Механические процессы взаимодействия контактирующих поверхностей.

Механическое взаимодействия контактирующих поверхностей, обусловленно внедрением микронеровностей более твердой поверхности в менее твердую.

Механическое взаимодействие поверхностей происходит следующим образом.

При скольжении одной поверхности относительно другой шероховатой поверхности микронеровности вступают в контакт, т. е. происходит механическое сцепление противолежащих выступов трущихся поверхностей. В результате механического взаимодействия неровностей наблюдается упругая и пластическая деформация выступов, а также «пропахивание» твердыми неровностями противолежащей менее твердой поверхности.

Совокупность сил сопротивления относительному перемещению поверхностей, обусловленная механическим взаимодействием отдельных микронеровностей, представляет собой механическую составляющую силы трения.

где m — число микроплощадок контактирования поверхностей трения.

 

Сопротивление скольжению обусловливают в основном процессы деформирования неровностей, поэтому механическую составляющую силы трения часто называют деформационной.

Для обеспечения наиболее благоприятных условий взаимодействия поверхностей необходимо соответствующим образом подобрать материалы пары трения.

Зависимость механических свойств материалов от условий взаимодействия поверхностей обусловливает так называемое «правило градиента». По правилу градиента предусматривается определение градиента механических свойств — вектора, характеризующего изменение механических свойств материала детали по нормали к поверхности трения.

• Если при трении прочностные свойства поверхностного слоя увеличиваются в направлении от поверхности трения в глубь материала (рис. 4.2, а), т.е.

Рис. 4.2. Схема к определению градиента механических свойств материала:

а– при

б -при

 

• Если прочностные свойства поверхностного слоя выше, чем у основного материала детали (рис. 4.2, б), т. е. градиент механических свойств имеет отрицательное значение, то в процессе трения в результате схватывания поверхностей или быстроразвивающихся усталостных процессов происходит разрушение материала ниже упрочненного слоя с последующим глубинным вырыванием частиц.

Таким образом, при подборе материалов пары трения и обосновании методов обработки детали необходимо руководствоваться пра­вилом градиента. При положительном градиенте механических свойств обеспечиваются наиболее благоприятные условия взаимодействия поверхностей и наибольшая долговечность сопряжения.

Тепловые процессы, сопровождающие трение. Взаимодействие рабочих поверхностей деталей при трении сопровождается интенсивным тепловыделением.

Пластическая деформация и срез микронеровностей вызывают искажения кристаллической решетки материала детали, проявляющиеся в виде местного повышения температуры. На микроплощадках фактического контакта в процессе трения возникают температурные вспышки, достигающие 1000 º С.

Вследствие теплопроводности материалов трущихся деталей тепло, выделившееся при трении, распределяется на несколько тепловых потоков, направляемых внутрь каждой из взаимодействующих деталей и в окружающую среду.

Условия теплообмена деталей трения с окружающей средой, теплофизические свойства материалов, параметры профилей рабочих поверхностей деталей и режим работы сопряжения в совокупности определяют среднюю температуру трущихся поверхностей, которая в значительной степени влияет на коэффициент трения, характер изнашивания деталей и долговечность сопряжения.

Механическая составляющая силы трения металлических поверхностей при повышении температуры изменяется в основном вследствие уменьшения твердости материала.

При повышении температуры происходит снижение твердости трущихся поверхностей, причем у менее твердых материалов этот процесс будет интенсивнее.

В связи с этим увеличение температуры поверхностей будет сопровождаться более сильным внедрением неровностей, что приведет к повышению деформационной составляющей силы трения.

Кривая зависимости силы трения от температуры рабочих повер-­
хностей деталей в процессе внешнего трения, как правило, проходит через минимум, соответствующий наиболее благоприятному температурному режиму работы сопряжения.

Определение показателей температурного режима работы механизма:

•температуры на поверхности трения,

•средней температуры трущихся деталей и пр.) и закономерностей их позволяет оценить условия работы сопряжений и обосновать управляющие воздействия по обеспечению надежности основных элементов на стадиях конструирования, изготовления и эксплуатации машины.

Влияние смазочного материала на процесс трения. Трение без смазочного материала (рис. 4.6, а) всегда сопровождается механическим повреждением трущихся поверхностей, упруго-пластическим деформированием, резким повышением температуры, возникновением шума и вибрации.

Для этого вида трения характерно как механическое, так и молекулярное взаимодействие рабочих поверхностей.

Рис. 4.6. Графики распределения давления р и температуры t по длине рабочей поверхности ℓ при трении: а — без смазочного материала; б — со смазочным материалом, h = 0, 1 ÷ 0, 5 мкм; в — h > 0, 5 мкм

 

Трение со смазочным материалом (рис. 4.6, б, в) происходит при значительно более благоприятных условиях взаимодействия поверхностей и характеризуется уменьшением сил трения, более равномерным распределением давления по поверхности трения и меньшей интенсивностью тепловыделения.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Сила толерантного взаимодействия
2. ІІ. Политические процессы в 1980—1990-е гг.
3. Алгебраическая сумма всех электрических зарядов любой замкнутой системы остается неизменной (какие бы процессы ни происходили внутри этой системы).
4. Атомно-молекулярное взаимодействие поверхностей. Оценка химического, молекулярного и электростатического взаимодействия и сопротивления движению.
5. БАРЬЕР СОЦИАЛЬНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
6. Биохимические и физико-химические процессы при производстве кисломолочных продуктов и мороженого
7. Биохимические и физико-химические процессы при производстве сыра
8. В процессе повторного обследования младенцев в возрасте от 3 до 6 месяцев был сделан упор на анализ взаимодействия зрения и движений.
9. В.2. Электрические машины — электромеханические преобразователи энергии
10. Введение в психологию. Психические процессы.
11. Введенное формализованное описание сложной системы как условно/событийной системы позволяет не только описывать ее структуру, но и анализировать динамические процессы, происходящие в ней.
12. Взаимодействия воспитателя с родителями