2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ....................................................... 7
ГЛАВА 1 АВТОМАТИЗИРОВАНИИЫЕ СМАЗОЧНЫЕ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ. СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ СМАЗЫВАНИЕМ ........................................ 11
1.1 Физические основы смазывания. Анализ методик расчета смазочных систем ........................................ 11
1.2 Факторы, влияющие на коэффициент трения. Диаграмма
Герси - Штрибека. Критерий Зоммерфельда ............. 17
1.3 Способы управления смазыванием ...................... 20
1.4 Характерные особенности автоматизированных смазочных систем основных разновидностей. Анализ развития последовательных смазочных систем ....................... 22
1.5 Требования к смазочным системам машин переменной структуры ............................................... 39
ГЛАВА 2 ПЕРЕКОМПОНУЕМЫЕ СМАЗОЧНЫЕ СИСТЕМЫ ПА БАЗЕ НАГНЕТАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА С
ПРОГРАММИРУЕМОЙ ПОДАЧЕЙ ............................. 43
2.1 Нагнетательное устройство с программируемой подачей смазочного материала .................................... 43
2.2 Адаптация смазочной системы к изменению системы машин ... 48
2.3 Управление смазыванием гидрофицированных узлов по изменению мощности, потребляемой их гидроприводом.
Алгоритм управления смазыванием ..................... 52
2.3.1 Основные факторы, влияющие на изменение мощности, потребляемой приводом ................................ 55
2.3.2 Выбор контрольного элемента цикла движения .... 55
2.3.3 Формирование управляющих сигналов ............. 59
2.4 Формирование комбинированных масляно-аэрозольных смазочных систем......................................... 62
2.5 Автоматизированная диагностика состояния элементов смазочной системы ....................................... 65
3
2.6 Методика расчета объема смазочного материала для смазочных систем с управлением по изменению мощности привода 69
2.6.1 Определение коэффициента конструктивного исполнения ............................................... 71
2.6.2 Определение коэффициента нагрузки ................. 73
2.6.3 Определение коэффициента кратности ................ 73
2.7 Методика расчета минимально-необходимого давления
подвода смазочного материала ............................. 75
2.7.1 Расчет минимально-необходимого давления подачи смазочного материала в точку смазки ...................... 75
2.7.2 Расчет минимально-необходимого давления в смазочной системе .................................................. 85
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕКОМПОНУЕМЫХ СМАЗОЧНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ЧИСЛЕННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА .... 88
3.1 Математическая модель системы автоматического
регулирования смазывания на базе нагнетательного устройства с программируемой подачей смазочного материала ........... 88
3.1.1 Математические модели и программные средства для моделирования динамических процессов в смазочных системах ПСПС............................................. 88
3.1.2 Функциональная схема системы автоматического регулирования смазывания пары трения ..................... 90
3.1.3 Математическая модель управляющего устройства САР смазывания ............................................... 95
3.1.4 Математическая модель исполнительного устройства
САР смазывания ..................................... 97
3.1.4.1 Источник расхода QBx и давления Рвх смазочного
материала .................................. 99
4
3.1.4.2 Математическая модель питателя последовательного действия М8РЗ-5Т-5Т-5Т ф.ЬиВШОШР ............................................ 99
а) Конструктивные особенности последовательных питателей, влияющие на их динамические качества .......................................... 99
б) Расчетная схема подачи смазочного материала на выход рабочей секции последовательного питателя ......................................... 103
в) Функция открытия проходного сечения канала круглого сечения поршнем цилиндрической
формы ....................................... 106
г) Уравнение потерь давления в каналах питателя в дифференциальной форме ........................... 106
д) Математическая модель последовательной подачи смазочного материала на выходы
питателя ...................................... 110
е) Математическая модель обратного клапана рабочей секции последовательного питателя ........ 116
3.1.4.3 Математические модели гидрораспределителей .. 120
3.1.4.4 Математические модели трубопроводов смазочной системы ................................... 125
3.1.5 Толщина пленки смазочного материала в паре трения как регулируемый параметр САР смазывания ........................ 126
3.1.6 Датчик САР смазывания ................................. 135
3.2 Динамические характеристики САР смазывания на основе
математического моделирования процессов ..................... 136
3.2.1 Исследования зависимости скорости перемещения поршней питателя от величины расхода и давления на
его входном отверстии ................................. 136
3.2.2 Исследования зависимости динамической точности дозирования от схемы управления питателем.................... 139
5
3.2.3 Динамические характеристики процесса смазывания
плоских направляющих силового стола ............... 144
3.3 Расчет прочностных характеристик рабочей секции
последовательного питателя методом конечных элементов .... 146
3.3.1 Характеристики механической прочности основных деталей питателя ........................................ 147
3.3.2 Расчет прочностных характеристик рабочей секции питателя методом конечных элементов в MSC/ADAMS .. 149
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НАГНЕТАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ............................... 158
4.1 Испытания на герметичность последовательных питателей и
2/2 распределителя с электромагнитным управлением ........ 158
4.1.1 Стендовое оборудование и измерительный комплекс .... 158
4.1.2 Методика экспериментальных исследований ............ 159
4.1.3 Результаты экспериментальных исследований .......... 161
4.2. Исследования динамических характеристик нагнетательного
устройства на специально созданном стендовом оборудовании . 162
4.2.1 Стендовое оборудование и измерительно-регистрационный комплекс ................................. 162
4.2.2 Методика экспериментальных исследований ............ 162
а) Испытания нагнетательного устройства на герметичность ........................................ 162
б) Определение минимального давления срабатывания последовательного питателя ............................ 165
в) Определение зависимости количества «паразитных включений» нагнетательного устройства от скорости перемещения дозирующе-распределительиых поршней последовательного питателя и схемы управления питателем ............................................ 166
6
г) Определение зависимости скорости перемещения дозирукмце-распределительных поршней последовательного питателя от величины противодавления на его выходах ........................ 168
4.2.3 Результаты экспериментальных исследований ......... 169
4.3 Испытания нагнетательного устройства на разработанном и
внедренном в действующее производство оборудовании ...... 172
4.3.1 11агнетательные устройства агрегатного станка для обработки оси ступицы заднего колеса ВАЗ 1118 ........... 172
4.3.2 Методика экспериментальных исследований ........... 175
4.3.3 Результаты экспериментальных исследований ......... 176
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ..................................... 179
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ .................................. 181
ПРИЛОЖЕ11ИЕ А (справочное). Акты внедрения ....................... 194
7
ВВЕДЕНИЕ
Непрерывно возрастающие требования к качеству узлов и механизмов, связанные с необходимостью повышения их работоспособности, в значительной степени определяются эксплуатационными характеристиками их деталей, составляющих множество кинематических пар, находящихся в состоянии трения. Поддержанием в парах трения требуемой толщины пленки смазочного материала повышается задиростойкость, уменьшаются силы трения, обеспечивается равномерное без скачков перемещение узлов при малых подачах и демпфирование колебаний.
Широкое внедрение гибкого производства, обеспечивающего возможность автоматизированного изменения структуры и компоновки систем машин за счет автоматизации смены узлов и механизмов, т.е. создание систем машин переменной структуры (СМПС), обуславливает актуальность исследований в области перекомпонуемых смазочных систем и способов управления смазыванием.
Развитие смазочных систем происходит совместно с развитием систем машин в направлении от принципа «чем больше смазочного материала, тем лучше», к принципу «точно и вовремя», от бесконтрольной подачи смазки к контролируемой и далее, к смазочным системам с управлением подачей смазочного материала в зависимости от изменения параметров трибосопряжения в процессе работы оборудования.
Как отмечает в своей работе [99] доктор физико-математических наук, профессор кафедры теоретической кибернетики математико-механического факультета Санкт-Петербургского государственного университета В.Н. Фомин: «Для современного производства характерно усложнение технологических процессов, ужесточение допустимых отклонений управляемого процесса от предписанных значений ......
Развитие машиностроения последних десятилетий дает основание утверждать, что производство подготовлено к переходу на качественно новый этап своего развития на базе создания и всестороннего использования автоматических систем машин переменной структуры, с переменными свойствами компонования, автоматической сменой узлов и вариантностью технико-эксплуатационных параметров [80, 101]. При этом
автоматизированные смазочные системы, являясь одной из составляющих таких систем, должны обеспечивать возможность автоматической смены узлов и механизмов при изменении структуры и компоновки, а также автоматическую адаптацию к изменению режимов функционирования узлов и механизмов оборудования [71].
В настоящее время отсутствует методика проектирования перекомпонуемьтх смазочных систем, алгоритм смазывания и устройство для его реализации позволяющие минимизировать энергетические потери смазываемого оборудования при минимальных затратах смазочного материала.
Как отмечено в работе [91]: « ... необходимо отходить от принятых ранее расчетов сил и моментов трения, основанных на использовании постоянных значений коэффициента трения и интенсивности изнашивания, к расчетам, в которых учитывается зависимость этих величин от параметров режима (скорость, нагрузка, работа и мощность трения), условий теплоотдачи, геометрии контактирования, влияния окружающей среды, электрического тока, температуры и др.».
Актуальность исследования динамических характеристик смазочных систем предопределена задачей повышения точности дозирования наряду с требованием максимального сокращения времени цикла смазывания, при котором динамические характеристики смазочной системы начинают играть определяющую роль.
Цель исследований - создание новой разновидности систем смазывания для машин переменной структуры - перекомпонуемой смазочной системы с требуемыми статическими и динамическими характеристиками, обеспечивающей работу пар трения с минимизированными энергетическими потерями при пониженном расходе смазочного материала.
Предметом исследования являются динамические качества перекомпоиуемых смазочных систем машин переменной структуры.
Диссертационная работа выполнена на кафедре автоматических систем энергетических установок Самарского государственного аэрокосмического университета с использованием методов вычислительной математики с применением математического моделирования. Теоретические исследования основаны на положениях теории автоматического регулирования, гидродинамики и трибологии. Экспериментальные исследования базируются на основных положениях теории математической статистики и проводились в корпоративном университете и в производстве технологического оборудования
9
ОАО «АВТОВАЗ» на действующем оборудовании и стендах, в том числе созданных автором.
Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографии и приложения.
В первой главе проведен критический анализ современного состояния разработки смазочных систем машин переменной структуры и исследований их статических и динамических характеристик.
Показана недостаточность исследования вопросов проектирования перекомионуемых смазочных систем с заданными динамическими характеристиками, моделирования и разработки устройств смазочной техники и способов управления смазыванием.
На основе проведенного анализа состояния проблемы в диссертации сформулированы цель и задачи исследований.
Вторая глава посвящена вопросам разработки алгоритма управления смазыванием, обеспечивающего повышение динамического качества машин за счет стабилизации минимально-необходимой, для поддержания гидродинамического режима смазывания, толщины пленки смазочного материала при минимизации энергетических потерь и нагнетательного устройства для его реализации. Представлена методика проектирования, рекомендации по выбору контрольного элемента движения и его параметра для управления смазыванием гидрофицированных механизмов по динамике рабочего давления в гидроприводе в процессе работы пары зрения, обеспечивающие повышение работоспособности, точности и динамического качества систем машин. Рассмотрен предложенный автором способ диагностики состояния смазочных систем, основанный на контроле отклонений их динамических характеристик, включает контроль времени цикла смазывания и сравнение его с эталонным значением, которое определяют в процессе проведения приемо-сдаточных испытаний оборудования, когда трубопроводы и каналы смазочной системы гарантированно отвечают предъявляемым к ним требованиям.
В третьей главе представлена разработанная автором математическая модель смазочной системы как системы автоматического регулирования (САР) для исследования динамических характеристик смазочных систем на этапе
10
проектирования и расчет максимально допустимой скорости перемещения поршней питателя из условия заданного запаса прочности деталей рабочей секции питателя методом конечных элементов. Приведены результаты численного моделирования.
В четвертой главе представлено описание и результаты экспериментальных исследований НУПП, выполненных на разработанной автором испытательной установке (рис. 11), которая позволяет отработать схемы управления работой питателя и провести исследования статических и динамических качеств НУПП, а так же на стенде фирмы ТТУ (Германия) и на разработанном и внедренном в действующее производство оборудовании.
В заключении сформулированы основные результаты и выводы по работе. Указаны предприятия, где внедрены результаты диссертационной работы.
В приложении приведены копии актов внедрения основных положений диссертационного исследования.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
1. Алгоритм управления смазыванием, позволяющий минимизировать энергетические потери смазываемого оборудования при пониженном расходе смазочного материала, и нагнетательное устройство для реализации предложенного алгоритма, которое обеспечивает возможность формирования смазочных систем с требуемыми статическими и динамическими характеристиками.
2. Математическая модель нагнетательного устройства с программируемой подачей для исследования динамических характеристик смазочных систем на этапе их проектирования.
3. Методика проектирования перекомпонуемых смазочных систем с управлением смазыванием по изменению рабочего давления в гидроприводе в процессе работы пары трения и рекомендации по выбору контрольного элемента цикла движения и его параметра для управления смазыванием, обеспечивающие повышение работоспособности, точности и динамического качества систем машин.
4. Способ диагностики смазочных систем, основанный на контроле отклонений их динамических характеристик.
11
ГЛАВА 1 АВТОМАТИЗИРОВАН ННЫЁ СМАЗОЧНЫЕ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ. СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ СМАЗЫВАНИЕМ
1.1 Физические основы смазывания. Анализ методик расчета смазочных систем
На любой обработанной поверхности всегда существуют шероховатости и волнистости, соприкасающиеся при движении одной поверхности по другой. В результате этих соприкосновений в тонком поверхностном слое пар трения наблюдается срезание микронеровностей, их упругая или пластическая деформация. При этом расстояния между соприкасающимися микронеровностями настолько малы, что начинают действовать силы молекулярного взаимодействия [44], [88]. Все это приводит к изнашиванию, т.е. постепенному разрушению поверхности твердого тела под действием силы трения.
В зависимости от условий, в которых происходит взаимодействие контактирующих поверхностей твердых тел, различают сухое, граничное и жидкостное трение [49].
Сухое трение возникает при взаимодействии твердых тел без наличия между ними прослойки смазочного материала. Такое трение приводит к наибольшему износу пар трения и потерям энергии, прилагаемой для реализации взаимного перемещения поверхностей.
При наличии между контактирующими, взаимно перемещающимися твердыми телами слоя смазочного материала, начинают действовать сложные физико-химические процессы и явления (рисунок 1.1), зависящие от состояния контактирующих поверхностей сопрягаемых деталей и свойств используемого смазочного материала [91].
В случаях, когда на поверхностях контактирующих твердых тел имеется пленка смазочного материала толщиной порядка 1 мкм, говорят о граничном трении. Граничное трение не исключает износа трущихся поверхностей, но в этом случае происходит износ только наиболее выступающих микронеровностей.
12
Основной материал
Зона упругих деформаций Зона пластических деформаций
Текстурированный слой Слой окислов и поверхностных соединений
Граничный слой
Гидродинамическая зона
Граничный слой
Слой окислов и поверхностных соединений
Текстурированный слой Зона пластических деформации Зона упругих деформаций
Основной материал
Рисунок 1.1 - Основные зоны физико-химических явлений в сопряжении трения
При этом поведение смазочного материала не определяется его основной характеристикой - вязкостью, а зависит от особых свойств, которые он приобретает в узких зазорах под влиянием взаимодействия с поверхностями трения [88].
При наличии между взаимно перемещающимися контактирующими поверхностями слоя смазочного материала, полностью разделяющего трущиеся поверхности, когда слои смазочного материала имеют возможность свободно перемещаться друг относительно друга, имеет место жидкостное трение. При этом внешнее трение между контактирующими поверхностями твердых тел заменяется на внутреннее трение взаимно перемещающихся слоев смазочного материала, которое является величиной постоянной и называется вязкостью жидкости.
В этом случае подбором вязкости смазочного материала обеспечивается возможность управлять силой трения между перемещающимися твердыми телами.
13
Однако в вопросе выбора вязкости смазочного материала всегда необходимо учитывать так же скорость взаимного перемещения трущихся поверхностей и величину нагрузки, действующей на пару трения. При этом необходимо принимать во внимание, что хотя применение смазочного материала с повышенной вязкостью и увеличивает сопротивление зрения, однако эффект жидкостного трения не может быть достигнут при малой вязкости [88].
Таким образом, основная задача смазочных систем - своевременная доставка требуемого количества смазочного материала в зону контакта трущихся поверхностей для замены внешнего трения между контактирующими поверхностями твердых тел на внутреннее трение относительного скольжения слоев смазочного материала, с целью уменьшения силы трения и интенсивности изнашивания. При этом слой смазочного материала предохраняет пары трения от коррозии, работает в качестве гидравлического буфера, воспринимающего ударные нагрузки, охлаждает и уносит продукты износа трущихся поверхностей [88].
В общем случае расчет значений объема смазочного материала (У) для каждой пары трения проводится по формуле [128]:
У = Ак, см3 (1.1)
где А - эквивалентная площадь смазки, см2; к - толщина пленки смазки, см.
На рисунке 1.2 [91] показан характерный профиль обработанной поверхности при рассмотрении с большим увеличением.
Рисунок 1.2 - Характерный профиль обработанной поверхности
14
Из рисунка 1.2 следует, что при расчете площади контакта взаимно перемещающихся поверхностей пары трения, должны учитываться только выступающие профили каждой поверхности, которые и вступают в контакт. При этом площадь фактически смазываемой поверхности, имеющая сложный профиль, не имеет ничего общего ни с площадью контакта, ни с геометрической площадью поверхности пары трения, рассчитанной по общепринятым математическим формулам. В процессе работы пары трения происходит прирабатывание взаимно перемещающихся контактирующих поверхностей, при котором изменяется как площадь контакта, так и площадь фактически смазываемых поверхностей. Поэтому в формуле (1.1) для расчета требуемого объема смазочного материала используется понятие эквивалентной площади смазки (А), которая рассчитывается по эмпирическим формулам, приведенным в рекомендациях производителей смазочной техники, или по формулам, рекомендованным производителями смазываемых узлов [68]. В некоторых случаях вместо объема смазочного материала и периодичности его обновления может рассчитываться требуемый расход смазочного материала. Так, например, известный изготовитель подшипников фирма «8КР» при определении расхода смазочного материала (О) [105] для смазки своих подшипников рекомендует использовать формулу:
0 = КрО IV, см3/час, (1.2)
где £> - наружный диаметр подшипника, мм; IV — ширина подшипника, мм; Кр - коэффициент расхода смазочного материала, который в зависимости от вида смазочной системы определяется по таблице 1.1.
В работе [32] приводятся рекомендации по выбору смазочных материалов и способу смазки цепных передач в зависимости от частоты вращения и диаметра меньшей звездочки.
Известна методика расчета потребности жидкого смазочного материала при проточной смазке пар трения различных видов, в которой, кроме эквивалентной площади смазываемых пар трения, предлагается учитывать скорость взаимного перемещения смазываемых поверхностей или частоту вращения опор трения [131].
15
Таблица 1.1 Коэффициент расхода смазочного материала
Вид смазочной системы Значение коэффициента
Циркуляционные смазочные системы 00 1 и) о
Смазочные системы масляного тумана 510 4
Смазочные системы «воздух-масло»: - роликоподшипников; - радиально-упорных шарикоподшипников. 310 5 610 5
Смазочные системы с пластичным смазочным материалом 3 10 3
Картерныс смазочные системы (смазка окунанием и разбрызгиванием) 2-10’2- 10-10_2
При этом указывается, что расчетные значения, полученные но предложенным формулам, действительны только для стандартных условий, а для определения окончательного значения, необходимо учитывать:
- особенности конструктивного исполнения;
- нагрузку;
- рабочую температуру;
- зазоры и шероховатость сопрягаемых поверхностей пары трения;
- материал пары трения;
- особенность подвода смазочного материала;
- вид уплотнений;
- эффективность отвода тепла;
- загрязнение изготавливаемого на оборудовании продукта в результате избыточной подачи смазочного материала;
и др.
Однако, конкретных рекомендаций по учету данных факторов при определении окончательной величины дозы смазочного материала,
выраженной в коэффициентах, которые должны использоваться в предлагаемых формулах, не приводится.
В ходе исследований, которые проводились в Московском специальном конструкторском бюро автоматических линий и агрегатных станков (МосСКБ АЛ и АС) были разработаны рекомендации [66] по расчету расхода масла для смазки силовых узлов в зависимости ог:
16
- площади поверхностей трения;
- числа циклов (двойных ходов) узла в час;
- удельного давления на направляющие;
- длины хода силового узла;
- формы и расположения направляющих.
При этом для расчета расхода (0 смазочного материала предлагается использовать формулу:
Q — QyR S Куд Ki, см3/час,
^ О
где: Оуд - удельный расход масла, см /час м ; S - площадь поверхности трения одной направляющей силового узла, м2; Куд - коэффициент удельного давления на направляющую; KL - коэффициент длины хода узла.
В свою очередь, крупнейший производитель смазочной техники фирма LUB III QUIP (США) предлагает в формулу (1.1) для расчета значений объема смазочного материала добавить уточняющие коэффициенты. При этом окончательная формула имеет вид [128]:
V = AhK,K2K3K4K5K6, (1.3)
где А - эквивалентная площадь смазки, см2; h - толщина пленки смазки, см;
К], К2, Кз,К4, К5, К6 - уточняющие коэффициенты (таблица 1.2).
Таблица 1.2 Уточняющие коэффициенты дополнительных факторов
Наименование фактора Значение коэффициента
Стандартные условия, К] 1,0
Ударные нагрузки, К2 1,3-3,0
Чрезвычайно высокая температура, К3 1,3-3,0
Высокая скорость, К4 1,0-0,5
Грязь и вода в окружающей среде, К5 о »4 00 1 ГЛ f—*
Загрязнение изготавливаемого продукта в результате избыточной подачи смазочного материала, Кб 0,75 - 0,25
При этом толщина пленки смазки (И) и периодичность ее обновления, определяются в зависимости от вида системы смазки по таблице 1.3.
17
Таблица 1.3 Толщина пленки смазки (/?) и периодичность ее обновления
Вид системы Рекомендуемая толщина пленки смазки
Индивидуальная Пластичные смазочные материалы - И = 0,0050 см на каждые 8 часов работы
Централизованная проточная Жидкие смазочные материалы - И = 0,0025 см на каждый час работы
Пластичные смазочные материалы -И- 0,0025 см на каждые 4 часа работы
Централизованная циркуляционная Жидкие смазочные материалы - к = 0,0025 см на каждую минуту работы
Очевидно, что и при определении толщины пленки смазки (И), речь так же идет об эмпирических значениях, гак как по информации, приведенной в работе [44], в отдельных случаях, уже при толщине пленки смазочного материала свыше 0,5 мкм, можно говорить о жидкостном трении, а при расчете по формуле (1.3) рекомендуется принимать толщину пленки смазочного материала [128] равной минимум 25 мкм.
Нетрудно заметить, что значения объемов смазочного материала при выполнении расчетов даже по методике одной фирмы, в зависимости от использованных коэффициентов дополнительных факторов, рекомендации по применению которых в интервале возможных“ значений точно не определены, могут отличаться от стандартных условий в 72 раза [81].
Осложняет ситуацию и тот факт, что, как показали теоретические и экспериментальные исследования [61], не только недостаток, но и избыток смазки может нарушить нормальную работу подшипника.
1.2 Факторы, влияющие на коэффициент трения. Диа1рамма Герси -Штрибека. Критерий Зоммерфельда
Факторы, влияющие на коэффициент трения, как параметр управления в смазочных системах, исследовались в работах: Петрова Н.П., Дерягина Б.В., Крагельского И.В., Михина Н.М. и др. [92], [108]. Петров Н.П. впервые рассчитал коэффициент трения исходя из вязкости смазочного материала, режима работы узла трения и особенностей конструкции [92].
18
Ричардом Штрибеком экспериментально были получены кривые зависимости коэффициента трения в опорах скольжения от окружной скорости или нагрузки [14, 108].
На диафамме Герси - Штрибека (диафамме трения) (рисунок 1.3), представлена теоретическая зависимость коэффициента трения /ТР от безразмерного числа Герси (критерия Зоммерфельда)
Р 9
1 пог
где /л - динамическая вязкость смазочного материала; о - скорость относительного перемещения трущихся тел; Рпог ~ погонная нагрузка на узел трения (нагрузка, отнесенная к длине сопряжения в направлении перпендикулярном направлению относительного перемещения) [14, 92, 108].
Рисунок 1.3 - Диафамма Герси-Штрибека: а - уточненное представление [92]: I - III - зоны смазки: I - фаничной;
II - смешанной; III — гидродинамической, б - упрощенное представление с кривой изнашивания (У) [14].
При этом всякое изменение входящих в эту формулу числа Герси величин отражается на величине коэффициента трения, а, следовательно, и на тепловыделении в смазочном слое [91].
С ростом температуры наблюдается резкое снижение вязкости, а повышение давления приводит к слабому увеличению вязкости [14].
В упрощенном понимании в левой части диаграммы (рисунок 1.3, б), до достижения минимума коэффициента трения лежит зона смешанного трения, а
- Київ+380960830922