Файл: Комбалов, В. С. Влияние шероховатости твердых тел на трение и износ.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 32
Скачиваний: 0
для индентора сферической формы равна 3. В табл. 34 приведе ны результаты эксперимента, полученные на одношариковом трибометре при скольжении сферического индентора по различ ным материалам без смазки. Для сравнения приведены экспери ментальные данные для стали 45 и бронзы ОФЮ-1.
Для увеличения нагрузочной способности и уменьшения из носа подшипника из металлофторопласта важным является выбор оптимального и исходного параметров шероховатости
контртела А. Рассчитаем величину |
комплексного |
параметра А |
||
по формуле (IV.30) для данных условий испытаний и |
физико |
|||
механических свойств материала. |
При |
исходных |
данных: |
|
то = О,032 кг/мм2\ £ = 2-102 кг/мм2; |
&i = 6; |
v —2; |
Рс = 5 |
кг/мм2, |
р —0,3 величина А составляет 0,0004. После расчета комплекса А подбирается исходный класс чистоты и вид обработки, обеспе чивающие минимальный износ и величину коэффициента трения.
Исследование влияния исходной шероховатости на износо стойкость и изменение коэффициента трения проведено на спе циально разработанной машине трения, работающей по схеме «вал — частичный вкладыш». Образцы контртела были изготов лены из стали 45 с твердостью HRC = 30—35. Стальные поверх ности обрабатывались точением, шлифованием и полированием. Геометрические параметры шероховатости приведены в табл. 35. Испытания проводились при вращении с постоянной скоростью 0,005 м/сек, давления Р = 500 кг/см2 без смазки. В процессе испы-
Т а б л и ц а 35
Вид обработки поверхности трения контртела
Точение
Шлифование
Полирование чугунным притиром в среде керосина без пасты ГОИ
Полирование чугунным притиром в среде кероси на с пастой ГОИ
чистоКласс |
^шах* |
Г, |
|
Ъ |
V |
д |
МКМ |
/ •10-* |
f |
ты |
мкм |
мкм |
|
|
|
|
|||
|
|
■ |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
23,7 |
20 |
1,0 |
2,40 |
0,6 |
12,65 |
6,00 |
0,18 |
|
6 |
11,0 |
30 |
1,4 1,95 |
0,2 |
7,35 |
2,20 |
0,18 |
||
8 |
3,2 |
20 1,0 |
1,92 |
0,035 |
2,05 |
1,23 |
0,19 |
||
9 |
2,0 |
30 1,6 |
1,90 |
0,033 |
1,40 |
0,65 |
0,18 |
||
9 |
1,60 |
800 |
3,0 |
1,55 |
0,0005 |
1,0 |
0,08 |
0,14 |
10 |
1,03 |
1000 |
3,6 |
1,40 |
0,00042 |
0,6 |
0,07 |
0,13 |
12 |
0,33 |
1000 2,6 |
1,30 |
0,00016 |
0,19 |
0,07 |
0,13 |
|
тания проводилось измерение величины линейного износа. Ре зультаты экспериментов, приведенные в табл. 35, показывают, что минимальный износ и коэффициент трения получены при испы тании металлофторопласта в паре с контртелом из стали 45, шероховатость поверхности которого была достигнута способом полирования с помощью чугунного притира в керосине с пастой ГОИ и без пасты.
100
Результаты экспериментов показывают, что исходная шеро ховатость поверхности контртела оказывает существенное влия ние на интенсивность изнашивания и величину коэффициента трения. Интенсивность изнашивания зависит от величины комп лексного параметра шероховатости Д. Так, для полированных поверхностей до V 9— 10 получены наименьшие интенсивность изнашивания и коэффициент трения, несмотря на разные высо ты неровностей, но почти одинаковые величины А. Расчетная величина комплексной характеристики соответствует экспери ментальным параметрам шероховатости поверхности контртела, при которых получены наименьшая интенсивность изнашивания и минимальный коэффициент трения для подшипника из металлофторопласта, работающего в паре с металлическим валом из стали 45 при установившемся режиме трения.
Методика расчета оптимальных параметров шероховатости поверхности в парах сталь 45 — металлофторопластовая лента в узлах трения шпиндельных устройств листоправильных машин конструкции СКМЗ внедрена на Ждановском металлургическом заводе. В результате увеличения срока службы этих узлов до капитального ремонта позволило получить от первичного внед рения экономический эффект в сумме 46,1 тыс. рублей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Коэффициент трения, интенсивность изнашивания и контактная жесткость стыков в значительной мере зависят от степени шеро ховатости поверхностей. Минимум на кривых зависимости ко эффициента трения и интенсивности изнашивания от степени шероховатости объясняется двойственной молекулярно-механи ческой природой трения и механизмом усталостного изнашива ния. Минимальные значения коэффициента трения и интенсив ности изнашивания материала соответствуют равновесной шеро ховатости, которая воспроизводится в процессе длительной эксплуатации. Предложенный расчет позволяет определить комплексный критерий А, соответствующий равновесной шеро ховатости, по известным физико-механических характеристикам пар трения и приложенной нагрузке.
Таким образом, представляется возможным аналитически рассчитать оптимальную для заданных условий работы пары трения шероховатость. Исходя из расчета, можно назначить со ответствующую технологическую обработку поверхности, пара метры шероховатости которой наиболее близко соответствуют расчетной; при этом приработочный износ будет наименьшим.
Предлагаемый комплексный безразмерный критерий оценки шероховатости А позволяет наиболее полно оценивать служеб ные свойства контактируемых поверхностей с учетом технологии их обработки. Связь критерия А с тестированными величинами Ra и Rz позволяет учитывать технологическую шероховатость при аналитической оценке площадей фактического контакта, коэф фициента трения, интенсивности изнашивания и контактной жесткости стыков. Использование предложенных таблиц и рас четных формул значительно сокращает операции по обработке профилограмм в инженерной практике.
ЛИТЕРАТУРА
1.Лйвазли С. А. Статистическое исследование зависимостей. М., «Металлур гия», 1968.
2.Аулис В. О., Рудзит Я. А. Влияние чистоты поверхности на отношение максимальной высоты микровыступов к радиусу их закругления.— При боростроение, 1968, вып. 3. Рижский полит, ин-т.
3.Белый В. А., Купчинов Б. И., Сысоев П. В. Влияние шероховатости ме
таллического тела на трение в подшипнике при контакте металл — поли мер без смазки.— Сб. «Применение материалов на основе пластмасс для опор скольжения и уплотнений в машинах». М., «Наука», 1968, стр. 77— 79.
4. |
Билик Ш. М. Образование поперечных периодических неровностей на по |
||
5. |
верхностях твердых |
тел в процессе трения.— Трение и износ, |
1962, т, 17. |
Билик Ш. М. Пары |
трения металл — пластмасса в машинах |
и механиз |
|
мах. М., «Машиностроение», 1966.
6.Бокин М. Цыплаков О. Г. Расчет и конструирование деталей из пласт масс. М.—Л., «Машиностроение», 1966.
7.Большее Л. Н., Смирнов Н. В. Таблицы математической статистики. М., «Наука», 1965.
8.Бурговиц А. Г., Илсумо М. Ж Р у д з и т Я- А. Об одном методе расчета максимальной высоты профиля шероховатости.— Изв. ВУЗов, Машино строение, 1970, № 8.
9.Витенберг Ю. Р. Оценка шероховатости поверхности с помощью корре ляционных функций.— Вести, машиностроения, 1969, № 1.
10.Витенберг Ю. Р. Шероховатость поверхности и методы ее оценки. Л., «Судостроение», 1971.
11.Витенберг Ю. Р. Обеспечение шероховатости поверхности деталей судо вых машин и механизмов— Судостроение, 1972, № 12.
12.Витенберг Ю. Р., Ардашников Б. Н. Метрологическое обеспечение харак теристик шероховатости, используемых при расчетах контактной жестко
сти.—В кн. «Жесткость в машиностроении». Тезисы докладов к Всесоюз ной научно-технической конференции, 21—23 сентября 1971 г. Брянск,
1 9 7 1 .
13. Волков Ю. В. Шероховатость поверхностей, приработанных в различных условиях скользящего трения.— Труды Томского ун-та, 1955, вып. 34.
14.Вяткин И. А., Фонотов В. Т. Исследование параметров шероховатости в различные периоды приработки трущихся поверхностей.— Сб. «Исследо вание качества поверхности и износостойкости материалов». Курган, 1969.
15.Галстян Л. Е. Оптимальная шероховатость чугунных изнашиваемых по верхностей. Автореф. канд. дисс. Ереван, 1969.
16. Герасимова Н. Н. Влияние шероховатости на контактную выносливость и долговечность подшипников.— Труды ВНИИПП, 1966, № 4 (48),стр.47.
17.Голубев Ю. М., Кошек Л. Н., Небольсин В. Я. Шероховатость поверх ности и ее оценка.— Труды НЭТИ, 1970, вып. 1. Новосибирск.
103
18.Голубев Ю. М., Небольсин В. ЯТатаринцев Б. Е. Математическое моде лирование при оптимизации показателей трения и износа— В кн. «Моде
лирование трения и износа и расчетно-аналитические методы оценки из носа поверхностей трения. Тезисы докладов». Разделы I и II. М.— Ро стов-на-Дону, 1971.
19.Демкин Н. Б. Фактическая площадь касания твердых поверхностей. М., Изд-во АН СССР, 1962.
20.Демкин Н. Б . Контактирование шероховатых поверхностей. М., «Наука», 1970.
21.Дриц М. Е. Влияние микрогеометрии и микроструктуры поверхностей трения на их износостойкость. Качество обработанных поверхностей де талей машин. М., Изд-во АН СССР, 1959, № 4.
22.Дунин-Барковский И. В. Определение параметров и точность измерений
шероховатости поверхности.— Качество поверхностей деталей машин, 1961, № 5.
23.Дунин-Барковский И. Б., Смирнов Н. В. Теория вероятностей и матема тическая статистика в технике (общая часть). ГИТТЛ, 1955.
24.Дьяченко П. Е. Критерий оценки микрогеометрии поверхности. М.—Л., Изд-во АН СССР, 1942.
25.Дьяченко П. Е. Влияние шероховатости поверхности на ее износ.— В кн. «Качество поверхности деталей машин». Л., Машгиз, 1950.
26.Дьяченко П. Е. Современные направления в области обеспечения вы
сокого качества поверхностей деталей. НТО МАШПРОМ. М., 1960, стр. 16.
27.Дьяченко П. Е., Вайнштейн В. Э., Чиркова Е. А. Зависимость износа ста ли от микрогеометрии поверхности.— В кн. «Трение и износ в машинах. Труды Второй Всесоюзной конференции, раздел 2». М.— Л., Изд-во АН
СССР, 1947, стр. 258.
28. Дьяченко П. Е С л и н к о Б. Л. |
Влияние микрогеометрии поверхностей |
||
цапф на работу подшипников из |
свинцовистой |
бронзы.— Трение и износ |
|
в машинах. Сб. V. М., Изд-во АН СССР, 1950, стр. 25. |
|
||
29. Евдокимов Ю. А., Черенкович В. |
А. Влияние |
чистоты обработки |
вала |
на износ пары трения сталь — капрон.— Вести, машиностроения, |
1962, |
||
N2 5. |
|
|
|
30.Евдокимов Ю. А. Влияние шероховатости поверхности трения и упрочне ния стали наклепом на антифрикционные свойства пары металл — пласт масса.— Сб. «Применение материалов на основе пластмасс для опор сколь жения и уплотнений в машинах». М., «Наука», 1968, стр. 74—76.
31.Егоров В. А. Оптические и щуповые приборы для определения шерохова тости поверхности. М., Машгиз, 1961.
32.Жовинский В. Н. Генерирование случайных сигналов. «Энергия», 1968.
33.Зайцев А. К. Основы учения о трении, износе и смазке машин. М.— Л., Машгиз, 1947.
34.Зюльков М. И., Михин Н. М., Добычин М. Н. О механизме приработки трущихся поверхностей при исходном пластическом контакте.— В кн. «Труды Уральской юбилейной научной сессии». Курган, 1967.
35.Караев Г. Влияние шероховатости контртела на трение и износ полиамид ных покрытий.— Вести, машиностроения, 1966, № 6.
36.Качалов Н. Н. Основы процессов шлифовки и полировки стекла. М.— Л., Изд-во АН СССР, 1946.
37.Кислик В. А. Износ деталей паровозов. Труды Всесоюзного н.-иссл. ин-та железнодорожного транспорта, 1948, вып. 24.
38.Комбалов В. С., Алисин В. В. Критерий оценки шероховатости поверхно сти и его влияние на жесткость стыков.— В кн. «Жесткость в машино-
104