ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Обеспечение необходимого режима смазки оптимизацией конструкции узла трения Буяновский) из "Трение износ и смазка Трибология и триботехника " Подход, позволяющий сократить объем испытаний путем уменьшения количества исследуемых образцов без потери необходимой информации основан на представлении о процессах контактного взаимодействия в парах трения при испытаниях на фиркционную теплостойкость [7, 8, 13, 24, 27, 30] как эргодиче-ских стационарных случайных процессах, для которых допустима замена традиционного осреднения информации по множеству реализаций осреднением информации по времени [1]. [c.484] При этом трибологические испытания на малогабаритных образцах проводят в два этапа. На первом этапе на базе обоснованно сокращенных испытаний отсеивают большинство малоперспективных пар трения, уступающих по фрикционно-износным характеристикам некоторой эталонной паре, и выбирают одну или две пары трения, превосходящие по ряду показателей эталонную. На втором этапе достаточно полно исследуют фрикционно-износные характеристики отобранных пар трения в соответствии с рекомендациями известных нормативных документов. [c.484] Процессы трения и изнашивания при трибологических испытаниях на фрикционную теплостойкость - это эргодические стационарные случайные процессы. [c.484] Как правило, с определенного момента времени каждый из трех исследуемых процессов принимает стационарный характер, т.е. имеет вид непрерывных случайных колебаний вокруг некоторого среднего значения, причем ни средняя амплитуда, ни характер этих колебаний не обнаруживают существенных изменений с течением времени. Однако это относится к установивщимся процессам, т.е. случаи приработки и катастрофического изнашивания не рассматриваются. [c.485] Следовательно, корреляционная функция стационарного случайного процесса есть функция не двух, а всего одного аргумента. Это обстоятельство в ряде случаев сильно упрощает операции над стационарными случайными функциями. [c.485] Проведенный анализ процессов контактного взаимодействия пар трения показал, что на определенном промежутке времени все три случайных процесса (/(/) /т(0 и (0) в соответствии с указанными выше критериями являются стационарными. Об этом свидетельствует то, что отклонения текущих значений контрольных параметров от средних значений для выборки не превышали заданного уровня 5 %. [c.485] На практике нет возможности исследовать случайный процесс и его корреляционную функцию на бесконечном участке времени участок значений т, с которым приходится работать, всегда ограничен. Если при этом корреляционная функция стационарного случайного процесса при увеличении т не убывает а, начиная с некоторого т, остается приблизительно постоянной, то это обычно признак того, что процесс не является эргодическим. Стремление же корреляционной функции к нулю при т — 00 говорит в пользу эргодичности процесса [1, 4, 9].Чтобы оценивать характеристики случайного процесса по одной реализации на достаточно большом участке времени Т, следует выяснить характер поведения его корреляционной функции. [c.486] Корреляционную функцию вычисляют по формуле (12.18) для р = 0,1,2,последовательно вплоть до значений р, при которых эта функция станет практически равна нулю (в случае эргодичности процесса) или приблизится к некоторой постоянной, отличной от нуля. [c.486] В качестве примера приведем результаты исследования ряда характеристик триботехнических материалов при стационарных режимах трения, подтверждающие возможность применения более простой и быстродействующей теории эргодических стационарных процессов. [c.486] На рис. 12.11, б приведены четыре корреляционные функции 1-4) коэффициента трения, соответствующие различным смазочным материалам при испытании пары трения ШХ-15 - ШХ-15 на стандартной четырехшариковой машине (см. рис. 12.6) при осевой нагрузке 196 Н. Коэффициент трения регистрировался в процессе испытаний через каждые 4 мин (общей продолжительностью 60 мин). Функции 1-4 соответствуют следующим сре-да.м вазелиновому маслу без присадки вазелиновом маслу + 1 % присадки ДФ-11 маслу МС-10 маслу М-11. [c.487] При разработке конструкции узла трения и оценке совместимости материалов его элементов следует четко представлять условия эксплуатации (плавное нагружение, ударное нагружение, воздействие динамических нагрузок), которые существенно влияют на сопротивление усталости материалов. Например, на основании структурно-энергетической теории надежности удается объяснить наблюдаемое на практике снижение сопротивления усталости стали при увеличении ее предела прочности свыше 800 МПа [20]. Оказалось, что причиной снижения выносливости высокопрочных сталей является соответствующее снижение критической скорости деформации (удара), достаточной для разрушения материала при однократном нагружении на конкретном масштабном уровне. [c.489] При этом изменяется соотношение между упругой и пластической составляющей прочности при общей критической скорости нагружения. Упругая составляющая с ростом предела прочности стали возрастает, а пластическая составляющая, наоборот, уменьшается. Влияние масштабного уровня на критическую скорость удара, а значит, на сопротивление разрущению материалов, исключительно велико. Так, для углеродистой стали с пределом прочности 800 МПа критическая скорость удара на макроуровне составляет 55 мс, при переходе с одного масштабного уровня на другой она возрастает в 12,7 раза. [c.489] Структурно-энергетическая теория изнашивания рассматривает материал как канал, по которому подведенная извне энергия переносится волнами упругих и пластических деформаций. Критическая плотность потока энергии деформации соответствует моменту исчерпания каналом энергоемкости (энергопроводимости) и влияет на формирование микрошерохо-ватости. [c.489] Установлена связь при образовании грубой или более гладкой микрошероховатости с направлением тепловых потоков и экспериментально выявлена возможность управления этим процессом при изменении теплового сопротивления в ту или иную сторону [11]. Более грубая поверхность формируется на поверхности более горячего тела, а более гладкая - на поверхности более холодного . Это явление получило название саморегулирования равновесных шероховатостей. [c.489] С диссипативными процессами также связано нормальное окислительное трение (НОТ), которое позволяет на поверхности трения образоваться защитным вторичным структурам, препятствующим схватыванию и повышающим износостойкость и реализующим структурную приспосабливаемость [11, 12]. [c.490] Энергетической основой НОТ является микропластическая деформация - активация металла, локализованная при НОТ в тончайшем поверхностном слое (1...2 мкм), которая повышает внутреннюю энергию и реализуется образованием защитной вторичной структуры. [c.490] В отличие от статического (термического) окисления металлов и избирательного переноса образование пленки оксида при трении происходит не постепенно, а скачком на глубину пластически деформированного слоя. С учетом скачка процесс износа может быть представлен периодическим чередованием скачков и пауз контактного сопротивления, соответствующих возникновению и разрушению пленки оксида. Эффект скачка является отличительной особенностью НОТ. При избирательном переносе скачка не наблюдается, а возникают мягкие пленки, свободные от внутренних напряжений. Поэтому энергия пластической деформации расходуется только на образование первичной пленки (возбуждение) и ее залечивание от случайных повреждений. В результате снижаются общие потери энергии. [c.490] Игнорирование трибологического аспекта при диагностировании надежности космической техники в ряде случаев приводило к аварийным ситуациям. [c.490] Вернуться к основной статье