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 12.11.2013

  • Трение 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 10.05.2010

  • Сущность 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 19.12.2013

  • Понятие 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 15.10.2014

  • Характеристика 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 12.01.2010

  • История 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 05.05.2013

  • История 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 30.07.2015

  • Силы, 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 16.12.2014

  • Сущность 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 29.08.2008

  • Трения 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 29.09.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.