Трение несмазанных поверхностей. Силовое взаимодействие

1. ТРЕНИЕ НЕСМАЗАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ. СИЛОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

2. Особенности внешнего трения

Внешнее трение реализуется в отдельных, изолированных друг от друга
зонах фактического контакта
Условие реализации внешнего трения
НВ
0,125HB
2
1
6
f
m
2
- твердость менее твердого тела, МПа
fm
рс
- комплексная характеристика шероховатости более твердого тела
n
HB
- адгезионная (молекулярная) составляющая коэффициента трения
- средние касательные напряжения, возникающие на
n o p r границах
раздела
в
результате
межмолекулярных
взаимодействий
o,
pr
- фрикционные параметры, определяемые экспериментально
- фактическое давление

3. Предварительное смещение

T
зона сцепления
зона скольжения
TП
Т ск
Т
x
- смещение

4. Предварительное смещение

Величина предварительного смещения
0, 4
Т
1 1
f
N
Максимальная величина предварительного смещения
4,9 f r pc
E
0, 4
p
1,41 r 0 ,5 c
HB
0,9
0 ,25
1,19 1 f 2 0 ,125 1
ННУК
ННПК
0 ,5
pc
2 0 ,25
1
,
41
r
R
1
,
41
1
f
1
max
HB
НПК
0,84 f Rmax

5. Коэффициент трения скольжения

Закон Амонтона – Кулона
T
f
N
N – нормальная нагрузка
T – сила трения
Сила трения складывается из сил, возникающих при скольжении
на отдельных микронеровностях:
nr
T Ti d nr
0
Сила трения включает две составляющие (молекулярную) и когезионную (деформационную).
Ti Tmi Tдi
адгезионную

6. Коэффициент трения скольжения

Молекулярная составляющая
Деформационная
составляющая
1) для упругого контакта
Tmi n r hi
hi2
Tдi 0,25 эф
эф 2,5 Г
2) для пластического контакта
Tдi 1,68 HB 0,5 hi1,5
nr - число фактических пятен контакта
r - радиус микронеровностей
hi - сближение микронеровностей
Г
- коэффициент гистерезисных потерь.

7. Коэффициент трения скольжения

ННУК
2,4 0 ,8
f 0 ,2 0 ,4 0 0,24 эф pс0 ,2 0 ,4 0 ,2
pc
Для материалов с высоким модулем упругости (металлы)
f min 1,41 0 эф
При контурном давлении
2,2 10 0
0, 6
pc
2
эф
2
При комплексной характеристике шероховатости
15
p c0,5
0 , 75
0
эф
1, 25
2,5

8. Коэффициент трения скольжения

ННПК
0
pc
f
0,5
HB
HB
0, 25
0,5
При переходе упругих деформаций в пластические
f min f м 0,9 HB
При контурном давлении
2
pc 7,5 2 4 HB 5
При комплексной характеристики шероховатости
2,7 pc 0,5 2 HB 2,5

9. Коэффициент трения скольжения

С ростом нагрузки ННПК переходит в НПК и при дальнейшем ее
росте коэффициент трения постоянно растет, достигая величины
для НПК
0,5
f max f m 0,3
При контурном давлении
pc 0,33HB
Рост величины коэффициента трения ограничен несущей
способностью
микронеровностей,
которая
теряется
при
достижении относительного сближения
0,445

10. Коэффициент трения скольжения

ННУК
ННПК
НПК
f ~ p c 0, 2
f ~ p c0, 25
f ~ p
0,5
c
f ~ 0, 4
f ~ E 0,8
f ~ 0,5
f ~ HB 1
f ~
f HB 0 ,5
0,5
С ростом нагрузки по мере перехода от упругого контакта к
пластическому коэффициент трения переходит через минимум в
зоне упругого контакта и возрастает при пластическом контакте.
При пластическим контакте с уменьшением комплексной
характеристики шероховатости коэффициент трения уменьшается,
но в определенный момент пластический контакт переходит в
насыщенный, что ведет уже к росту коэффициента трения.