- •Износа при скольжении в условиях режима сухого трения
- •Основные задачи работы.
- •Введение
- •Методика расчета теоретической линейной интенсивности изнашивания
- •Значения параметра контактно-фрикционной усталости
- •Предел текучести, прочности, твердость и относительное удлинение некоторых сталей [6]
- •Методика экспериментального определения линейной интенсивности изнашивания
- •Оборудование и образцы
- •Основные технические данные машины смц–2
- •Устройство и принцип работы
- •Меры безопасности
- •Установка образцов
- •Порядок работы на машине смц–2
- •Оформление отчета
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
Методика расчета теоретической линейной интенсивности изнашивания
В зависимости от напряженного состояния в зоне контакта поверхностей трения различают усталостное изнашивание при упругом и пластическом контактах. Линейная интенсивность изнашивания при скольжении при упругом или пластическом контакте определяется по следующим формулам [3]:
(1)
Здесь обозначено: – линейная интенсивность изнашивания при упругом и пластическом видах контакта соответственно; – контурное давление; – коэффициент эластичности изнашиваемого образца; – коэффициент фрикционной усталости; – предел прочности на разрыв материала изнашиваемого образца; – максимальная шероховатость и средний радиус выступов поверхности более твердого образца; – контурная и номинальная площади контакта образцов; – твердость по Бринеллю более мягкого образца; – относительное удлинение материала изнашиваемого образца при испытаниях на разрыв; – параметры кривой опорной поверхности более твердого образца; – коэффициент Пуассона материала изнашиваемого образца; – гамма функция; – коэффициент трения; – предел текучести материала изнашиваемого образца; – комплексный параметр шероховатости более твердого образца.
Формулы (1) описывают линейную интенсивность изнашивания как в период приработки, так и в период нормального режима работы узла трения, характеризуемого минимальными значениями интенсивности изнашивания и коэффициента трения. При этом на поверхностях трения возникает равновесная шероховатость, воспроизводящаяся в период всего процесса эксплуатации узла трения вплоть до начала катастрофического износа, при условии неизменной скорости скольжения и нагрузки.
Для упрощения методики (1) расчета линейной интенсивности изнашивания будем рассматривать износ после процесса приработки. Это оправдано еще и тем, что период приработки имеет длительность на один
два порядка меньше, чем период нормальной эксплуатации узла трения. В этом случае расчет линейной интенсивности изнашивания проводят для равновесной шероховатости, параметры кривой опорной поверхности которой . С учетом этого в методике (1) коэффициенты будут иметь следующее значение:
(2)
Контурное давление (среднее значение) определяется отношением
(3)
где – нагрузка, сдавливающая образцы, задается и контролируется в ходе эксперимента; – контурная площадь контакта образцов, для приработанной поверхности образца малой протяженности она равна номинальной [5], т.е.
, (4)
где номинальная площадь контакта .
Номинальная площадь контакта за один оборот нижнего образца
. (5)
Для определения комплексного параметра шероховатости воспользуемся формулой (10) лабораторной работы №1
. (6)
Здесь определяется экспериментально для диска на профилографе-профилометре.
Проверяется условие осуществления упругого контакта при заданной нагрузке
. (7)
Если условие выполняется, то расчет нужно вести по первой формуле в (1). Если условие (7) не выполняется, то в зоне контакта более мягкий образец испытывает пластические деформации и необходимо пользоваться второй формулой в (1)
Коэффициент трения определяется из эксперимента по известному значению момента трения
(8)
где – радиус нижнего образца, – момент трения.
Коэффициент фрикционной усталости при пластическом деформировании , а при упругом деформировании . Более конкретные значения для различных материалов приведены в табл. 1 [5].
Таблица 1