Способ исследования пары трения Советский патент 1989 года по МПК G01N19/02 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к испытанию смазочных и конструкционных материалов пар трения.

Целью изобретения является повышение точности определения коэффициентов граничного и гидродинамического трения в режиме полужидкостной смазки путем использования зависимости деформации зоны контакта пары трения от нормальной нагрузки.

На чертеже изображена зависимость

деформации зоны контакта от нормальной нагрузки.

Способ осуществляется следующим образом.

При исследовании пары трения в режиме полужидкостной смазки осуществляют относительное перемещение элементов пары трения, при контролируемых значениях нормальной нагрузки, скорости скольжения и силы трения. При этом скорость скольжения устанавливают такой, что отсутствуел

N9 СП

сд

00

ет подъемная гидродинамическая сила в контакте элементов пары трения и обеспечивается постоянство деформации зоны контакта в направлении нормальной нагрузки.

Определяют зависимость деформации зоны контакта от нормальной нагрузки и величину этой деформации, соответствующую значению нормальной нагруз- ки, при которой проводят исследование пары трения. Затем исследование проводят при двух других выбранных значениях скорости скольжения, больших предьщущего, и измеряют из- менение величины деформации зоны контакта.

По зависимости деформации зоны контакта от нормальной нагрузки,с учет9М значений деформации, получен- ных при скорости скольжения, соответствующей отсутствию подъемной гидродинамической силы, определяют подъемные гидродинамические силы, соответствующие двум выбранным ско- ростям скольжения. При этом коэффициенты граничного и гидродинамического трения определят по системе уравнений

(1)

Frrip -f Vi -f K(N-Pi),

где - сила трения исследуемой

пары, измеренная в эксперименте i

{Р - коэффициент гидродинамического 1 ния; Vj - скорость скольжения; К - коэффициент граничного

трения;

N - нормальная нагрузка;

PIP, - подъемная гидродинамическая сипа, i - 1,2.

Пример. Исследование прово- дипись на установке трения, позволяющей осуществлять относительно перемещение элементов пары трения при контролируемых значениях скорости

скольжения, нормальной нагрузки, силы трения, деформации зоны контакта в направлении нормальной нагрузки. Исходные данные эксперимента были следующими: материал элемента пары трения - сталь Ст.45 и бронз Бр ОП 4-3, площадь контакта 1 см , смазочнъй материал - масло индустриальное И40А; нормальная нагрузка 1 440 И.

В начале исследования пары трения скорость скольжения устанавливалась такой, что в контакте отсутствовала подъемная гидродинамическая сипа, о чем свидетельствовала постоянство деформации зоны контакта в направлении нормальной нагрузки. Так, при снижении скорости скольжения уменьшалась подъемная гидродинамическая сила, которая исчезала в условиях- трения при граничной смазке, и датчик деформации зоны контакта регистрировал увеличение деформации до постоянного значения, которое не изменялось с дальнейшим снижением скорости.

При этом изменяли величину нормальной нагрузки и измеряли деформацию зоны контакта. По полученным данным строили зависимость деформации зоны контакта от нормальной нагрузки, которая приведена на чертеже. По установленной величине нормальной нагрузке, при которой проводили исследования, NO N определяли вызванную ей деформацию 0,6 мкм. Затем увеличивали скорости скольжения до значений V, 0,0251 м/с и V/i 0,0302 м/с,больших предыдущего, и измеряли соответствующие им деформации. 8.0,5 мкм и 0,4 мкм, по зависимости устанавливают соответствующие данным деформациям нормальные нагрузки N( 330 Н и NC 22 5 Н и определяют подъемные гидродинамические силы:

,п NO - N, 110 Н.

Р.,

Р2Л NO - N5 21 5 Н

Силы трения в контакте для выбранных скоростей скольжения соответственно равны Тгр 10,2 Н и f4° Н. По известной системе уравнений (1) находили коэффициенты граничного (К) и гидродинамического (у) трения

10,2 у 0,0251 + К 330 9,6 у 0,0502 + К 225.

Формулаизобретения

Способ исследования пары трения в режиме полу сидкостной смазки, заключающийся в том, что осуществляют относительное перемещение элемент пары трения, в процессе которого

51

контролируют значения нормальной нагрузки, скорости скольжения и силы трения, с V4PTOM котооых определяют коэффициенты граничного и гидродинамического трения, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности определения, скорость скольжения устанавливают соответствующей отсутствию в контакте пары трения подъемной гидродинамической силы и постоянству деформации зоны контакта в направлении нормальной нагрузки, определяют зависимость деформации зоны контакта от нормальной нагрузки и величину деформации, соответствующей нормальной нагрузке, при которой осуществляют относительное перемещение, затем при двух других, значениях скорости скольжения, больщих предыдущего, измеряют изменение величины деформации зоны

275586

контакта, после чего по зависимости деформации зоны контакта от нормальной нагрузки с учетом величины дефор- магши, соответствующей скорости скольжения, при которой отсутствует подъемная гидродинамическая сипа, определяют подъемные гидродинамические силы, соответствующие этим двум ско- д ростям скольжения, а коэффициенты К и 1р соответственно граничного и гидродинамического трения определяют из соотнощения

где

y-Vi + K(N-Pin)

F - сила трения исследуемой

пары трения

V - коэффициент скольжения) N - нормальная нагрузка; Pj - подъемная гидродинамическая сила, ,2,

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытанию смазочных и конструкционных материалов пар трения. Целью изобретения является повышение точности определения коэффициентов граничного и гидродинамического трения в режиме полужидкостной смазки путем использования зависимости деформации зоны контакта пары трения от нормальной нагрузки. При исследовании пары трения в режиме полужидкостной смазки скорость скольжения устанавливают соответствующей отсутствию в контакте пары трения подъемной гидродинамической силы и постоянству деформации зоны контакта в направлении нормальной нагрузки. Определяют зависимость деформации зоны контакта от величины нормальной нагрузки. Проводят исследования при двух других выбранных скоростях скольжения, больших предыдущей, и измеряют изменение величины деформации. По зависимости деформации зоны контакта от нормальной нагрузки с учетом значений деформации, полученных при скорости, соответствующей отсутствию подъемной гидродинамической силы, определяют подъемные гидродинамические силы, соответствующие двум выбранным скоростям скольжения, а коэффициенты граничного и гидродинамического трения определяют по системе уравнений. 1 ил.

е

мкм 0.8

fo 0,6

г - 0,

Ptn

/

Pin