ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Смазка роликов из "Механика контактного взаимодействия " Смазка может действовать совершенно другим путем. Относительно толстая связующая пленка формируется между поверхностями, и в ней развивается достаточное давление, чтобы выдерживать нормальную нагрузку, не допуская контакт поверхностей твердых тел. Это действие известно как гидродинамическая смазка она зависит только от геометрии контакта и вязких свойств жидкости. Способ образования слоя, выдерживающего нагрузку и расположенного между двумя цилиндрами в контакте качения со скольжением, будет изучаться в этом параграфе. Теория применима, например, к смазке зубчатых передач, испытывающих относительное движение, которое, как показано в 1.5, можно рассматривать как мгновенный эквивалентный контакт двух цилиндров при их качении со скольжением. [c.373] Вследствие условия неразрывности течения Р одинаково во всех сечениях, т. е. [c.374] Это уравнение Рейнольдса для установившегося течения в тонком смазывающем слое. Задавая изменение толщины пленки Ь х), это уравнение можно проинтегрировать, чтобы получить давление р х), создаваемое течением в смазочном слое. Для более, полного изучения уравнения Рейнольдса читатель может обратиться к книгам по смазке (см., например, [49]) . Используем теперь уравнение (10.29) для нахождения давления, развивающегося в смазке при контакте двух вращающихся цилиндров. [c.374] В связи с отмечавшимся в 1986 г. столетием со дня публикации основополагающей работы Рейнольдса по гидродинамической теории смазки в журнале Л. Tribology, 1987, V. 109, 1 опубликованы обзорные статьи, отражающие историю развития и современное состояние гидродинамической теории смазки. — Прим. ред. [c.374] Первоначально примем нулевое давление в удаленных от входа и выхода точках, т. е. р — О при х = оо. Соответствующее распределение давлений показано кривой А на рис. 10.12. [c.375] Давление положительно в области сужения входной части и отрицательно (равное по величине) в области расширения выходной части -зоны контакта. Общая сила Р, выдерживаемая смазочным слоем, очевидно, в этом случае равна нулю. Однако это решение неправильно, так как область больших отрицательных давлений не может существовать при нормальных окружающих условиях. [c.376] В наиболее практической ситуации величина нагрузки задана, тогда уравнение (10.33) служит для определения минимальной толщины пленки Ао. Для эффективной гидродинамической смазки ко должно быть не меньше высоты поверхностных шероховатостей. Из уравнения (10.33) видно, что несущая способность пленки определяется условиями качения, которые характеризуются суммой скоростей 1/1 4- У2- Если цилиндры вращаются с одинаковыми окружными скоростями в противоположных направлениях, то У + Уг равно нулю, давление отсутствует и пленка распадается. [c.376] В соответствуют / = 0 (жесткое тело), / = 0.536, / = 7.42, /= 143 (а) распределение давления р х) (Ь) форма пленки к х). [c.377] Эта сторона поведения смазки, когда упругие деформации твердых тел играют существенную роль в происходящих явлениях, известна под названием упругогидродинамической смазки (см. [87]). [c.378] Численное решение упругогидродинамических уравнений (10.34) и (10.36) [88]. (а) Распределение давления (Ь) форма пленки. Кривые А, В, С, В, Е, Р соответствуют значениям I п К. [c.379] Значения Н, полученные из этой приближенной формулы, сравниваются в табл. 10.2 с численными результатами. Соответствие довольно хорошее. [c.383] Проведенный до сих пор анализ целиком ограничивался зоной на входе и показал, что толщина пленки в зоне параллельности ее поверхностей с хорошей точностью определяется потоком смазки в этой области. Он также показал, что толщина пленки относительно нечувствительна к величине нагрузки. При возрастании нагрузки растет длина 2а зоны параллельности, однако это мало влияет на форму пленки в зоне входа и, следовательно, на ее толщину. [c.383] Предположение теории Грубина о параллельности поверхностей пленки, толщина которой приблизительно постоянна и равна h, не является корректным в зоне выхода. Здесь градиент давления становится отрицательным, что в силу уравнения Рейнольдса означает падение h ниже h. Это является причиной утончения пленки на выходе, что характерно для всех. упругогидродинамических профилей пленки. [c.383] Гринвуд [138] расширил анализ Грубина, чтобы распространить анализ на зону выхода, постулируя некоторое укорочение области параллельности поверхностей смазочного слоя. Распределение давления внутри этой области, требуемое для реализации соответствующих упругих деформаций, находится из уравнения (2.45). Это проиллюстрировано на рис. 10.15. Упругое давление обращается в нуль на входе в зону параллельности, однако резко возрастает до сильной особенности на ее конце в соответствии с утончением пленки. И пик давления, и утончение пленки отражают характерные черты численного решения для значений аро 5. При практических величинах скоростей условия на входе не зависят от условий на выходе, так что величина А, д ваемая уравнением (10.42), не меняется при введении модификации Гринвуда. Минимальная толщина пленки в области выхода составляет 75—80 % от h. [c.384] Механизм упругогидродинамической смазки при зависимости ее вязкости от давления теперь ясен. Давление развивается по гидродинамическим причинам на входе, что сопровождается очень большим ростом вязкости. Толщина пленки в конце зоны сужения ограничивается необходимостью поддержания конечного давления. Это условие определяет толщину пленки через скорость, радиусы роликов и вязкостные свойства смазки. Возрастание нагрузки вызывает рост упругого уплощения роликов при слабом влиянии на толщину пленки. Жидкость высокой вязкости проходит через зону параллельности поверхностей смазки, пока давление и вязкость не спадают на выходе, что приводит к утончению пленки. Зоны входа и выхода эффективно независимы они встречаются в конце зоны параллельности, где имеет место скачок наклона поверхности, который связан с наличием острого пика давления. [c.384] Теперь можно возвратиться к эффекту изменения вязкости от температуры. Диссипация за счет вязкости имеет место в зоне входа даже при отсутствии кажущегося проскальзывания, т. е. при Vl = Уг- Диссипация вызывает сопротивление качению [75] и повышает температуру. И сопротивление качению, и температура возрастают вместе с вязкостью и скоростью качения. Исследование выделения тепла на входе вследствие вязкости, выполненное Мерчем и Уилсоном [276], показало, что выделение тепла не влияет существенно на толщину пленки, до тех пор пока параметр V - -V2) d ( o/dQ)/К не превысит единицу, где dt]o/dQ — скорость изменения вязкости с температурой, К — температурная проводимость смазки. Эксперименты показали, что подходящие для теоретического использования значения г]о и а соответствуют температуре поверхностей качения. [c.384] Упругогидродинамическая смазка при точечном контакте изучалась в работах [11, 56, 162], что привело к нахождению формулы для толщины пленки. [c.385] Вернуться к основной статье