узла трения по фактору износа. Определение статистически достоверных рабочих характеристик трения и износа требует длительных и дорогостоящих стендовых и натурных испытаний или выполнения лабораторных испытаний на модельных образцах при физическом моделировании трения и износа.

Тепловая динамика трения и износа твердых тел (при сухом и граничном трении), разработанная А.В. Чичинадзе, - теория и научно обоснованные методы расчета процесса трения и износа, позволяющие на стадии проектирования рассчитать и исследовать рабочие характеристики узлов трения конструкций и назначений с разными парами трения с целью выбора варианта, близкого к оптимальному для заданных условий эксплуатации.