Трение - эластомер
Cтраница 1
Трение эластомера относительно выступов поверхности трудно-осуществить на гладких текстурах, а деформируемость эластомера ограничена. [1]
Рассмотрим трение эластомера по поверхности жесткого тела со скоростью V. Допустим, что адгезия существует в точке А ( рис. 8.5) в течение времени, за которое полимер перемещается на расстояние К, а затем происходит разрыв адгезионной связи. Определенная деформация растяжения, развивающаяся в полимере, приводит к накоплению упругой энергии в элементе объема. [2]
Наиболее современные унифицированные теории трения эластомеров [1] связывают обе компоненты трения с механической диссипацией упругой энергии на разных уровнях. Так, среднее расстояние молекулярного перескока, типичное для адгезии эластомеров, составляет величину порядка 100 А, в то время как среднее расстояние между выступами макрошероховатости, определяющими гистерезисную компоненту силы трения, равно примерно нескольким миллиметрам. Адгезия эластомеров в этом случае имеет место в пределах микроскопически тонкого слоя эластомера, микрогистерезис будет зависеть от амплитуды микрошероховатости вершин выступов по отношению к этому слою. [3]
Согласно современным представлениям о трении эластомеров обе компоненты силы трения ( адгезионная и гистерезисная) имеют вязко-упругую природу. При какой-либо одной температуре увеличение скорости скольжения ( от 0 до очень высоких значений) приводит к изменению силы трения по кривой с двумя максимумами: адгезионным - в области малых скоростей и гистерезисным - в области очень высоких скоростей. Вследствие повышения температуры максимумы сдвигаются в сторону больших скоростей скольжения. [4]
Перечень экспериментальных методов для исследования трения эластомеров очевидно слишком большой. В данной главе была предпринята лишь попытка выделить наиболее общепринятые из них. Наиболее простым и экономичным является устройство с вращающимся диском, в частности, потому, что скорость скольжения может изменяться путем регулировки радиуса от центра вращения до точки контакта. Прибор для изучения трения на внутренней поверхности барабана дает более точные результаты за счет применения специально приготовленных наборов выступов и обеспечения равномерности толщины пленки. Наиболее точные данные получаются с помощью оптических интерферометров, хотя они имеют ограничения: лишь малые скорости и гладкие поверхности. Упрощенная машина для изучения износа обеспечивает возможность широкого варьирования переменных, что является особым преимуществом. Износ часто измеряется радиоактивными методами. Наконец, применение упрощенных моделей для воспроизведения сложных динамических явлений дает информацию, которая не может быть получена другими методами. [5]
Эти ограничения применимости молекулярно-кинетической теории трения эластомеров подтверждаются экспериментальными исследованиями разных авторов. Согласно данной теории, при Т - - const сила трения должна линейно возрастать с увеличением логарифма скорости скольжения. Оказалось, что это верно лишь до определенных значений v, а при дальнейшем росте In v Т сила трения резко уменьшается. [6]
Большое значение при выборе эластомера имеет коэффициент трения эластомера по металлу. С этой точки зрения могут быть рекомендованы фторокаучуки и полиуретаны. [7]
 |
Зависимость силы трения от давления ( по данным. [8] |
Следовательно, формула (4.65) является более точным выражением закона трения эластомеров. Малое значение коэффициента указывает на то, что поверхности трения обладали малой шероховатостью. [9]
Зависимость интенсивности истирания от нагрузки определяется уравнением (10.15) для случая трения эластомера по грубой поверхности. [10]
 |
Схема граничного трения эластомера ( 1 по жесткому основанию ( 2. [11] |
Рассмотрим теперь случай трения эластомера по жесткому шероховатому основанию в присутствии смазки [ см. рис. (5.12) J. [12]
Метод всестороннего сжатия свободен от недостатков метода тонких пленок. Он применим главным образом к трению эластомеров. Существует, однако, возможность сочетания данных методов исследования. Образец высокоэластического полимера заключается в оболочку из исследуемой пленки. Это дает возможность считать, что давление передается равномерно ( метод всестороннего сжатия), а сила трения пленки о полимер выше силы трения пленки о металлическую поверхность. Подробности такого метода обсуждаются в гл. [13]
Случай смазки движущихся металлических поверхностей и упруго-пластические деформации пиков выступов, приводящие к их износу, представлены на рис. 2.2. Расстояние между выступами, или дренажная зона, в значительной степени определяется пластической деформацией наиболее высоких выступов, причем поверхности как целое остаются недеформированными. С другой стороны, для случая трения эластомера по поверхности дороги ( см. рис. 2.1, в), наблюдается его перетекание по макрошероховатой твердой поверхности контртела. Здесь эластичность резины в присутствии жидкости определяет эффективную дренажную зону ( этот хорошо известный эластогидро-динамический эффект будет детально рассмотрен в гл. Он установил для различных поверхностей дренажные числа, представляющие собой СГР при определенной постоянной нормальной силе. [14]
Тейбор [33] распространил на эластомерные материалы первоначально развитое для металлов представление о двух составляющих коэффициента трения: адгезионной и деформационной. Он отметил, что деформационная составляющая становится существенной при трении эластомера с высоким гистерезисом по грубым неровностям с закругленными вершинами в присутствии смазки. [15]
Страницы: 1 2