Поверхности скольжения

При конструировании деталей следует предусматривать необходимость их сжатия при склеивании, а в некоторых случаях и нагрева, необходимых для получения качественного соединения. Желательно, чтобы поверхности склеивания деталей были шероховатые. Толщина слоя клея не должна превышать 0,15 ... 0,25 мм.

4. Расход клея 0,05—1,0 Г1см2 и более 80—1СО Г сухого вещества на 1 м3 поверхности склеивания при двустороннем нанесении До 350 Г 1м"- - -

При наличии трещин разделку трещины, подготовку заплаты и поверхности склеивания производят аналогично приведенному выше примеру ремонта карбиноль-ным клеем рубашки компрессора. Заплату рекомендуется приготовлять из плотной ткани, дважды или более промазанной клеем БФ-2. В разделанную канавку вдоль трещины наносится слой клея БФ-2. После выдержки в течение 0,5 часа в канавку затрамбовывается герметик ГЭ-Н-301 (ТУ МХП 3284-52). На поверхность заплаты и поверхность корпуса, на которую должна быть наложена заплата, наносится клей БФ-2 и просушивается на воздухе в течение 1 часа при комнатной температуре. Затем клей наносится повторно, выдерживается 2—3 мин., после чего заплата ставится на место, тщательно прикатывается резиновым роликом для обеспечения плотного прилегания и поджимается к корпусу давлением 5— 10 кГ/см*.

Чтобы получить повышенную точность соединения склеиванием и обеспечить надежность работы склеенного узла в условиях вибрации, колебания температуры и т. д., в сопряжении деталей предусматривают специальные выступы или увеличивают поверхности склеивания.

Для клеевого соединения (рис. 1-1, а; /) вполне допустимо считать, что эквивалентная по всей поверхности склеивания толщина клеевого слоя 6 (рис. 1-2,а) не равна нулю. В то же время за счет незначительной толщины клеевой прослойки (<0,5 мм) и пленок на поверхностях субстратов (<3-10~7 м) поток тепла в любом сечении, перпендикулярном плоскости раздела, сохраняется постоянным, т. е. задача относится к категории одномерных. Тогда согласно закону Фурье [Л. 10] плотность теплового потока

Результаты многочисленных исследований [Л. 11,12] свидетельствуют о том, что площадь фактического контакта составляет незначительную часть номинальной поверхности сопряжения твердых тел (см. гл. 4). Остальная часть межконтактной зоны в клеевых соединениях при непосредственном контактировании склеиваемых поверхностей заполнена обычно малотеплопроводной клеевой композицией. Вследствие того что теплопроводность клея мала (^Сталь45Двк-1:=:250; Хв1бДвк-1~960), тепловой поток при подходе к зоне раздела стягивается к пятнам фактического контакта. Если допустить, что места контакта равномерно распределены по поверхности склеивания, то изотермы и линии теплового потока в непосредственной близости от поверхности раздела идеализированно могут быть представлены схемой рис. 1-4. Переход тепла в зоне раздела будет осуществляться теплопроводностью через места фактического контакта и клеевые включения между выступами неровностей склеиваемых поверхностей.

Изучение температурного поля с помощью электрической модели показывает, что параллельность изотермических поверхностей будет довольно сильно нарушаться вблизи зоны раздела и расстояние, с которого нарушение практически вырождается, равно примерно шагу между двумя контактными пятнами. Изменение температуры в канале по оси микровыступа будет представляться кривой MNK, при этом в точке -N, соответствующей месту фактического контакта, наблюдается равенство температур обоих тел. Незначительная толщина поверхностного слоя металла, где происходит интенсивная перегруппировка линий теплового тока, позволяет изобразить распределение температур вблизи клеевой зоны прямыми ММ' и КК' с условным скачком температуры ДГ. Величина его может быть легко определена опытным путем с помощью метода экстраполяции распределения температур в телах до поверхности склеивания. Определение скачка температуры АГ в сочетании

Входящее в выражение (1-11) термическое сопротивление клеевого слоя по своей природе является внешним и определяется эквивалентной по поверхности склеивания толщиной клеевой прослойки и теплопроводностью клеевой композиции.

Совершенно другую природу имеет термическое сопротивление стягивания 1/?Ст. Как известно из теории электрических 'контактов (Л. 13], сопротивление, вызванное сужением или расширением проводника, называется сопротивлением «стягивания». Вследствие перестройки теплового потока в области изменения сечения появляется добавочное термическое сопротивление, равноценное по своему эффекту увеличению толщины слоя металла. Это сопротивление носит объемный характер и относится к категории внутренних, так как связано с перераспределением линий теплового тока на внутренней стороне каждого из слеиваемых металлов. Эта конвергенция линий теплового тока ведет к повышению плотности тепловых потоков, что требует высокого локального определяющего потенциала потока. Если же отнести действие сопротивления стягивания ко всей поверхности склеивания, то это сопротивление фактически преобразуется во внешнее, обусловливающее температурный скачок в клеевой зоне.

Ввиду того что сопротивления стягивания для отдельных контактных пятен включены параллельно, общее термическое сопротивление стягивания по номинальной поверхности склеивания с учетом (1-13) будет равно:

Возьмем за основу близкую к действительной модель механического контакта шероховатых поверхностей, когда считается, что площадь фактического контакта 5ф составляется из площадок в виде кругов с радиусом а, образованных в результате взаимного касания вершин микронеровностей склеиваемых поверхностей (см. гл. IV). Тогда число пятен на номинальной поверхности склеивания определяется выражением

где F есть сила вязкого сдвига, S — площадь поверхности скольжения, [г — динамический коэффициент вязкости, dv/dy — изменение скорости по высоте слоя (градиент скорости). Сила вязкого сдвига на единицу поверхности, или напряжение сдвига, равняется

Проследим это на примере выравнивающего механизма по схеме рис. 430, «. Пусть упорный диск вала выполнен с перекосом. На самом узком участке зазора (вил в) сегменты опускаются в промежутки между шариками, раздвигая последние, что вызывает сближение шариков и подъем сегментов на противоположном, широком участке зазора (вид .'). Поверхности скольжения сегментов благодаря самоустанавливаемостп последних располагаются в одной наклонной плоскости. Одновременно обеспечивается равномерное распределение нарузки между сегментами.

где 5— площадь поверхности скольжения; h — толщина смазочного слоя.

При встрече этих дислокаций возникает новая, расположенная в плоскости (100): l/2a [111] + \12а [Ш] —»• а [001]. Многократное повторение этого взаимодействия приводит к слиянию новых дислокаций д[001], что, в конце концов, вызывает образование зародышевой трещины. Схема Коттрелла не требует наличия барьеров для дислокации в исходном состоянии. Барьеры, а затем дислокационные скопления и трещины образуются в результате пластической деформации. Иногда трещина образуется не у вершины скопления, а внутри него. Отрыв по плоскости скольжения происходит под действием нормальных напряжений. Они возникают в результате искривления плоскостей скольжения дислокациями, располагающимися в других плоскостях. Искривление поверхности скольжения при сдвиге вдоль нее вызывает появление нормальных напряжений. Эта схема, предложенная В. Л. Инденбомом, реализуется после значительной пластической деформации.

Конус, образующие которого составляют угол ф с нормалью к поверхности скольжения в данной точке, называется конусом трения.

К отличительным особенностям пластического деформирования неоднородных соединений с произвольным соотношением сторон поперечного сечения (рис. 3.36) следует отнести установленную на основании теоретических /105/ и экспериментальных /106/ данных взаимосвязь между направлением скольжения в мягком металле прослойки и степенью компактности ее поперечного сечения. Не останавливаясь на промежуточных результатах, подробно изложенных нами в /105/, отметим, что средний (интегральный) угол наклона вектора нормали поверхности скольжения к вектору главного напряжения О] может быть определен из выражения (рис. 3.36,6)

Поверхности скольжения в состоянии предельного равновесия образуются так, что площадки скольжения для них — касательные плоскости. При определении положения площадок скольжения и установления условия предельного равновесия среды используется зависимость

В пространстве главных напряжений (<гь сг2. 0з) составляющие напряжений а„ и т„, действующие на элементарную площадку поверхности скольжения, соответственно равны:

Нарушение равновесия среды в пространственном случае в виде сдвига по поверхности скольжения возможно только при переходе среды через состояние полного предельного равновесия. Далее рассматривается только состояние полного предельного равновесия.

Условия (2.4.48) получены для площадок, положение которых определяется значениями компонент % = ± Т/"(1/2) (1 — sin op),n2 = О, па = ± 1^(1/2) (1 + sin ф), поэтому можно утверждать, что в каждой точке среды имеют место поверхности скольжения, касательные плоскости к которым проходят через направления главного напряжения а2 и составляют с направлением главного напряжения сгг угол

где F есть сила вязкого сдвига, S — площадь поверхности скольжения, \1 — динамический коэффициент вязкости, dv/dy — изменение скорости по высоте слоя (градиент скорости). Сила вязкого сдвига на единицу поверхности, или напряжение сдвига, равняется