Способ определения силы трения в подвижном сопряжении при заедании

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ ТРЕНИЯ В ПОДВИЖНОМ СОПРЯЖЕНИИ ПРИ ЗАЕДАНИИ, заключающийся в том, что измеряют геометрические размеры образующихся задиров, снимают механическую характеристику материалов деталей сопряжения, а силу трения определяют из расчетной зависимости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения силы трения F при заедании, измеряют коэффициент трения ,« на участках поверхности деталей сопряже кия , где отсутствуют задиры, в качестве механической характеристики выбирают микротвердость И на границе задира, в качестве геометрических размеров выбирают площадь S наростов в задирах, а в качестве расчетной зависимости используют F HS

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU,, 11574О

4(з ) G 01 N 19 02

1 ()ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ": .

И ABTOPCHOMV СВМДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ (21) 3657314/25-28 (22) 28.10.83 (46) 23,05.85, Бюл.¹ 19 (72) А.Г.Заблоцкий, В.Н.Лозовский, А.С.Павлова и В,В.Рябенко (53) 621.891 (088.8) (56) 1.Крагельский И,В.,Виноградова И. Э,Коэффициенты трения. М., Мащгиз,1962, с.6, 2.Лозовский В.Н. Диагностика авиационных топливных и гидравлических агрегатов. М., "Транспорт

1979, с ° 161 iпрототип1. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ CHJlbl

ТРЕНИЯ В ПОДВИЖНОМ СОПРЯЖЕНИИ ПРИ

ЗАЕДАНИИ, заключающийся в том, что измеряют геометрические размеры образующихся задиров, снимают механическую характеристику материалов деталей сопряжения, а силу трения определяют из расчетной зависимости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения силы трения F при эаедании, измеряют коэффициент трения 1 на участках поверхности деталей сопряже» ния, где отсутствуют задиры, в качестве механической характеристики выбирают микротвердость Н на границе задира, з качестве геометрических размеров выбирают площадь S наростов в задирах, а в качестве расчетной зависимости используют

F НБ(0,28-1 )+ juN nPu HS (N, F = HS(0,28+ p)- p N при Н$ ) N> где и " заданная нормальная нагрузка, MФ подвижном сопряжении при заедании за счет учета изменения механических свойств материала и нормальных сил в сопряжении в процессе зае5 дания.

Поставленная цель достигается тем, что при способе определения силы трения в подвижном сопряжении при эаедании, заключающемся в том, l0 что измеряют . геометрические размеры образующихся задиров, снимают механическую характеристику материалов деталей сопряжения, а силу трения определяют из расчетной зависимости, 15 измеряют коэффициент трения » на участках поверхности деталей сопряже" ния, где отсутствуют задиры, в качестве геометрических размеров выбирают площадь нароста в задире, 20 в качестве механической характеристики выбирают микротвердость Н материала на границе задира, а величину силы трения при эаедании определяют из расчетной зависимости

25 F = HS (О ° 28- о )+ p N при HS

F =- НБ (0,28+ f ) †»»» N при HS)N,(2) где à — сила трения, Н; — площадь нароста в задире, мм

30 Н вЂ” микротвердость материала на границах задира, %!а; — коэффициент трения между неповрежденными деталями сопряжения; заданная нормальная сила, сжимающая детали, Н..

На фиг.1 и 2 »»оказаны форм; » »» характерные размера задира и эоны

Н, в которых измеряется микротвер40 дость материала в задире; на фиг. 3

5 — три этапа схемы развития эаедания в сопряжении с фиксирова»»»»ьм зазором и возникающие при этом силы; на фиг.б — характер изменения «ор45 мальных сил (а) и сил трения » 1 на трех этапах развития заедания в сопряжении с фиксированным заэо ром.

Способ осуществляют следующим

50 образом.

Определяется площадь нароста н задире, коэффициент трения и материалов деталей сопряжения в условиях, близких к реальным условиям

55 работы, но при отсутствии заедания (могут быть использовань» а»»алогичнь»е детали или образцы, »»ь»еижие «иалогичное состояние поверх»»: ст;», и ljf

3 1157409

Изобретение относится к испытаниям материалов трением и может быть использовано для определения работо способности сопряжений по величине усилий трения s экспериментальных условиях, сопровождающихся заеданием.

Известен способ определения силы трения путем измерения коэффициента трения .и нормальной нагрузки в сопряжении

Однако при заедании в процессе работы сопряжения коэффициент трения изменяется в очень широких пределах (от соть»х долей до единицы) в зависимости от размеров образующихся повреждений и их соотношения с неповрежденной поверхностью трения. Измерить возникающий при эаедаиии коэффициент трения на работающем сопряжении не возможно, поэтому способ может быть практически использован для экстремальных условий трения, сопровождающихся заеданием.

Наиболее близким к изобретению является способ определения силы трения в подвижном сопряжении при заеданин по повреждениям их поверхностей при локализуемом схватывании, заключающийся в том,что снимают механическую характеристику материала деталей (прочность на срез и на смятие1 и геометрические размеры образующихся эадиров а силу трения определяют иэ расчетной зависимости g2l ..

Недостатком известного способа является низкая точность определения силы трения, обусловленная тем, что для оценки силы трения используется измерение прочности материала на срез и смятие, которое для реальных деталей бывает трудно определить, в процессе эаедания в задире происходит местное упрочнение материала, повышение его механических свойств из-за наклепа, которое не учитывается, поскольку измерить прочность материала на срез и смятие в малых объемах материала в задире вообще невозможно, кроме того, не учитывается изменение сил трения на поврежденных участках поверхности, в том числе обусловленное дополнительной нормальной. нагрузкой,вызываемой расклинивающим действием возникающего при эаедании нароста.

Цель изобретения — повышение точности определения сил трения в

При этом этапе суммарная сила трения в подвижном сопряжении при заедании выражается зависимостью

F = o,2 Í$ + P (t4-.HS) =. HS (9,2 - 1и) 1ц Я, При дальнейшем увеличении нароста в процессе заедания наступает момент, когда 6 становится равным М (И этап развития задира) . При этом происходит размыкание неповрежден.ных поверхностей и исчезает сила трения между ними (фиг.4) .

При этом

F„- = Р = 0,28 НЯ.

При дальнейшем скольжении детали раздвигаются -эадиром. В сопряжениях с фиксированным зазором внутренняя (схватываемая}деталь прижимается к противоположной стенке охватывающей детали, и между ними возникает нормальная сила R» и сила трения F» (фиг.5) . Усилие прижатия llz и сила трения F зависят от размеров задира

R,=нЬ-И; F,= р(НЬ-Н), 7„-, = F F = о,2.В HS + ju(Н$ - ч) =

HS (О»4 1и) — Р g, Изобретение позволяет повысить точность определения силы трения в подвижном сопряжении при эаедании за счет более правильного определения механических свойств материала в зоне задира и учета изменения механических свойств и сил трения на поверхности деталей.

35 з 157 детали с задирами, но составленные так,чтобы поверхности с задирами не контактировали), и нормальная сила М действующая в сопряжении (на основе расчета или непосредственным измерением) . Затем измеряется микротвердость материала на границе задира.

Дпя этого изготавливается микрошлиф вдоль поверхности детали через задир так, чтобы был сошлифован нарост. lp

На шлифе на продолжении границы борозды в задире,в зонах Н, фиг,21 производится измерение микротвердости (15-20 измерений) и вычисляется ее среднее значение Н. Затем вычисляется значение HS сравнивается с Й .

Если HS (N сила трения вычисляется по зависимости (l ), åñëu H S > М вЂ” по зависимости (2).

Возможность определения силы трения в.подвижном сопряжении при заедании по предлагаемому способу обеспечивается следующим (фиг.3-5) .

При воэникновании задира в подвижном сопряжении сила трения В нем 25 складывается иэ пвух составляющих: связанной с задиром силы Fq u сиды трения на неповрежденной поверх. ности F °

Сила, связанная с задиром, F> складывается из сопротивления срезанию Fc.р, определяемого прочностью материала на срез > и площадью нароста 5, и сопротивления вдавливанию нароста во впередилежащий материал, которое зависит от твердости материала Н и площади бокового сечения задира 5ц, На основании многочисленных измерений запис 46 ров найдено, что - keg, бц„, = — Ц

Ь = 0,16 а, где о и а — половийы ширины и длины нароста; и — глубина задира вблизи нароста (фиг.1 и 2}

При этом ,с- 11 45

,g4iН вЂ” $4 =Н km (— + — 3 2 Н аЬ!

Известно что Н = 36, à WO бо . т Тогда = « з; = 0,2.

409 ф

Сила трения на неповрежденной поверхности зависит от коэффициента трения на ней р и внешней нагрузки И, эа вычетом той ее части, которая воспринимается образующимся в задире наростом упрочненного металла (фиг.3). Нарост, вдавливаясь в поверхность деталей сопряжения,воспринимает усилие 3g,çàâèсящее от его площади S и твердости материала Н. При этом

R„=SH; Г, = Ill (N-К,).

1157409

Фиг.б

Составитель А.Швыркова

Редактор О.Юрковецкая Техред M. Гергель Корректор M.(:àèáîðñêàÿ

Заказ 3359/41 Тираж 897 Подлисное

В11И1П1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва,Ж-35,Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент",г.Ужгород. ул.Проектная,4