Нагрузка, скорость и температура в контакте

Дата добавления: 2014-06-18 | Просмотров: 1556

Нагрузки в контакте

В соответствии с введенными площадями контакта различают фактическое Рr, контурное Р_с и номинальное Р_а давление, которые равны частному от деления нормальной нагрузки на

соответствующую площадь.

Наибольшим по величине является фактическое давление, которое при пластическом контакте микронеровностей приближается к твердости материала (Р_r ≈ НВ).

Если увеличивать нормальную нагрузку или номинальное давление, то контурное давление увеличивается незначительно, а фактическое практически не меняется, что происходит из-за подключения новых, менее высоких выступов.

Скорость в контакте

Для описания относительного перемещения трущихся тел, движущихся с различными скоростями, наиболее широко используется скорость скольжения V_s, под которой понимается

разность тангенциальных скоростей тел в точках их касания при скольжении.

Абсолютная величина суммы тангенциальных скоростей тел в точках их касания называется суммарной скоростью контактирующих точек относительно зоны контакта или суммарной скоростью качения в контакте и обозначается V_∑.

Температура в контакте

Разнообразные механизмы взаимодействия поверхностей при трении приводят к тому, что значительная часть (до 90%) механической работы по перемещению одного тела относительно другого преобразуется в теплоту. Дискретность контакта из-за наличия микрошероховатостей приводит к тому, что эта теплота генерируется (,выделяется) на пятна фактического контакта, а затем передается в объем тел и далее в окружающую среду. Из-за малой фактической площади контакта температура на пятнах микроконтакта много выше, чем была при контакте тел по номинальной площади.

Это может привести местному размягчению и расплавлению материала. Тепло распространяется от пятен контактов вглубь обоих контактирующих тел, причем тепловые потоки распределяются в зависимости от теплофизических свойств контактирующих тел, их размеров и условий теплоотвода. На теплоотвод решающее влияние оказывает коэффициент взаимного перекрытия, представляющей собой отношение площадей трения контактирующей пары (Рис. 1.4). Эта важная характеристика была впервые введена А.В.Чичинадзе.

Рис.1.4.

Коэффициент

взаимного перекрытия.

Для упрощения математического описания при решении тепловой задачи трения были выделены:

- среднеповерхностная температура - температура, которую имела бы поверхность трения при
контакте по номинальной площади;

- температура вспышки - превышение наибольшей температуры на пятная фактического контакта
над среднеповерхностной.

Температура вспышки, которая во много раз выше среднеповерхностной, может достигать сотен и даже тысяч градусов. Столь высокие значения температуры в поверхностных слоях, в которых протекают трибологические процессы, приводят к существенному изменению механических свойств материалов, увеличению адгезионной, химической активности и т.п.

Теоретический расчет температуры представляет большие трудности.