Протизадирні властивості ПОВЕРХОНЬ ТЕРТЯ
Тихомиров П.В. (БГІТА, г.Брянск, РФ)
Protivozadirnaya stability heavyloaded pair of friction, in particular issues teeth wheel, is an actual problem, which decision allows to provide reliable functioning the machines. One of the efficient ways of increasing to reliability and longevity of the nodes of friction is an using against bully additive to base butter.
Протизадирне стійкість важко навантажених пар тертя, зокрема передач зубчастими колесами, є актуальною проблемою, вирішення якої дозволяє забезпечити надійну роботу машин. Одним з ефективних способів підвищення надійності і довговічності вузлів тертя є застосування присадок до базових масел. Ці присадки містять такі хімічні елементи, як сірка, фосфор і хлор. Вважається, що на «гарячих» плямах контакту ці елементи вступають в хімічну реакцію з утворенням на цих плямах сульфідів, фосфидов і хлоридів. В результаті реакцій утворюється модифікований шар, що розділяє тертьові металеві поверхні і знижує коефіцієнт тертя. Модифіковані шари, володіючи низькою температурою плавлення, забезпечують правило позитивного градієнта (по І.В. Крагельська), перешкоджаючи схоплюванню поверхонь. Механізм схоплювання (освіти міцних металевих зв'язків) ще недостатньо вивчений. За І.В. Крагельська [1] поріг зовнішнього тертя, що характеризує початок заїдання, визначається виразом
де h - глибина впровадження жорсткого полусферического индентора, що моделює нерівність більш твердого тіла, r - радіус закруглнія индентора, # 964; - питома міцність на зріз адгезійної зв'язку (зокрема це - зсувна міцність поверхневого шару пластичного металу), # 963; - межа плинності м'якого елемента пари тертя.
Вважається, що зовнішнє тертя має місце при відносно # 964; / # 963; <0,5. Известны другие подходы, в определенной степени объясняющие явление схватывания. Так, по С.Б. Айнбиндеру проявление схватывания связано с взаимодействием ювенилбных металлических поверхностей, когда в зоне контакта отсутствуют пленки любого состава и происхождения. В работах А.П. Семенова подчеркивается, что для возникновения схватывания необходимо дополнительно преодолеть некоторый энергетический барьер, иначе при разгрузке упругие деформации могут разорвать адгезионные связи.
Вид поверхні тертя з вогнищем схоплювання представлений на малюнок 1 [2]
Малюнок 1 - Поверхня тертя з вогнищем схоплювання
Експериментально встановлено [4], що в умовах тертя ковзання з коченням при заїдання має місце процес виривання частинок металу з контактної поверхні ролика, що обертається з меншою швидкістю, і перенесення металу на поверхню ролика, що обертається з більшою окружною швидкістю. Зазвичай перенесення металу відбувається з менш твердої поверхні на більш тверду пов'язану поверхню. При цьому слід враховувати залежність твердості від температури.
Малюнок 2 - Залежність твердості від температури (НВ * - розрахункове значення твердості)
Критичну температуру Ткр. при якій відбувається заїдання, визначимо з виразу
Тут Ткр - критична температура, Еa - енергія активації схоплювання, R- газова постійна, k - коефіцієнт, що враховує величину металевого контакту, l0 - частина ширини герцевской майданчики (протяжність металевого контакту), # 957; 0 - частота коливань атомів кристалічної решітки, # 965; S - швидкість ковзання.
Поверхневу температуру при числі Пеклі 0,3 де # 966; 2 - функція, що залежить від числа Пеклі, f - коефіцієнт тертя, HB - твердість по Бринеллю, # 955; - питома теплопровідність матеріалу, bH - полушіріна площадки контакту (по Герцу). Число Пеклі одно Тут a - коефіцієнт температуропровідності. Прирівнявши вирази (1) і (2) і вирішивши отримане рівняння щодо твердості, отримаємо Наведемо чисельний приклад при наступних вихідних даних: # 965; S = 1 мс -1; # 955; = 57,7 Вт / (м # 8729; град); a = 17,65 # 8729; 10 -6 м 2 / с; r - приведений радіус (r = 25 мм); w - питоме навантаження (w = 300 Н / мм); Ea = 25 кДж / моль; R = 8,32 Дж / моль # 8729; град). Знайдемо полуширину площадки контакту циліндр - площина Прийнявши k = 0,1, знайдемо число Пеклі Тоді відповідно до графіка [5] коефіцієнт # 966; 2 буде дорівнює # 966; 2 = 3,5. Розрахункове значення твердості знайдемо за формулою Критична температура на контакті дорівнює Таким чином, для забезпечення задіростойкості необхідно, щоб твердість матеріалу повинна бути вище HB 320 при температурі 198 # 8451 ;. Розглянутий підхід до оцінки заїдання дозволяє вибрати матеріал, у якого менш істотна залежність твердості від температури. 1. Крагельський, І.В. Тертя і знос / І.В. Крагельський. - М. Машинобудування. -1968. 4. 4. Yoshio, T. Basic studies on scoring of spur gear. 1 Rept. On the seizure under a pure sliding condition and a sliding-rolling condition / T. Yoshio, M. Yoshibaru, N. Hiromasu // Bull. JSME, 1970.- V. 13, N 63.- P. 1123-1136. 5. Дроздов, Ю.Н. Тертя і знос в екстремальних умовах /Ю.Н. Дроздов, П.Г. Павлов, В.М. Пучков. - М. Машинобудування, 1986. - 224 с. Сайт управляється системою uCoz Схожі статті