книги из ГПНТБ / Хандельсман Ю.М. Камневые опоры

При жидкостном трении с увеличением нагрузки и скорости скольжения коэффициент трения возрастает.

Трение качения в общем виде является еще более сложным комплексом явлений, чем трение скольжения. В настоящее время существует несколько гипотез, объясняющих явление трения каче­ ния. Их авторы связывают появление момента сопротивления пе­ рекатыванию либо с физико-механическими процессами, возникаю­ щими в поверхностных слоях соприкасающихся тел, либо с объем­

различными процессами, протекающими как в поверхностных слоях,

природу трения качения не находятся в непримиримом противоречии друг с другом. Она как бы обобщает их. Основные идеи, на ко­ торых развиваются отдельные гипотезы, отражают реальные про­ цессы, имеющие место при трении качения. В зависимости от фи­

теории трения качения, отсутствует возможность достоверной коли­ чественной оценки парциального влияния различных факторов на процесс трения и не созданы методы расчета сопротивлений при качении.

Изнашивание — это процесс постепенного отделения с поверх­ ности трения материала и его пластической деформации при тре­ нии. Теория изнашивания до самого последнего времени развива­ лась независимо от теории трения. Это объясняется тем, что фак­ торы, влияющие на процесс трения, не исчерпывают причин, регулирующих процесс изнашивания. Изменение контактной поверх­ ности имеет более важное значение для износа ', чем для трения, Исследование изменения поверхности трения позволяет различать отдельные виды изнашивания.

По роду взаимодействия трущихся поверхностей изнашивание подразделяется на: а) механическое, происходящее^ в результате только механических воздействий; б) молекулярно-механическое (адгезионное), происходящее в результате одновременного механи­ ческого воздействия и воздействия молекулярных или атомарных сил, и в) коррозионно-механическое, происходящее в результате механического разрушения материала, вступившего в химическое взаимодействие со средой.

Различают несколько видов механического изнашивания: а) аб­ разивное — результат режущего, царапающего или иного действия твердых тел или частиц; б) эрозионное — результат воздействия потока жидкости или газа; в) усталостное — результат поверхно­ стного деформирования микрообъемов материала, приводящего к возникновению трещин и отделению частиц, и г) кавитационное — результат захлопывания парогазовых полостей, образующихся при относительном движении твердого тела в жидкости.1

1 Износ — результат изнашивания, проявляющийся в виде отде ления или пластической деформации материала.

мерность сохраняется и при сухом трении. Последнее объясняется тем, что исследованные материалы не могут свариваться друг с другом_и не вступают в химическое взаимодействие даже при высокой локальной температуре трения.

Экспериментальные данные о влиянии скорости сдвига на из­ нос очень ограничены. Известно, что вид износа камневых мате­ риалов зависит не только от их свойств, но и от режима трения.

Рис. 5. Зависимость износа стали при трении в паре со стеклом и минералами от нагрузки (за 5 мин, ѵ= =60 об/мин). По данным

работы [32]:

При малых скоростях сдвига агат изнашивается как пластичный материал, в то время как при высоких линейных скоростях сколь­ жения он проявляет отчетливую картину хрупкого изнашивания.

Сравнение изнашивания камневых материалов при граничной смазке и при сухом трении (см. табл. 4 и 5) показывает, что, не­ смотря на существенные количественные различия, закономерность изнашивания в обоих случаях одинакова. Как при первом, так и при втором режиме трения после непродолжительного периода диаметр пятна износа становится пропорциональным продолжи­ тельности изнашивания і и подчиняется следующей эмпирической

зависимости:

d = k^ k J ,

где d — диаметр пятна износа; k\ — постоянная; k2 — тангенс

угла наклона прямых к оси времени.

У минералов влияние их механических свойств на антиизнос­ ные характеристики масел более значительно, чем у металлов. Это объясняется более широким варьированием твердости и хрупкости минералов. В зависимости от механических свойств исследуемых материалов соотношение износа при сухом и граничном трении (время изнашивания 30 мин, нагрузка 21 и) колеблется от 1 до 5.

Отношение диаметров пятен износа при сухом и граничном трении:

1 Цифры относятся к износу второго материала.

5 н/см2, число двойных ходов планшайбы в минуту 85, продолжи­ тельность трения 10 мин, абразив — карбид бора М-28. Установ­ лено, что весовой износ образца рубина при истирании плоскости, параллельной оптической оси, составил 54 мн, а плоскости, пер­ пендикулярной оси, — 48 мн.

КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КАМНЯХ

Опора состоит из охватываемого (цапфа, призма, струна), ох­ ватывающего (втулка, подшипник, подпятник, подушка) и ограни­ чивающего (заплечико цапфы, накладка) элементов. Если один или несколько элементов изготовлены из минералов или их заме­ нителей, то такие опоры называются камневыми. Элементы (дета­ ли) опор, изготовленные из минералов (или их заменителей), на­ зываются камнями.

1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КАМНЕЙ

За три столетия создана большая номенклатура типоразмеров камней. В последнее время в связи с расширением области и ус­ ложнением условий применения появилось много новых типов кам­ ней. Все многообразие существующих типов камней можно

эскизы и символы. Символы (напечатанные жирным шрифтом) вы­ браны из печатных прямых прописных букв русского алфавита и по форме напоминают основные формы камней.

В табл. 7 приведены дополнительные формы, которые обозна­ чены символами в виде прямых строчных букв русского алфавита (также жирный шрифт). В правой части этой таблицы соответст­ вующими символами обозначены основные формы камней, в кото­ рых могут быть применены дополнительные формы.

В табл. 8 приведены примеры обозначения размеров камней. Они обозначаются буквами латинского алфавита. Каждая буква соответствует определенному размеру камня, который в большин­ стве форм камней повторяется.

В табл. 9 приведена терминология, принятая для обозначения различных поверхностей камней. Каждой поверхности в соответ­ ствии с формой, видом и назначением присвоен свой номер. При­ веденные эскизы выбраны таким образом, что воспроизводят наи­ более ходовые формы камней.

В табл. 10 представлены варианты возможных форм камней. С ее помощью воспроизводятся практически все формы камней, которые встречаются при проектировании КО.

Номенклатура камней, выпуск которых регламентируется Госу­ дарственными стандартами Союза ССР, представлена в табл. 11. Выпускаемые в Советском Союзе камни условно разделены на две большие группы: часовые и технические. К первой группе -относят-' ся камни, которые находят преимущественное применение в про­ изводстве часов, ко второй — камни, применяемые в других при­ борах и устройствах.

Группа часовых камней наиболее многочисленна, она насчиты­ вает 346 типоразмеров шести типов (сюда не входят часовые кам­ ни, применяемые не в опорах, а в других узлах трения часов). Группа технических камней состоит из 181 типоразмера 18 типов. Часовые камни отличаются от технических (см. табл. 11) несколь­ ко меньшими габаритами, большей точностью изготовления, боль­ шей сложностью (имеют больше дополнительных форм) и тем, что изготавливаются только из корунда (в основном из темно-красного рубина).

Сравнение табл. 10 и '11 показывает, что, кроме формы О, вы­ пуск всех основных форм камней регламентирован стандартами. В" настоящее время отечественной камиевой промышленностью мо­ жет быть освоен выпуск камней практически всех возможных форм. Камни разнообразных форм выпускаются промышленностью по специальным заказам.

2. ВОЗМОЖНЫЕ РАЗМЕРЫ КАМНЕЙ

По габаритным размерам камневые опоры относятся к группе миниатюрных узлов трения. Максимально возможные размеры кам­ ней таких опор определяются соответствующими размерами ис­ ходных материалов и их механическими свойствами.