ТРИЕНЕ НА ТЕЛАТА Режими на триене Режими на триене α h / R z +R z Гранично триене α 0 Смесено (полутечно) триене α Течно триене α» α фактор на хлабината, h дебелина на масления слой, R z параметър за грапавост В техниката, когато се говори за сухо триене, се подразбира гранично триене, тъй като техническите повърхности не са идеално чисти. Сухото триене е физически термин. Сухо триене може да се реализира само между идеално чисти повърхнини във вакуум. Крива на Щрибек
Гранично триене С този вид триене започват изследванията на контактните явления през средните векове. За родоначалник се смята Леонардо Давинчи /45-59/. Два века по-късно Amonton /699/ формулира законите за сухото триене :. Силата на триене е пропорционална на нормалното натоварване F t µ N, където µ е коефициетът на триене.. Коефициентът на триене не зависи от площа на допиране. 3. Коефициентът на триене не зависи от скоростта на плъзгане. 4. Статичният коефициент на триене е по-висок от кинематичния / µ 0 > µ / В масовата техническа литература тези Закони се приписват на Coulomb /780/. Последният доказва опитно, че µ не зависи от скоростта на плъзгане. Същественият принос на Кулон е идеята за биномния характер на силата на триене. Общо биномният закон за силата на триене се развива през XX век и се записва във вида: F t F деф. + F адх. Деформационната компонента се дължи на механичното срязване или смачкване на грапавините на по-мекия материал от тези на по твърдия / HB > HB /
3 Адхезионната компонента се формира от напреженията на срязване на микрозаварките τ ср. в рамките на фактическата площ на допиране А. F адх. τ ср. А Тези микрозаварки се получават в следствие на плъзгането между грапавите повърхности, при което в отделни петна на допиране се отделя голямо количество топлина поради високите контактни налягания σ F n / А. Приема се, че : σ σ s HB, където σ s е границата на провлачане на по-мекия материал. В този случай F n А. HB. v F n A HB σ HB v HB>HB F n HB механизъм на формиране на деформационната и адхезионната компонента на силата на триене При сумиране на двете компоненти за силата на триене се получава : F t F деф. + F адх. F деф + τ ср. А µ F n µ А. HB, от където : µ F деф. / F n + τ ср. / HB За преобладаващите случаи в техниката контактиращите повърхности са достатъчно гладки и първото събираемо в коефициента на триене може да се пренебрегне, така че : µ τ ср. / HB Последният израз стои в основата на адхезионната теория за триенето, при която µ е отношение между тангенциалните напрежения на срязване в повърхностния слой (τ ср ) и якостта му в нормално направление (σ s HB).
4 Смесено ( полутечно ) триене смесено Неустановени режими на триене, при които µ гр µ µ мин. Този вид режими се явяват преходни при плъзгащите лагери в условия на пускане и спиране. триене Течно триене ( триене при непрекъснат маслен слой ) Течно триене Хидро(аеро)- статично ( HSL ) h 5 50 µm µ 0-6 -0-4 Хидро-динамично ( HDL ) h 0 µm µ 0-3 -0 - Еласто-хидродинамично( EHDL ) h 0, µm µ 0-3 -0 -
5
6
7 HSL и HDL са режими характерни за контакт между комформни повърхности. Това са повърхности с приблизително еднакви радиуси на кривина, чиито центрове се намират близо един до друг. Типичен пример за двойки комформни повърхнини са радиалните плъзгащи лагери. комфомни контактни двойки некомфомни контактни двойки Некомформните контактни двойки ( т.н. висши кинематични двойки ) се използват в предавателните механизми ( зъбни и гърбични предавки ) и търкалящите лагери. При тях контактът се осъществява в точка или линия (ако повърхностите са идеално твърди ), а в действителност в ограничени по размери зони. Контактните напрежения се определят според теорията на Hetz. σ max< σ max, b,tgα w w, sinα w
8 σ max k F l E ed При висшите кинематични двойки, поради малките площи на допиране, контактните напрежения σ max са много високи ( 000 MPa ), слоят смазка е много тънък, което налага да се отчитат деформациите на повърхностния слой на телата и изменението на вискозитета на смазката в хлабината η. ap η η 0 e ed Тук а се нарича пиезокоефициент на смазката. Съществени изменения във вискозитета на смазочния слой се проявяват при налягания σ max > 50 MPa. При висшите контактни двойки режимите на смазване са EHDL. p p 50MPa 500MPa η η,7η 0 4000η 0 ed Минималната хлабина h min при EHDL зависи от: + h min f ( ed, E ed, η, v ср, F ) приведен радиус на кривина µ µ + E ed E E приведен модул на еластичност, µ и µ коеф. на Поасон, v ср (v +v )/ относителна скорост на плъзгане
9 Въвежда се относителна хлабина h съгласно израза: h min h f ( G, U, W ) ed G a E ed параметър на материалите на повърхностите U W ηv параметър на скоростта E ed E ed F ed ed параметър на натоварването l