Cтраница 4
Сила, сжимающая контактирующие тела, через фактическую площадь касания передается неровностям, вызывая их деформацию. Деформируясь, отдельные неровности образуют контурную площадь касания. Деформация неровностей, как правило, упругая. Таким образом, при контакте твердых тел следует различать номинальную и образованные вследствие приложения нагрузки контурную и фактическую площади касания. Соответственно отношения нормальной нагрузки к этим площадям называют номинальными, контурными, фактическими нормальными напряжениями на контакте. [46]
Определим контурные давления, приводящие к состоянию, при котором на взаимодействие твердых тел будут оказывать влияние процессы, протекающие в зонах контакта соседних микронеровностей. Будем считать, что контурные давления равномерно распределены в пределах контурной площади касания пяты и подпятника. [47]
К такому типу относятся подшипники скольжения, в которых используются комбинированные вкладыши, состоящие из стальной ленты с нанесенным на ее поверхность слоем антифрикционного материала. Обычно этот слой настолько тонок, что его влияние на размер контурной площади касания, а следовательно, на величину и распределение нормальных напряжений на контурной площади контакта пренебрежимо мало. Однако он оказывает существенное влияние на силовые взаимодействия вала с вкладышем в условиях внешнего трения. Это происходит вследствие того, что внешнее трение обусловлено в основном процессами, протекающими в поверхностных слоях контактирующих твердых тел. [48]
Контурная площадь касания при контактировании деталей машин обычно составляет 5 - 15 % номинальной. Если номинальная площадь контакта достаточно мала и волнистостью можно пренебречь, то контурная площадь касания близка к номинальной. Фактическая площадь касания обычно составляет не более 0 01 - 0 1 % номинальной площади. [49]
Z - число пятен при шабрении на площади 25x25 мм2: Ас - контурная площадь касания при шабрении. [50]
Применяемые в подшипниках скольжения с жесткими вкладышами нагрузки создают напряженное состояние, при котором, как показывает анализ взаимодействия вала с вкладышем, внешнее трение может осуществляться только в условиях ненасыщенного упругого контакта. Для вычисления момента сил трения необходимо знать распределение удельных сил трения по дуге контурной площади касания. [51]
Однако, как следует из исследований [70, 90], преимущественной деформацией в контактных зонах является г. недреппе ио. Внедрение обусловлено контактированием различных по механическим свойствам твердых тел, неоднородностью механических свойств в пределах контурной площади касания и различием геометрических размеров микронеропностей. [52]
Однако, чтобы получить выражение для определения Т, необходимо знать изменение Л в пределах контурной площади касания от угла контакта или действующих контурных давлений. При переменных контурных давлениях использование при интегрировании закономерностей изменения величины сближения между поверхностями взаимодействующих тел приводит к значительным трудностям. [53]
Приработка нз микроуровне в зависимости от действующих на контурной площади напряжений и параметров шероховатости поверхностей взаимодействующих тел либо оказывает влияние на напряженное состояние на контурной площади касания, либо им можно пренебречь. Если процесс микроприработки при исходных пластических деформациях в зонах фактического касания в малой степени влияет на напряженное состояние а контактной зоне, то процесс макроскопической приработки будет аналогичен такому же процессу при исходных упругих деформациях в зонах фактического касания вала и вкладыша. [54]
Такие закономерности изменения линейной интегральной интенсивности изнашивания объясняются тем, что в начале работы, соответствующей первому участку кривой, происходит приработка [65, 72] вала и вкладыша ( см. рис. 10 гл. Анализ показывает, что приработка сопровождается изменениями напряженного состояния взаимодействующих тел на микро - и макроскопическом уровнях, которые существенно влияют на напряженное состояние в зонах фактического касания взаимодействующих тел и в зоне контурной площади касания. [55]
Как уже отмечалось, при описании распределения нормальных напряжений на контурной площади касания А с обычно используются условные средние напряжения, действующие в диаметральном сечении. Данное представление не позволяет провести анализ изменения средних нормальных напряжений на Ас от величины приложенных сил, механических свойств материалов подшипника и его геометрических характеристик, а также определить соотношения между средними и максимальными напряжениями па контурной площади касания. [56]
При силовых расчетах необходимо использовать значения коэффициентов трения, которые в значительной мере определяют силы трения движения и покоя при закрывании и открывании арматуры. В трущейся паре стальных деталей коэффициент трения может изменяться в довольно широком диапазоне ( 0 05 - 0 8), на его значение определяющее влияние оказывают внешние условия [25, 36]: окружающая среда; скорость скольжения; контактное давление; отношение контурной площади касания к общей площади трения; перепад температуры в поверхностном слое. [57]
Уменьшение контурных давлений в данном случае приводит к уменьшению интенсивности изнашивания. Поэтому при неизменной нагрузке, приложенной к валу, вследствие рассмотренных выше процессов интенсивность изнашивания будет уменьшаться, стремясь к некоторой минимальной величине, характерной для контурного давления, практически неизменного в пределах площади Ас, при которой наблюдается равномерное изнашивание на контурной площади касания. Уменьшение давления в зоне контакта приводит к уменьшению сил трения. Снижение интегральной линейной интенсивности изнашивания, обусловленное перераспределением контурных давлений, до минимального значения сопровождается изменениями в микротопографии взаимодействующих поверхностей. Это особенно заметно на поверхности менее жесткого из взаимодействующих тел. [58]
Повышенные потери энергии в разъемных контактах объясняются тем, что фактическая площадь касания контактов, даже при хорошем нажатии, весьма мала. Так, для болтовых соединений внахлест она составляет 1 - 3 % от общей площади нахлестного соединения и рассеяна по общей поверхности соединения в виде точек и пятен. Так называемая контурная площадь касания, включающая - в - себя также площадки между точками касания и принимаемая во внимание при расчете контактов, составляет 25 - 50 % общей площади. [59]