Работа трения на площади контакта

Величина эффекта Ребиндера зависит от природы твердого тела, характера деформации, напряженного состояния, усталостных явлений и ряда других факторов. Адсорбционное пластифицирование металлов, т. е. понижение их твердости, распространяется на небольшую глубину и наряду с природой твердого тела зависит от состава смазочного материала. Оно снижает сопротивление сдвига в поверхностном слое металла как в тангенциальном, так и нормальном направлениях. Вследствие этого увеличивается истинная площадь контакта, снижаются местные контактные напряжения и уменьшается сопротивление сдвигу выступов шероховатости поверхности. Уменьшается также толщина деформируемого в процессе трения слоя твердого тела, что при прочих равных условиях уменьшает работу тре- [c.304]

Рис. 1.23. Зависимость работы трения на площади контакта шин с дорогой (при передаче боковых нагрузок) от модуля корда каркаса или брекера

На рис. 1.23 приведены графики зависимостей работы трения на площади контакта с дорогой шины 200—508 радиальной и диагональной конструкций при рекомендуемых для данных шин внутренних давлениях и нагрузках от модуля нитей корда. Для шин диагонального построения изменение жесткостных свойств корда почти не сказывается на величине работы трения, и поэтому выбор корда для этих шин определяется другими характеристиками. [c.32]

Для шин типа Р уменьшение модуля материала корда ниже 1500—2000 кгс ммР приводит к более резкому увеличению работы трения на площади контакта шины с дорогой, что ухудшает износостойкость шины. Таким образом, для брекера шин Р целесообразно использовать корд с модулем не ниже указанных значений. [c.32]

Данная теория в упрощенном виде скорее объясняет эффекты, чем вскрывает причины адгезии. В частности, она дает возможность достаточно ясно понять процесс скольжения вязкоупругих материалов в зависимости от скорости. В работе [15] было указано, что при использовании а о, в первом приближении равного s, сила трения F = As была в 10 раз больше наблюдаемой величины. Это не удивительно, так как прочность поверхностного слоя не равна прочности эластомера в массе и s < оо, а действительная площадь контакта также меньше номинальной площади. С учетом последнего можна ожидать, что теоретические и экспериментальные данные будут совпадать лучше. Эта теория имеет большое преимущество, так как она ясно показывает раздельное влияние параметров А ш s на силу трения. [c.195]

Особенности работы смазочного масла в паровых машинах (паровозы, локомобили, судовые и стационарные паровые машины и т. ш) привели к необходимости создания специальных сортов цилиндровых масел, предназначенных для смазывания горячих частей паровых машин (золотники, золотниковые и цилиндровые втулки, золотниковые и поршневые кольца, штоки, которые работают в непосредственном контакте с паром). Цилиндровые масла, попадая внутрь-машины, должны хорошо распыляться, равномерно распределяться по площадям трения и йе образовывать нагара, что обусловливается стойкостью масла против окисления кислородом воздуха при высоких температурах. Кроме того, они не должны вызывать коррозии металлических поверхностей, сохранять подвижность при низких температурах. [c.57]

Исходя из вышеизложенного, понятно значение площади фактического контакта при определении силы трения. Поэтому предпочтительно определять не силу трения и не удельную силу трения, т. е. силу трения, отнесенную к площади номинального контакта, а удельную фактическую силу трения, т. е. силу трения, отнесенную к фактической площади контакта. Пока работ по измерению удельной фактической силы трения очень мало, и неудивительно, что экспериментальные [c.46]

Кроме вышеизложенного, закономерности внешнего трения твердых тел характеризуются зависимостью от шероховатости, внешней среды (пленок, п граничных слоев на поверхностях трения), влиянием поверхностно-активных сред и т. п. [5, 7, 8, 25, 31, 34, 87—94]. В нашу задачу не входило описание всех факторов, влияющих на внешнее трение, поэтому читателя, интересующегося этими вопросами, отсылаем к литературе [14—17, 37, 40, 87—94]. Мы рассмотрели только важнейшие зависимости и характеристики, принимая во внимание основную цель этой главы — рассмотрение основных закономерностей трения металлов с целью анализа общего механизма трения и возможного применения этих закономерностей при интерпретации механизма и природы трения полимеров. Из этой главы видно, что особенно важным является учет изменения фактической площади контакта при трении. К сожалению, подавляющее большинство работ по трению из-за экспериментальных трудностей проведено н проводится в отрыве от измерения площади фактического контакта. [c.54]

Кроме упомянутых величин употребительны коэффициенты износостойкости р,, Pft и в общем виде равные р = Г . Здесь L — путь трения А = FL — работа трения S — площадь фактического контакта S — площадь разрушения (обычно номинальная площадь контакта), I — путь трения, равный диаметру пятна касания d — диаметр единичного пятна касания й — толщина слоя, снятого с площади фактического контакта при ее однократном вос- [c.156]

Из работ по трению (см. гл. 3 и 4) известно, что в высокоэластическом состоянии площадь фактического контакта мало меняется с увеличением температуры, а константа трения с достаточно сильно уменьшается с ростом температуры. В стеклообразном состоянии как сила трения, так и площадь контакта 5 слабо зависят от температуры. Значительное изменение 5 претерпевает в переходной области между высокоэластическим и стеклообразным состояниями. [c.170]

Электрические методы обладают серьезными недостатками, поэтому они не получили распространения. Методы, основанные на явлении переноса вещества (метод меченых атомов, люминесцентных красок и т. п.) обладают специфическими особенностями и находятся в стадии усовершенствования. Их принципиальный недостаток заключается в невозможности определения площади контакта движущихся поверхностей. Методы определения площади контакта по сближению детально рассмотрены в работах [2, 23, 24]. В области трения полимеров они применяются редко. Наиболее распространены оптические методы исследования. [c.223]

При истирании по гладкой поверхности вала и при низких давлениях [Р 2,5 МПа (25 кгс/см )] процесс приработки происходит медленно, удельный линейный износ т] ф после каждого цикла переработки почти не увеличивается (см. рис. 19). Процесс приработки связан как с изменением микрогеометрии поверхности, так и с изменением номинальной плошадки контакта сопряженных поверхностей он заканчивается тогда, когда при изнашивании прекращается рост площади контакта за счет более тесного сопряжения поверхностей. По достижении оптимального контакта трудящихся поверхностей при нормальной работе пары трения скорость изнашивания становится величиной постоянной. [c.39]

Удельные давления (р) и скорости скольжения (у) в зоне контакта зубьев шестерен являются основными факторами, определяющими требования, предъявляемые к противоизносным свойствам трансмиссионных масел. При постоянном значении коэффициента трения (/) величина удельного давления определяет собой силу трения в зацеплении пары, приходящуюся на единицу площади контакта скользящих относительно друг друга поверхностей зубьев. Произведение /рг представляет собой мощность трения, приходящуюся на единицу площади в скользящем контакте зубчатой передачи. Эта величина характеризует интенсивность выделения тепла при трении и, следовательно, температуры масляной пленки в контакте и поверхностных слоев зубьев шестерен. Чем больше величина тем при прочих равных условиях выше температура нагрева масляной пленки и тем, следовательно, тяжелее условия работы масла. [c.467]

Почти для всех случаев, за редкими исключениями, износ образцов за первую тысячу оборотов был больще, чем за вторую тысячу оборотов, что частично объясняется влиянием приработки в начале испытания, во время которой происходит относительно большее по весу удаление материала с поверхностей трения [2, стр. 187]. Работа трения неизменно возрастала с увеличением пути трения, что можно объяснить влиянием приработки, в результате которой увеличивалась площадь действительного контакта трущихся поверхностей и снижалось давление на этих участках, обусловливая повышение коэффициента трения. [c.270]

Впервые противозадирные присадки начали применять в 20-х годах нашего столетия в связи с использованием гипоидных передач на автомобилях. Подбор присадок осуществлялся чисто эмпирически, и только в последние два десятилетия появился ряд работ, посвященных механизму действия противозадирных присадок и теоретическому обоснованию их применения. Хотя гипоидные передачи представляют большое преимущество с точки зрения прочности зубьев и конструктивных возможностей, но по условиям трения работа зубьев таких шестерен значительно усложняется. Высокие контактные давления и скорости скольжения обусловливают интенсивное тепловыделение, которое при гидродинамически неблагоприятной геометрии зубьев и относительно высокой фактической (но не номинальной) площади контакта приводит к нарушению масляной пленки и интенсивному развитию процесса заедания. Поэтому эксплуатация гипоидных передач невозможна без применения масел с сильными противозадирными присадками. [c.15]

Впервые присадки (в основном противозадирные) начали применять в 20-х годах этого столетия в связи с использованием в автомобилях гипоидных передач. Хотя гипоидные передачи имеют значительное преимущество перед передачами других типов по прочности зубьев и конструктивным возможностям, в связи с условиями трения работа зубьев таких шестерен значительно усложняется. Высокие контактные давления и скорости относительного скольжения зубьев обусловливают интенсивное тепловыделение, которое при гидродинамически неблагоприятной геометрии зубьев и высокой фактической (но не номинальной) площади контакта приводит к нарушению масляной пленки и к интенсивному развитию процесса заедания. Поэтому без масел с эффективными присадками, препятствующими заеданию, эксплуатация гипоидных передач невозможна. [c.8]

В связи с зависимостью степени адсорбции смазки на материале не только от свойств смазки, но и от физических свойств материала, была выдвинута гипотеза [23] о критической температуре заедания для данной комбинации материалов трущихся поверхностей и смазки. Эта температура не зависит от нагрузки, скорости и продолжительности работы. Указанная гипотеза является первой попыткой ввести критерии для оценки противозадирных свойств трущейся пары со смазкой. Однако ставить знак равенства между нарущением смазочной пленки и наступлением заедания нельзя. Схватывание поверхностей в отдельных точках контакта с высокими локальными температурами еще не означает наступления заедания по всей номинальной поверхности контакта, т. е. возникновения катастрофического разрушения поверхностей и возрастания коэффициента трения. Момент наступления заедания непосредственно зависит от величины нагрузки, определяющей действительную площадь контакта и количество очагов сцепления на поверхностях трения. [c.18]

Среднее ухо является устройством, предназначенным для трансформации звуковых колебаний воздуха в звуковые колебания жидкой среды внутреннего уха, т. е. среды, имеющей значительно большую инерцию, чем воздух. Что- бы привести в движение инерционную жидкость, нужно получить выигрыш в давлении. Это достигается за счет двух факторов. Во-первых, косточки среднего уха (молоточек, наковальня и стремечко) работают как рычаг, обеспечивающий выигрыш в силе в 1,3 раза. Во-вторых, площадь барабанной перепонки человека (0,7 см ) значительно больше площади овального окна внутреннего уха (0,032 см ) поэтому обе мембраны и связывающие их косточки выполняют функцию трансформатора давления. Очевидно, что сила, действующая на молоточек и обусловленная звуковой волной, равна произведению давления на перепонку (/ р) на площадь контакта перепонки с молоточком (примерно 5, Ю" м ), откуда = 5,5 10" р . Сила, приложенная к стремечку в отсутствие трения, равна = 1.3 / м- Давление роо. оказываемое стремечком на овальное окно при площади контакта 3,2 Ю" м, может быть найдено из соотношения — Р 3,2 10 . Теперь легко вычислить усиление давления в отсутствие сил трения р о/ро = 22. Бекеши экспериментально измерил эту величину и получил усиление давления в 17 раз (или на 25 дБ). [c.255]

При контактах трущихся поверхностей в тяжелых условиях работы и при неизбежных зацеплениях, имеющихся на них микрошероховатостей, удельная нагрузка резко возрастает, поскольку она распределяется на микроскопически малой площади соприкасающихся микровыступов. При этом микрошероховатости свариваются , а работа по их разрыву, переходя в тепло, резко увеличивает температуру узла трения, в результате чего может произойти схватывание и задир трущейся пары. [c.104]

В зависимости от природы полимера и режимов работы коэфф. трения могут иметь значения от нескольких сотых до единицы. Как правило, коэфф. трения снижаются с увеличением кристалличности полимера. Т. к. полимерные материалы — типичные вязкоупругие тела, площадь их контакта в зоне трения зависит от времени. Особенно сильно это влияет на статич. коэфф. трения, к-рый может заметно возрастать со временем. Коэфф. трения полимеров зависят от структуры поверхностного слоя. На примере полиамидов показано, что в процессе треиия достигается равновесная структура поверхностного слоя и постоянный коэфф. трения. [c.100]

С целью определения сопротивляемости износу выбранных покрытий в условиях, аналогичных условиям работы исследуемых деталей авиационных двигателей, были проведены лабораторные исследования. Исследования проводились на специальной машине, позволяющей воспроизводить на поверхностях трения образцов процессы схватывания первого рода. Испытуемые образцы имели форму втулок. Контакт происходил по их торцам (площадь контакта 1 см ). Нижний образец 2 был неподвижен (фиг. 82). Верхний образец 1 вращался с малой скоростью. Образцы прижимались друг к другу с нормальным усилием Р от О до 400 кг/см . Испытуемые образцы были изготовлены из стали марки 40ХНМА и специальной стали марки 15. Механическая и термическая обработка образцов соответствовала обработке исследуемых деталей двигателей. [c.107]

Даже в отсутствие ощутимого движения (см., однако, далее) приложение силы к одному из членов фрикционной пары приводит к микросмещению одной поверхности относительно другой и нередко к увеличению площади контакта. В таких опытах отношение F/W определяется как ф, поскольку в данной ситуации коэффициент трения не соответствует ни Лй, ни jxs. В работе Бэрвелла и Рабиновича [29] ф нолуэмпири-чески связано с изменением площади контакта. Авторы предполагают, что в состоянии покоя площадь контакта Ао двух прижатых друг к другу твердых тел определяется пластической деформацией и описывается уравнением (Х-1). Если, однако, кроме нормального напряжения, имеется и сдвиговое напряжение, то предел текучести задается выражением [c.350]

Сцепление шины с твердыми мокрыми дорожными покрытиями. Во многих работах .21 принимается, что при качении шины по мокрой поверхности площадь контакта состоит из трех зон. В первой (у входа в контакт) между протектором шины и дорогой находится слой воды в виде постепенно уменьшающегося по толщине клина вторая зона — переходная, водяной слой прерывается выступами протектора в третьей зоне контакта уже почти вся поверхность выступов непосредственно соприкасается с дорогой. Первая зона характеризуется жидкостным трением, вторая — полужид-костным, третья — сухим или полусухим. [c.111]

А. Джильберт (Стивенэйдж). Проф. Петерс описал много химических реакций, происходящих, когда смесь элементов подвергается механическому воздействию истиранием или сжатием. Не было сделано никакой попытки объяснения этих реакций они были лишь мистически названы механохимическими. Однако не следует призывать на помощь какую-либо мистическую, тайную силу, так как все эти реакции могут быть объяснены (и были объяснены) классической работой Боудена и Тейбора в Кембриджском университете, посвященной трению между твердыми телами. Эта работа была начата приблизительно 30 лет назад. Первое издание труда было опубликовано в 1950 г.. Не может быть никакого сомнения относительно истолкования результатов и измерений. Было показано, что если две твердые поверхности находятся в контакте, то действительной площадью контакта является не проектируемая геометрическая площадь, а меньшая во много гысяч раз. Даже самая гладкая на взгляд поверхность содержит выступы и углубления, которые являются большими в сравнении с молекулярными размерами. В действительности твердые тела соприкасаются только вершинами наиболее высоких из этих выступов так, что на самом деле площадь настоящего контакта очень невелика. В случае скольжения или растирания вся работа трения переходит в тепло на этой очень малой площади, и таким образом поверхностная температура в локально весьма ограниченных точках контакта достигает большой величины. Действительно, в таких точках, как показано, измеренная температура в точках контактов может превышать 1000° С. Если основная масса материала была даже охлаждена до —80° С, то это не имеет какого-либо значения, ибо трением нагреваются только микроскопические и сверхмикроскопические выступы, а этого более чем достаточно, чтобы повысить температуру материала в точках контактов до температуры плавления. Опыт с элементарным железом и серой объясняет, почему после нескольких часов растирания пестиком в ступке образуется всего 1 % сернистого железа. Так как относительно всей поверхности контактирует [c.97]

Предположение Балджина о пропорциональности площади контакта давлению (особенно для резки) можно рассматривать лишь как грубое приближение. Рассматриваемая теория не учитывает зависимость площади контакта от скорости скольжения и температуры. Между тем, в области максимума силы трения площадь фактического контакта существенно зависит от скорости скольжения [11, 12]. Максимальное напряжение ст акс должно зависеть от температуры и скорости скольжения. Этого теория Балджина также не учитывает. И, наконец, как показано в работе [26], необоснованно использовать фактор потерь на гистерезис, измеренный в простом цикле деформации. [c.111]

Оптический метод Мехау детально рассмотрен в работах Крагельского и Демкина. Основное его достоинство — возможность определения площади контакта 5 в покое и движении. Применение этого метода несколько ограничено необходимостью иметь одну из пар трения прозрачной и достаточно гладкой. В качестве такого рода поверхности обычно служит поверхность стеклянной призмы. [c.223]

Следует отметить также установку для исследования высокоэластических материалов в режиме трения с постоянной деформацией 8 = onst [92]. Для исследования зависимости силы трения эластиков в зависимости от номинальной площади контакта при р = onst служит прибор Бартенева, Лаврентьева, Елькина [92]. Для исследования трения и износа фрикционных пар, используемых в тормозных системах, предназначена инерционная машина ИМ-58, подробно описанная в работе [29]. [c.235]

Зависимость коэффициента трения от нагрузки в данной работе не изучалась. По данным Халтнера и Оливера [12], значения / для С(112 на воздухе равны 0,56 и 0,32 соответственно при давлениях 0,65 и 2,53 кГ на 1 см номинальной площади контакта. [c.211]

При давлении до 6-10 кПсм данные работы [2] и результаты настоящего исследования существенно расходятся. Это расхождение намного больше, чем можно было бы ожидать, даже если учесть воспроизводимость результатов при измерении высоких значений /к- Такое противоречие, возможно, объясняется тем, что фактическая площадь контакта, используемая Бсйдом и Робертсоном при расчете нср1% альных контактных давлений, не была равна номинальной площади контактирующих поверхностей в силу специфических особенностей машины трения. [c.272]

При испытаниях масла ИС-20 с 0,5% (масс.) присадки ЭФ-357 на стенде Макс Виланд наблюдали за процессом образования трибополимерной пленки непосредственно на поверхности трения. Для этого вели испытания при различных нагрузках и исследовали состояние трущейся поверхности валика после испытаний на каждой нагрузке с помощью микроскопа при увеличении X 1000. Оказалось, что после работы узла трения в контакте с трибополимеробразующей присадкой на поверхности валика образуется полимерная пленка, хорошо видимая под микроскопом при этом площадь поверхности, покрываемая пленкой, тем больше, чем выше давление. При контактной нагрузке 5875 И практически вся рабочая поверхность валика покрыта полимерной пленкой. При нагрузке, близкой к нагрузке заедания, было ясно видно механическое разрушение полимерной пленки на ряде участков рабочей поверхности это при нагрузке 11750 И приводило к непосредственному контакту металла и к схватыванию трущихся поверхностей. [c.178]

Нагрузки. Подшипники качения работают при различных нагрузках. У приборных подшипников нагрузки практически равны нулю и определяются лишь их собственным весом. Исключение составляют гироскопические подшипники, для которых следует учитывать нагрузки от центробежных сил. С другой стороны, подшипники катков тяжелых Гусеничных машин воспринимают многотонные статические и динамические нагрузки. Площадь контакта тел И"дорожек качения очень мала (точка или линия), что определяет очень высокие максимальные контактные напряжения (десятки тыс. кГ1см ). Принято считать, что в обычных условиях работы контактные напряжения не превышают 10—20 тыс. кГ/см , а в тяжелых — 50 тыс. кГ1см . При подборе смазок для подшипников качения следует учитывать, что в отдельных зонах подшипника (гнезда сепаратора, края беговых дорожек) имеет место не только трение качения, но и трение скольжения. При работе нагруженных подшипников использование неподходящих смазок может привести к значительному износу сепараторов, тел качения и других деталей. Опасность износа возрастает при сочетании высоких нагрузок и больших скоростей. В этих условиях требуются смазки с улучшенными противозадирными и противоизносными свойствами. Можно рекомендовать комплексные кальциевые смазки на нефтяных маслах с увеличенным содержанием ацетата кальция. Успешно применяются в тяжелонагруженных подшипниках смазки и других типов на вязких маслах (ЦИАТИМ-202, НК-50), содержащие противозадирные присадки — осерненные жиры и нафтеновые кислоты (смазка ЦИАТИМ-203), трикрезилфосфат (гироскопическая смазка ВНИИ НП-228) и др. Иногда в смазки вводят антифрикционные добавки — графит или дисульфид молибдена (ВНИИ НП-242, ВНИИ НП-220, сиол и др.). Противозадирные смазки используют в подшипниках качения редко. Их применяют чаще всего в скоростных приборных подшипниках (ВНИИ НЦ-223, ВНИИ НП-228 и др.) или подшипниках сцепления автомобиля с редко сменяемой смазкой (ЛЗ-31). С другой стороны, в подшипниках опорных катков танков, рабочих валков прокатных станов успешно работают обычные смазки — солидол С, ИП-1, № 137, № 10. [c.120]

Далее, нередко указывают, что наличие толстых пленок окисла влечет за собой резкий рост коэффициентов трения. Керамические образцы представляли собой окисные тела, произвольной толщины, однако е в наших опытах оказался в тех же пределах, что и при трении по металлам и твердым сплавам. Можно думать, что решающее влияние на коэффициент трения металла по окисному телу оказывает не толщина окисла, а структура его в смысле плотности агрегата и прочности межкристал-литных связей, ибо эти показатели влияют на макротвердость поликристалла, и тем самым предопределяют площадь фактического контакта, глубину внедрения и работу трения. В этом отношении даже собственная твердость окисного монокристалла представляется подчас второстепенным фактором, что подтверждается близостью значений е при трении по керамике различного химического состава. [c.286]

В связи со сложностью процессов, сопровождающих работу уилотмяютих поверхностей, пока нет единой теории, которая позволяла бы с доста очной точностью получать расчетным путем необходимые параметры и характеристики уплотнения, в частности распределение давления и коэффициент трения в зазоре, расход запирающей жидкости, температурный режим уплотняющих поверхностей, скорость их износа [34—38]. Поэтому при создании новых торцовых уплотнений приходится ориентироваться главным образом на экспериментальную отработку. Проводимые при проектировании расчеты [39—41] позволяют лишь с некоторой определенностью наметить основные размеры элементов уплотнения. Целесообразно упомянуть только об одном, наиболее характерном параметре торцовых уплотнений — коэффициенте нагруженности, от значения которого в большой степени зависят надежность и ресурс уплотнения. Коэффициент нагруженности к определяет баланс сил, удерживающих уплотняющий стык в закрытом состоянии, и равен отношению среднего давления в зазоре к давлению уплотняемой среды. На практике обычно предпочитают определять /г как отношение гидравлически неуравновешенной площади а уплотняющих элементов к площади контакта Ь (рис. 3.32). При заданной ширине поясков необходимую степень нагруженности можно получить, изменяя диаметр установки вторичного уплотняющего элемента. Его нужно располагать так, чтобы давление среды р помогало уменьшению торцового зазора, иначе уплотняющий стык может раскрыться. [c.92]

Преимуществом ножниц с нак1юнны-ми ножами является снижение работы на трение, так как контакт происходит только по образующей а-а, а при резании параллельными ножами по площади F . [c.109]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология