Приработанной поверхности

полученные различными технологическими способами. Очевидно, что наиболее целесообразным является такой вид технологической отделочной обработки, при котором параметры шероховатости Ra, Rz, tp наиболее близко соответствуют параметрам приработанных поверхностей, т. е. применение шлифования с последующим полированием алмазной лентой.

Эти формулы получены в предположении, что профиль поверхности в изучаемом направлении описывается нормальным стационарным случайным процессом, что справедливо для шлифованных, хонингованных и приработанных поверхностей трения [107].

Как было отмечено выше, получение необходимых характеристик исследуемой шероховатой поверхности является весьма кропотливым и трудоемким процессом. Это затрудняет применение современных методов расчета на трение и изнашивание с привлечением комплексного критерия шероховатости поверхности. В работе [2] сделана попытка установить связь между отношением RmaJr и чистотой поверхности^ для различных видов обработки. Однако полученные авторами результаты не учитывают характеристик распределения неровностей по высоте. Мы сделали попытку установить эту связь с учетом параметров b и v, различно обработанных и приработанных поверхностей трения.

Методики обработки профилограмм, расчетные статистические формулы для вычисления #max, r, b, v, а также приспособление для обработки профилограмм были использованы для получения значений A, Ra, /?z, tf для различно обработанных и и приработанных поверхностей. Были также использованы экспериментальные данные 3. В. Рыжова [88, 89], Я. А. Рудзита [2] и Н. Б. Демкина [19, 20]. Результаты расчетов приведены в табл. 11 —13. По результатам расчетов построены графики зависимости безразмерного комплекса А от величины Ra и Rz для каждого вида обработки, а также для приработанных поверхностей. На фиг. 17 приведена зависимость А от параметра R, для различных видов технологической обработки (стальные поверхности). Обозначения: /—торцовое фрезерование; 2—плоское шлифование; 3— полирование; 4— точение; 5— доводка плоскостей; 6 — круглое шлифование; 7 — внутреннее шлифование; 8—хонингование; 9—цилиндрическая доводка. На фиг. 18 приведена зависимость А от параметра R* для чугунных поверхностей (/ — круглое шлифование; 2 — внутреннее шлифование; 3—торцовое фрезерование; 4—точение; 5—торцовое шлифование; 6— цилиндрическое фрезерование; 7— растачивание внутренних отверстий; 8— доводка плоскостей; 9— строгание). На фиг. 19 приведена зависимость А от параметра R9 (1— алмаз-

Таблица 16 Параметры шероховатости приработанных поверхностей

§ 4. Геометрические характеристики шероховатости приработанных поверхностей

В связи с' тем, что при исследовании процесса трения и изнашивания приходится иметь дело с шероховатостью приработанных поверхностей, нами была поставлена задача ее комплексной оценки и установления ее связи с тестированными параметрами шероховатости. Изучались поверхности различных деталей промышленного1 оборудования, машиностроительных изделий, находившихся в длительной эксплуатации. Использовались экспериментальные данные о приработке образцов различных материалов, а также известные литературные данные о приработке трущихся поверхностей. Ниже приводится результат расчета некоторых характеристик шероховатости приработанных поверхностей по профилограммам без учета условий трения (табл. 16).

Статистическая обработка профилограмм порядка 200 приработанных поверхностей позволила установить связь критерия, шероховатости А с гостированной величиной Ra. На фиг. 20 приведена зависимость А от параметра Ra для различных приработанных металлических поверхностей трения.

При практических расчетах в контактных задачах трения и изнашивания, где необходимо располагать комплексным критерием шероховатости приработанных поверхностей, в уравнении (III.11) можно использовать приближенные коэффициенты: с = 0,2 и 7 = 2,0. Как показано в [20, 52], для приработанных поверхностей можно принять, что показатель аппроксимации опорной кривой v«2.

Таким образом, учитывая физико-механические свойства и теплофизические характеристики пары трения, можно на основании энергетической гипотезы определить шероховатости приработанных поверхностей.

Исходная шероховатость состоит из совокупности различных по величине и геометрическому очертанию неровностей; в процессе приработки эти неровности будут подвержены воздействию различных касательных и нормальных напряжений. Значительным интенсивным воздействиям будут подвержены наиболее высокие неровности, которые за счет больших напряжений будут либо срезаться, либо пластически деформироваться. Наиболее пологие неровности также будут испытывать интенсивное воздействие за счет большой адгезии, что приведет к значительному изменению их геометрического очертания. Поэтому в ансамбле неровностей, имеющих различную высоту и радиус закругления, в более благоприятных условиях окажутся промежуточные по своим размерам неровности. Эти неровности будут превалирующими на приработанной поверхности. Для таких приработанных поверхностей сила трения будет иметь минимальное значение. Таким образом, равновесная шероховатость для установившегося процесса соответствует минимальному значению сил трения при прочих равных условиях.

Исходная шероховатость состоит из совокупности различных по величине и геометрическому очертанию неровностей; в процессе приработки эти неровности будут подвержены воздействию различных касательных и нормальных напряжений. Значительным интенсивным воздействиям будут подвержены наиболее высокие неровности, которые за счет больших напряжений будут либо срезаться, либо пластически деформироваться. Наиболее пологие неровности также будут испытывать интенсивное воздействие за счет большой адгезии, что приведет к значительному изменению их геометрического очертания. Поэтому в ансамбле неровностей, имеющих различную высоту и радиус закругления, в более благоприятных условиях окажутся промежуточные по своим размерам неровности. Эти неровности будут превалирующими на приработанной поверхности. Для таких приработанных поверхностей сила трения будет иметь минимальное значение. Таким образом, равновесная шероховатость для установившегося процесса соответствует минимальному значению сил трения при прочих равных условиях.

Обработка экспериментальных данных заключается в определении параметра шероховатости Ra поверхности металлического образца после его приработки, снятии и обработке про-филограмм, измерении силы трения на приработанной поверхности при различных нагрузках, определении температуры на поверхности трения и физико-механических свойств (тр и ?). Результаты обрабатывались методами математической статистики.

Анализ эксперимента позволяет сделать вывод, что с увеличением т0 критерий шероховатости приработанной поверхности увеличивается по закону A=A(T0)2v+1/2v, что согласуется с полученной нами формулой расчета оптимальной шероховатости (IV.30).

Скорость скольжения V изменялась от 0,03 до 3,7 м/сек. В качестве критерия, характеризующего степень приработки, использовалась интенсивность .линейного изнашивания /„, значение которой находилось в пределах 5-10~10—5-10~9. Шероховатость приработанной поверхности оценивалась различными

рассасывает температурные вспышки на «горячих площадках». В этот период олово, диффундируя в медь, улучшает ее антифрикционные свойства. После износа слоя олова на частично приработанной поверхности при меньших удельных давлениях на площадках действительного контакта проявляется эффект ИП, оказывающий положительное влияние на работу сопряжения.

f Исследовались потери в плоском контакте [381. Установка состояла из массивного стола и стержня размерами 150x5x4 см. К средней части стержня были прикреплены три штифта с плоскими торцами. Изучались потери в плоском контакте штифтов со столом. Контактное давление создавалось массой стержня. Контактирующие детали были изготовлены из стали 20 и имели в местах контакта среднюю высоту микронеровностей 6 мкм. Стержень возбуждался в горизонтальном направлении электродинамическим вибратором. Измерение потерь производилось на резонансных частотах колебаний стержня в диапазоне от 20 до 700 Гц. В эксперименте применялись штифты диаметром 4 и 6 мм. Действительные площади контакта, определенные по приработанной поверхности, составили соответственно 0,2 и 0,3 см2, а удельное .давление — 120 и 180 кгс/см2.

Средние значения параметров шероховатости единичной неровности приработанной поверхности трения барабанов и дисков, изготовленных из чугуна ЧНМХ, следующие: г = 70-^80 мкм; Амакс = 2,5f-6 мкм; Ь„ = 0,95-М,5; v = = 1,95^-2,3.

Средние значения параметров шероховатости единичной неровности приработанной поверхности трения

Следует отметить, что уровень теплообмена для всех исследованных давлений на приработанной поверхности существенно ниже, чем на свежеприготовленной, и достаточно хорошо согласуется с данными на серебряных трубках, полученными в работе [10].

матовые пятна на блестящей, приработанной поверхности шеек и вкладышей, напоминающие по характеру следы разъедания от капель разбрызганной сильной кислоты;

Некоторые материалы вследствие обычного металлургического процесса или искусственного пропитывания содержат вещества, способные служить твердым смазочным материалом"; например, на приработанной поверхности конструкционного чугуна графит размазывается, образуя граничный слой. Такой же слой создается на поверхностях деталей из пористых антифрикционных материалов, пропитанных минеральными маслами, графитом и дисульфидом молибдена. В более широком понятии граничным смазочным материалом служит также политетрафторэтилен, когда им пропитывают пористые подшипниковые материалы. В свинцовистой бронзе, в твердой медной основе которой вкраплен свинец, последний при скольжении размазывается по поверхности, покрывая ее тонкой пленкой. Эта пленка по мере изнашивания сплава возобновляется. Дорожки качения и тела качения подшипника, работающего при температурах выше 300 °С, покрывают иногда серебром для предохранения от окисления и для использования в качестве смазывающего материала.

Поверхность трения металлической детали, работающей в паре с углеродным материалом, должна проходить доводку и иметь шероховатость 10-го класса. При отсутствии на поверхности трения ориентированной пленки коэффициент трения пары металл — углеродный материал составляет 0,2—0,3, а износ в десятки и даже сотни раз больше, чем при работе по приработанной поверхности.