Положительного направления

Одним из принципов выбора износостойких материалов является также правило положительного градиента механических свойств материала по глубине, предложенное проф. И. В. Кра-гельским (см. гл. 5, п. 1).

В основу разработки материала «Ретинакс» положен принцип создания работоспособного трущегося слоя с высокими фрикционными свойствами непосредственно в процессе торможения под совместным воздействием высоких температур и давлений на поверхности трения. В поверхностном слое создается пленка с положительным градиентом механических свойств, т. е. тонкие слои контактирующих поверхностей, образующие при трении как бы единое «третье тело» (по терминологии проф. Крагельского И. В.), обладают меньшей прочностью на сдвиг, чем слои, более отстоящие от зоны контакта. Наличие положительного градиента механических свойств обеспечивает способность «третьего тела» к многократному передеформированию без разрушения материала и,

следовательно, обеспечивает незначительный износ тормозных накладок. По мере изнашивания контактируемого слоя он постоянно заменяется другим, вновь образующимся. Создание положительного градиента механических .свойств обеспечивается тем, что фенолформальдегидная смола при высоких температурах, развивающихся при трении, разлагается и вступает во взаимодействие с баритом, окружающей средой и поверхностью металлического элемента пары. Наличие барита в сочетании с асбестом придает материалу «Ретинакс» повышенную теплостойкость и высокую износоустойчивость. От высокой температуры, возникающей на поверхности трения, о,3 поверхностный слой металлического элемента фрикционной пары размягчается, что приводит к увеличению фактической площади контакта, так как размягченный и расплавленный металл заполняет микропустоты на поверхности фрикционного материала. При этом происходят также процессы восстановления окислов и спекания

Трение в условиях ИП осуществляется в восстановительной среде, поэтому поверхностные слои меди не окисляются в процессе трения. Техническая медь и ее сплавы склонны к внутреннему окислению [6]. Механизм этого явления заключается в диффузии кислорода в подповерхностный слой, где он вступает во взаимодействие в первую очередь с примесными атомами или атомами легирующих элементов, имеющими большее, чем медь, сродство к кислороду, и затем с атомами меди. Окисный слой является барьером для движущихся дислокаций, скопление которых обусловливает упрочненную подложку. Наличие на поверхности трения более мягкого материала, чем глубже лежащие слои, является необходимым условием обеспечения процесса трения при ИП. Таким образом, в процессе трения четко соблюдается ранее установленное в [26] правило положительного градиента механических свойств по глубине трущегося металла.

витков резьбы в местах контакта покрываются тонкой пленкой, которая создает благоприятные условия для работы узла трения. Присутствие на поверхности витков резьбы пленки из менее прочного материала (меди) обеспечивает правило положительного градиента, что является важным условием для снижения трения

Молекулярное взаимодействие, обусловленное взаимодействием атомов на сближенных участках поверхностей гребешков микронеровностей, приводит к нарушению термодинамического равновесия кристаллических решеток на контактирующих участках и наиболее полно проявляется при схватывании твердых тел. В этих условиях в полной мере проявляется механизм, объясняемый адгезионно-деформационной теорией [26]. Очаги микросхватывания в режиме ИП развиваются в более мягком, чем материал чугунного или хромированного .кольца, тонком слое меди, не вызывая глубинного повреждения основного металла. Вновь образуются активизированные пластической деформацией участки поверхности; они свободны от разделяющих пленок при наличии смазки и пульсирующих нагрузок при контактировании с микронеровностями контртела. Возникают площадки с высокой температурой и микрогальванические пары, активизирующие диффузионные и электрохимические процессы. Это способствует молекулярному переносу и миграции ионов меди на ювенильные поверхности. Обогащение тонких слоев поверхности трения медью создает особую структуру граничного слоя, обеспечивающего при определенных режимах минимальные износ и коэффициент трения, а также способствующего реализации правила положительного градиента по глубине материала [2].

Здесь на первое место выступает универсальное правило «положительного градиента механических свойств», при осуществлении которого реализуется внешнее трение между двумя телами и при отсутствии которого имеет место внутреннее трение.

Подтверждением эффективности правила положительного градиента является научное открытие эффекта избирательного переноса тел, сделанное Д. Н. Гаркуновым и И. В. Крагель-ским. Изучая механизм взаимодействия твердого тела со смазками, авторам открытия удалось получить условия, при которых из такой системы, какую представляет собой, например, бронза, вследствие избирательного растворения активной смазкой удаляются анодно-легирующие элементы (цинк, олово, железо и др.). Таким образом, сплав, имеющий неоднородную, многофазную гетерогенную структуру или однородный твердый раствор, обогащается медью. В этом случае в кристаллической решетке меди образуются вакансии, причем, если количество этих вакансий превышает 10%, кристаллическая ре-

Сопротивление давления определяется характером распределения давления на профиле. В случае хорошо обтекаемой формы профиля сопротивление давления объясняется расширением трубок тока в пограничном слое вследствие положительного градиента давления и удалением их от поверхности профиля. Эти причины вызывают иска-

Область, прилегающая к горлу диффузора, характеризуется наличием положительного градиента давления. Влияние размера горла является здесь уже весьма существенным. Чем меньше /V д, тем больше значение рк в точке максимума и тем больше смещается он вверх по потоку; кроме того, положительный градиент возрастает, а начало интенсивного подъема давления смещается в глубь камеры смешения.

Как известно, обтекание решетки вязкой средой сопровождается образованием вихревых следов за выходными кромками лопаток. В рассматриваемом в этом параграфе случае лопаток с весьма тонкими выходными кромками потери энергии в следе, обусловленные только выравниванием потока, малы по сравнению с потерями от трения в пограничном слое и ими также можно пренебречь. При наличии диффузорного участка у поверхности лопаток при определенных условиях может возникнуть отрыв пограничного слоя. Скорость частиц, движущихся по какой-либо линии тока, например п—п (рис. 7), в пограничном слое на этом участке, уменьшается по мере движения их вниз по потоку. При этом уменьшается и их кинетическая энергия. Может оказаться, что в некотором сечении диффузорного участка у поверхности лопаток сумма тормозящих движение частиц сил, т. е. положительного градиента давления и трения, будет больше сил инерции. Частица т остановится, а затем может начать двигаться в сторону, обратную направлению основного потока. Профиль скоростей в этом случае показан на рис. 7,

Рассмотрим этот векторный контур в прямоугольной системе координат хоу. Отсчет углов па-клона векторов производим от положительного направления оси х против часовой стрелки (в направлении вращения кривошипа).

Пример 2. Кривошшшо-ползунный механизм (рис. 3.3). Начало правой прямоугольной системы координат хоу совпадает с центром шарнира О, а ось х параллельна линии движения ползуна 3. Отсчет углов гр, и ф2 ведем от положительного направления оси х против часовой стрелки (в направлении вращения кривошипа). Условие замкнутости кинематической цепи представим векторным уравнением

Для примера рассмотрим плоский механизм с двумя степенями свободы (рис. 3.3), п-е выходное звено (на рис. 3.3 п = 6) которого совершает вращательное движение с угловой скоростью о>„. Положение этого звена относительно положительного направления оси Ох выбранной системы координат определяют углом (()„, являющимся функцией обобщенных координат (pi и срг, зависящих от времени движения /,
валов лучам ОГ, D2', D3', .... Первый отрезок 01" проводят через начало координат 0, следующие отрезки соответственно через точку /", затем через точку 2" и т. д. Эти линии наклонены относительно положительного направления оси х под углами ty\, tyz, ... , г); соответственно, т. е.

При вращающемся толкателе выбирают полярную систему координат с началом в точке С (рис. 17.7, в), при поступательно движущемся толкателе — прямоугольную систему координат хЫ)у('2} с началом в точке бо на начальной окружности кулачка (рис. 17.7,6). Система координат — правая: поворот от положительного направления перемещения SH к отрезкам, изображающим положительные величины кинематической передаточной функции u,,,i, проводят против часовой стрелки. Следовательно, при отсчете SH вправо от нижнего положения ролика В — положительные значения и,,н откладывают вверх, отрицательные — вниз (рис. 17.7, а). При этом кулачок / вращается в положительном направлении, т.е. против часовой стрелки (рис. 17.7, б). Значения масштабов по осям координат [ц.,,] = мм/м и [ц,,;,] = мм/(м-рад~') принимают одинаковыми, что позволяет изображать углы давления i'l без искажения. Максимальные значения передаточной функции ич«„к,\ на фазе удаления для краткости обозначают через ич-.\, на фазе сближения — через v^.

/ — плечи, равные длинам перпендикуляров от точки пересечения оси с плоскостью до проекции или ее продолжения; знак плюс или минус ставится в зависимости от того, в какую сторону поворачивается плечо / вектором проекции, если смотреть на плоскость проекции со стороны положительного направления оси; при стремлении вектора проекции повернуть плечо против хода часовой стрелки момент условимся считать положительным, и наоборот.

скость хОу); б) силу F проецируют на эту плоскость и определяют модуль Fxy этой проекции; в) из точки О пересечения оси с плоскостью опускают перпендикуляр ОС к проекции Fxy и определяют плечо /=ОС; г) глядя на плоскость хОу со стороны положительного направления оси г (т. е. в данном случае сверху), видим, что ОС поворачивается вектором Fxy против хода стрелки часов, значит

Решение. 1. Освободим балку от заделки. Известно, что со стороны заделки на балку действуют реактивные сила и пара сил. Реактивную силу представим в виде трех составляющих RQx, К0у, ROZ (рис. 1.81, б), действующих вдоль осей координат а реактивный момент— в виде моментов пар М0х, М0унМ02, действующих в плоскостях, перпендикулярных осям (эти моменты изображены на рис. Ь81, б круговыми стрелками, огибающими оси против хода стрелки часов, если смотреть со стороны положительного направления оси).

Если вдоль оси вращения тела провести какую-либо из осей координат и смотреть на вращающееся тело со стороны положительного направления оси, то увидим, что тело вращается либо по ходу стрелок часов, либо против их хода. Условимся в этом случае угол поворота, отсчитываемый . против хода стрелок часов, / считать положительным, а отсчитываемый по ходу стрелок часов — отрицательным. Например, на рис.

Напомним, что моменты сил относительно оси — величины алгебраические: их знаки зависят как от выбора положительного направления оси z (совпадающей с осью вращения), так и от направления «вращения» соответствующего момента силы. Например, выбрав положительное направление оси z, как показано на рис. 5.16, мы тем самым задаем и положительное направление отсчета угла ф (оба эти направления связаны правилом правого винта). Далее, если некоторый момент Miz «вращает» в положительном направлении угла ф, то этот момент считается положительным, и наоборот. А знак суммарного момента Mz в свою очередь определяет знак 3Z — Рис. 5.16 проекции вектора углового ускорения на

е) Выразить векторы А и С в системе отсчета, полученной из старой системы отсчета поворотом на я/2 по часовой стрелке, если смотреть вдоль положительного направления оси z