Оценка режима трения в контакте пары качения при смазывании маловязкими жидкостями
Современный опыт эксплуатации подшипников качения в среде маловязких жидкостей. Расчетный анализ возможностей создания топливных керосинов, бензинов, воды на фрикционном контакте несущей гидродинамической пленки. Молекулярная теория трения и скольжения.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 31.01.2019 |
| Размер файла | 206,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http: //www. allbest. ru/
СГАУ, г. Самара, РФ
Оценка режима трения в контакте пары качения при смазывании маловязкими жидкостями
Костылев А.С., Силаев Б.М.
Современный опыт эксплуатации подшипников качения в среде маловязких жидкостей таких, как топливные углеводороды, вода и ее растворы и т. п., показал невозможность обеспечения работоспособности и прогнозирования ресурса на основе общепринятых подходов к решению этих вопросов. Физико-химические свойства и трибологические характеристики указанных жидкостей существенно отличаются от аналогичных свойств смазочных материалов. В то время как в основу упругогидродинамической теории смазки положено использование одной из важнейших характеристик жидкости - вязкости. Данная характеристика обусловливает образование в контакте трущихся тел несущей гидродинамической пленки жидкости, разделяющей поверхности контакта. В этой связи представляют существенный интерес вопросы, связанные с тем, какие толщины пленок образуют маловязкие жидкости на фрикционном контакте, и какой режим трения возникает при этом.
При определении толщины пленки жидкости в контакте тел качения были использованы методики и расчетные зависимости контактно-гидродинамической теории смазки [1]. Одна из основных трудностей, возникающих при расчете толщины пленки жидкости, связана с отсутствием для маловязких топливных жидкостей и воды такого параметра как пьезокоэффициент вязкости. Для того чтобы получить оценочное значение этого коэффициента, была построена зависимость пьезокоэффициента вязкости от динамической вязкости (рисунок 1) по данным, известным для минеральных и синтетических масел. Путем экстраполяции полученной зависимости были определены ориентировочные значения пьезокоэффициентов вязкости для воды и топливных керосинов Т-1 и Т-5.
Для расчета толщины пленки жидкости ho в контакте подшипника качения была использована формула, приведенная в [1]:
Расчет толщины пленки в контакте произведен для шарикоподшипника типа 207Ю при его работе на воде и в топливных керосинах марок Т-1 и Т-5 в диапазоне температур от +50С до +100С, при нагрузке на наиболее нагруженный шарик Р0=500Н и частоте вращения 10000 мин-1. На рисунке 2 показаны полученная зависимость толщины пленки от температуры, для сравнения приведены толщины пленок как маловязких жидкостей так и смазочных масел.
Построены также зависимости толщины пленки жидкости в контакте от нагрузки Р0, действующей на наиболее нагруженный шарик. На рисунке 3 показаны такие зависимости для маловязких жидкостей и для смазочных масел.
Толщины пленок жидкости, рассчитанные для данного диапазона температур, нагрузок и скоростей вращения не превышают 0,09 мкм (для самого вязкого керосина Т-5) и 0,04 мкм (для воды), в то время как шероховатость поверхностей качения для подшипников 6 и 5 классов точности находится в пределах 0,1..0,16 мкм.
Такая небольшая толщина пленки свидетельствует, согласно данным Ахматова А.С. [2] и Дерягина Б.В. [3] о резко выраженном режиме граничного трения на контакте. Эксперименты, проведенные одним из авторов, подтверждают результаты проведенных расчетов [4].
Так, уже после нескольких десятков секунд работы шарикоподшипников №207Ю в среде воды и жидкого кислорода, исходный микропрофиль на дорожках качения, оставленный инструментом при финишной обработке, полностью исчезает в результате изнашивания, уступая место вновь сформировавшемуся эксплуатационному микрорельефу.
Таким образом, проведенный расчетный анализ и экспериментальные данные показывают, что возможности создания на фрикционном контакте несущей гидродинамической пленки маловязкими жидкостями типа топливных керосинов, бензинов, воды и др. весьма ограниченные. В этих условиях для обеспечения работоспособности узлов трения необходимы другие подходы по сравнению с традиционными [4].
подшипник качение маловязкий жидкость
Литература
1. Коднир Д.С., Жильников Е.П., Байбородов Ю.И. Эластогидродинамический расчет деталей машин. - М.: Машиностроение, 1988. -160с.
2. Ахматов А.С. Молекулярная физика граничного трения. М.,Физматгиз, 1967. 472 с.
3. Дерягин Б.В. Молекулярная теория трения и скольжения. - «Журнал физической химии», 1934, т.5 с. 1165.
4. Силаев Б.М. О структуре расчетной модели изнашивания при трении качения в активных средах// Машиноведение. 1981. №1. с.89-96.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Сила трения как сила, возникающая при соприкосновении тел, направленная вдоль границы соприкосновения и препятствующая относительному движению тел. Причины возникновения трения. Сила трения покоя, скольжения и качения. Применение смазки и подшипников.
презентация [2,9 M], добавлен 12.11.2013Трение как процесс взаимодействия твердых тел при относительном движении либо при движении твердого тела в газообразной или жидкой среде. Виды трения, расчет трения покоя, скольжения и качения. Расчет коэффициентов трения для различных пар поверхностей.
практическая работа [92,5 K], добавлен 10.05.2010Сущность закона определения максимальной силы трения покоя. Зависимость модуля силы трения скольжения от модуля относительной скорости тел. Уменьшение силы трения скольжения тела с помощью смазки. Явление уменьшения силы трения при появлении скольжения.
презентация [265,9 K], добавлен 19.12.2013Понятие и физическое обоснование сухого трения, условия его возникновения, разновидности: скольжения и качения. Сущность соответствующих законов, сформулированных Кулоном. Вибродиагностика параметров сухого некулонова трения. Модель Барриджа и Кнопова.
доклад [231,7 K], добавлен 15.10.2014Характеристика приближенных методов определения коэффициента трения скольжения, особенности его расчета для различных материалов. Значение и расчет силы трения по закону Кулона. Устройство и принцип действия установки для определения коэффициента трения.
лабораторная работа [18,0 K], добавлен 12.01.2010История развития учения о трении. Классические законы трения, открытые французскими учеными Амонтоном и Кулоном в XVII-XVIII в. Трение скольжения, покоя и качения, а также способы его уменьшения. Вредное и полезное трение. Формула Эйлера. Конус трения.
реферат [2,8 M], добавлен 05.05.2013История возникновения силы трения - процесса взаимодействия тел при их относительном движении (смещении) либо при движении тела в газообразной или жидкой среде. Возникновение сил трения скольжения и покоя на стыке соприкасающихся тел, способы уменьшения.
реферат [1,2 M], добавлен 30.07.2015Силы, возникающие между соприкасающимися телами при их относительном движении. Определение величины и направления силы трения скольжения, закон Амонтона—Кулона. Виды трения в механизмах и машинах. Сцепление с поверхностью как обеспечение перемещения.
презентация [820,2 K], добавлен 16.12.2014Сущность трения, износа и изнашивания в современной механике. Разновидности трения и их отличительные признаки. Оценка влияния скорости скольжения и температуры на свойства контакта и фрикционные колебания. Инерционные и упругие свойства узлов трения.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 29.08.2008Трения в макро- и наномире. Принципиальное отличие сил трения от сил адгезии. Движение твердого тела в жидкой среде. Основные типы галактик: эллиптические, спиральные и неправильные. Пространственная структура Вселенной. Принцип относительности Галилея.
презентация [2,1 M], добавлен 29.09.2013Определение коэффициентов трения качения и скольжения с помощью наклонного маятника. Изучение вращательного движения твердого тела. Сравнение измеренных и вычисленных моментов инерции. Определение момента инерции и проверка теоремы Гюйгенса–Штейнера.
лабораторная работа [456,5 K], добавлен 17.12.2010Сила трения как сила, возникающая при соприкосновении тел, направленная вдоль границы соприкосновения и препятствующая относительному движению тел. Причины возникновения трения. Роль силы трения в быту, в технике и в природе. Вредное и полезное трение.
презентация [1,5 M], добавлен 09.02.2014Причина возникновения силы трения и ее примеры: движение оси колеса, шарик, катящийся по горизонтальному полу. Формулы расчета силы трения в физике. Роль силы трения в жизнедеятельности на Земле: осуществление ходьбы, вращение ведущих колес экипажа.
презентация [90,8 K], добавлен 16.01.2011История развития и краткое изложение гидродинамической теории смазки, методики использования уравнений этой теории и результаты расчетов. Совершенствование подшипников автомобильных двигателей и анализ их работы методом гидродинамической теории смазки.
реферат [114,5 K], добавлен 15.04.2011Закон сохранения энергии. Равноускоренное движение и свободное падение муфты, дальность ее полета. Измерение коэффициента трения скольжения за счет потенциальной энергии. Неточности измерительных приборов и погрешности, возникающие из-за этого.
лабораторная работа [75,2 K], добавлен 25.10.2012Причина возникновения сил вязкого трения в жидкостях. Движение твердого тела в жидкости. Определение вязкости жидкости по методу Стокса. Экспериментальная установка. Вязкость газов. Механизм возникновения внутреннего трения в газах.
лабораторная работа [61,1 K], добавлен 19.07.2007Расчет мощности электродвигателя механизма печи. Методика расчета по Целикову. Момент от сил трения качения вследствие упругого сжатия опорных сегментов печи. Крутящий момент на оси одной реечной шестерни. Усилие на рейки от опрокидывающего момента.
лабораторная работа [185,7 K], добавлен 03.04.2014Определение минимального удельного давления на контактных поверхностях соединения, необходимого для создания сил трения. Минимальный допустимый натяг с учетом поправок. Наибольший расчетный натяг, при котором отсутствует пластическая деформация детали.
задача [39,8 K], добавлен 21.12.2011Гравитационные, электромагнитные и ядерные силы. Взаимодействие элементарных частиц. Понятие силы тяжести и тяготения. Определение силы упругости и основные виды деформации. Особенности сил трения и силы покоя. Проявления трения в природе и в технике.
презентация [204,4 K], добавлен 24.01.2012Определение поступательного движения. Действие и противодействие. Направление действия силы. Сила трения покоя и сила сухого трения. Силы взаимного притяжения. История о том, как "Лебедь, Рак и Щука везти с поклажей воз взялись" с точки зрения физики.
презентация [1,7 M], добавлен 04.10.2011
