ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Трение покоя и скольжения из "Проектирование механизмов и деталей приборов " Здесь Fo и /о — наибольшая сила трения покоя и наибольший коэффициент трения покоя в тот момент, когда начинается движение звена. Кулоном было доказано, что /о ) /, т. е. что наибольший коэффициент трения покоя больше коэффициента трения скольжения. Для ряда сочетаний трущихся пар это остается, видимо, справедливым и в настоящее время. [c.28] Введем в рассмотрение угол р = ar tg (/), который будем в последующем называть углом трения. Лучи МК и ML определяют направления силы Р, при которых а = р и движение звена 1 будет совершаться с постоянной скоростью. При а 3 р сила Р находится внутри области KML, и тогда звено 1 нельзя привести в движение, как бы ни была велика сила Р. При а р наступает явление заклинивания (самоторможения). Если же сила Р находится вне области KML (а р), звено 1 будет двигаться с ускорением. [c.28] Представим, что звенья / и 2 образуют кинематическую пару, допускающую перемещение звена 1 по любой прямой, принадлежащей плоскости соприкосновения П. Тогда для определения условий отсутствия заклинивания необходимо ввести в рассмотрение конус с углом р при вершине М (рис. 2.1, в). Движение звена 1 окажется невозможным, если сила Р будет находиться внутри конуса. [c.28] Природа силы трения. Простота закона Амонтона—Кулона только кажущаяся. По мере проникновения в сущность трения оказывается, что зависимость между силой трения Р и нормальным усилием становится все более сложной. [c.29] По новейшим воззрениям трение, как указывает И. В. Крагель-ский 149], имеет двойственную молекулярно-механическую природу. Оно обусловлено а) сил аки сцепления между молекулами и атомами двух пленок, которыми покрыты трущиеся поверхности б) объемным деформированием материала. Поверхность тела покрыта пленкой окислов материала и различных веществ, содержащихся в окружающей среде. Деформирование материала происходит в микрообъемах в зонах касания. Вследствие шероховатости и волнистости поверхностей их касание всегда дискретно. [c.29] Пленки оказывают существенное влияние на силу трения. При наличии пленки увеличивается расстояние между молекулами (атомами) основных материалов и уменьшается сила их взаимного сцепления. Коэффициенты трения для материалов с очищенной поверхностью, лишенных окисной пленки, резко возрастают. Представление об этом дает простейший опыт — перемещение бокала по стеклянной пластинке [122]. Если увлажнить пластинку и ножку бокала, силы трения при перемещении бокала заметно увеличатся. Объясняется это тем, что вода удаляет жир, бокал и пластинка вступают в непосредственный контакт. Силы сцепления при таком контакте весьма значительны, преодолеть их трудно. 2 0 приводит к тому, что при перемещении бокала по пластинке могут быть вырваны кусочки стекла, на трущихся поверхностях появятся царапины. [c.29] Как уже упоминалось, касание поверхностей вследствие их шероховатости и волнистости является дискретным (происходит на отдельных выступах). Под влиянием сжимающей нагрузки на выступах в микрообъемах развиваются значительные давления. Вследствие этого выступы внедряются друг в друга, появляются фрикционные связи. При скольжении (относительном сдвиге) трущихся поверхностей нарушаются фрикционные связи, что сопровождается упругим и пластическим деформированием, оттеснением материала, срезом внедрившегося материала. [c.29] В приборостроении многие механизмы работают с длительными выстоями. Отмечено, что после выстоя требуется большее усилие для того, чтобы привести механизм в движение. Это вызывается тем, что наибольшая сила трения покоя, которую нужно преодолеть в начале движения, возрастает с увеличением продолжительности неподвижного контакта — продолжительности времени, в течение которого два покоящихся тела находились под действием сжимающей нагрузки. [c.29] Трение сопровождается износом — разрушением материала в результате многократного нарушения фрикционных связей. Отделение материала происходит при различном числе циклов — числе воздействий на фрикционные связи однократном при срезе, многократном — при упругом и пластическом оттеснении. Вид нарушения фрикционной связи зависит от относительной глубины внедрения материала и его механических свойств. [c.30] Приработка кинематических пар сопровождается износом, при котором отделение материала в начале происходит в основном в результате среза (приработочный износ). Поскольку поверхности нагружены, выступы более твердой поверхности до начала движения внедряются в более мягкую поверхность. Вследствие скольжения на трущихся поверхностях процарапываются мелкие борозды, ориентированные по направлению скорости относительного движения. Затем в процессе движения начинают постепенно преобладать упруго-пластические деформации. Приработка приводит к уменьшению силы трения. Во избежание повреждения поверхностей приработка должна производиться с постепенным возрастанием нагрузки. [c.30] Большую опасность представляет схватывание (приваривание) твердых тел [47, 111 ]. Схватывание — результат непосредственного контакта значительных участков чистых поверхностей, лишенных пленок. Разрушение пленок вызывается пластической и вязкой деформацией слоев, прилегающих к поверхности. При непосредственном контакте поверхностей, лишенных пленок, схватывание происходит под воздействием сил сцепления между молекулами (атомами). Схватывание очищенных поверхностей по сравнению с поверхностями, покрытыми пленками, возникает при меньшей величине нормального давления. Скольжение поверхностей способствует разрушению пленок, поэтому схватывание твердых тел при трении происходит при меньшем давлении. Для ряда механизмов со значительным трением скольжения (червячных и винтовых передач, винтовых механизмов) одним из критериев нагрузочной способности является то максимальное усилие, которому контактируемые поверхности могут противостоять в течение регламентированного времени (15—30 мин) без схватывания. Начало схватывания проявляется резким повышением температуры. [c.30] Вернуться к основной статье