Сила трения в смазочном слое

Таким образом, внутреннее трение не всегда оказывает стабилизирующее воздействие на колебания вращающегося ротора, а может в некоторых случаях порождать неустойчивость этого движения. Поэтому в тех случаях, когда другие источники трения несущественны (например, при изучении колебаний сравнительно гладкого ротора, вращающегося в подшипниках качения) и требуется изучить вопрос об устойчивости вращения в закритической области, пренебрегать силами внутреннего трения нельзя. Однако у любых жестких роторов, у которых ш < < кр. внутреннее трение способствует устойчивости и поэтому пренебрежение им допустимо. Невелика роль внутреннего трения и у роторов с подшипниками скольжения, так как трение в них значительно превосходит по величине трение в материале. Для таких роторов основной вид трения — это внешнее трение в смазочном слое подшипников. [c.59]

В условиях жидкостного трения в смазочном слое, находящемся между двумя поверхностями (рис. 9.19), возникают гидродинамические силы, зависящие от скорости движения, вязкости и плотности масла и толщины слоя в рассматриваемом сечении. Эта зависимость для ламинарного потока вязкой жидкости выражается обобщенным уравнением Рейнольдса [c.265]

Рис. 13.6. Силы, возникающие в смазочном слое при жидкостном трении

Вернемся к распределению скоростей в смазочном слое. Из формулы (8.36) следует, что на участке х > х , где dp/dx <0, возможно такое сочетание параметров, при котором >0. Это значит, что движение происходит в сторону, противоположную направлению скорости Uq, т. е. имеет место возвратное течение. Распределение скоростей в различных сечениях для этого случая показано на рис. 8.10. Образование возвратного течения сопровождается отклонением (отрывом) основного потока от твердой поверхности и объясняется действием обратного перепада давления. На участке от точки х = I (см. рис. 8.8) до х, = / (2 + где достигается максимум давления, жидкость движется в сторону нарастающего давления, преодолевая, кроме того, силу трения. В связи с этим перемещаться вместе с подвижной пластиной могут лишь частицы, обладающие достаточной кинетической энергией частицы, расположенные ближе к неподвижной пластине, имеют малый запас кинетической энергии, под действием обратного перепада давления начинают двигаться в противоположную сторону и образуют возвратное течение. Граничным для зоны этого течения будет сечение отрыва (ЕЕ на рис. 8.10), в котором выполняется условие [c.312]

Если внутри смазочной пленки возникающее при ее движении гидродинамическое давление, действуя на шип, создает силу, уравновешивающую внешнюю нагрузку, то происходит чисто жидкостное трение. При этом поверхности шипа и подшипника разделяются между собой масляной пленкой. Суммируя удельные давления, которые развиваются в масляном слое и распределяются по поверхности шипа, можно получить силу, характеризующую его несущую способность. Силы трения в данном случае в основном определя- [c.309]

Рассмотрим основные закономерности, характеризующие явление трения скольжения смазанных тел. Жидкостное трение — это внутреннее трение между частицами жидкости в том случае, когда твердые элементы частей машины непосредственно не соприкасаются, а разделены между собой масляной пленкой. При относительном движении поверхностей имеет место сдвиг отдельных слоев жидкости одного относительно другого. Таким образом, силы трения в данном случае определяются в основном внутренним сопротивлением сдвига слоев масляной пленки. При этом смазочная жидкость должна удерживаться в зазоре между скользящими поверхностями. Это возможно тогда, когда силы сцепления между поверхностями твердых тел и прилегающим слоем жидкости больше сил сцепления между частицами смазочной жидкости. Жидкост- [c.303]

Мы видели, что одним из основных законов внешнего трения твердых тел является существование статического трения. Если мы обратимся к законам трения движения при внешнем трении твердых тел, то основным отличием внешнего трения от внутреннего будет служить существенно иное влияние скорости на оба вида трения. Внутреннее трение, как мы видели (стр. 11—13), пропорционально скорости относительного скольжения двух тел, разделенных смазочной прослойкой (постоянной толщины). При внешнем же трении скорость обычно незначительно влияет на величину силы трения. В тех случаях, где это влияние обнаруживается, оно обычно может быть объяснено изменениями поверхности скольжения, зависящими от скорости скольжения и сопровождающих его процессов. Так, обычно процесс скольжения сопровождается нагреванием поверхности, окислением, разрушением поверхностных слоев, в том числе смазочных (если они есть), механическим повреждением (износом поверхности) и др. Поэтому неудивительно, что изменение скорости движения, меняя интенсивность указанных процессов, способно существенно изменять и сопротивление движению. [c.185]

Закон распределения скорости по толщине смазочного слоя представлен на рис. 178, бив первом приближении он может быть принят протекающим по закону прямой. Таким образом, можно сказать, что отдельные элементарные слои в смазочном слое будут скользить друг по другу, а жидкостные элементы смазки будут подвергаться деформации сдвига — перекосу. Благодаря тому, что смазочный материал обладает внутренним трением, или вязкостью, деформация сдвига жидкостных элементов потребует затраты некоторой силы, возрастающей по законам гидродинамических сопротивлений со скоростью деформации, а вместе с тем и со скоростью движения. Это явление в так называемой зоне жидкостного, или гидродинамического трения (так называется участок Ьс кривой на рис. 177), проявляется в росте / с увеличением скорости. Область же аЬ, соответствующая падению f с увеличением скорости, носит название полужидкостного трения, или граничного. В этой области смазочный слой недостаточно развит и здесь частично имеет место непосредственное трение между неровностями одного тела и неровностями другого. [c.268]

В связи с указанным выше температура, механическая активация смазочного материала и трущихся поверхностей способствуют образованию трибохимических слоев. Поэтому знание стартовой температуры для присадок к смазочным маслам необходимо так же, как и обеспечение их термической стабильности в условиях работы узлов трения. Уменьшение адгезионного взаимодействия твердых тел за счет экранирования химически образующимися слоями существенно снижает износ и величину локальных сил трения в дискретных точках касания, при этом средний коэффициент трения малочувствителен к указанным явлениям. [c.172]

Увеличение толщины слоя несколько повышает расход смазки, но снижает силы трения в очаге деформации и соответственно понижает силу волочения и обрывность проволоки, энергию, затрачиваемую на процесс, разогрев инструмента при этом существенно повышается стойкость инструмента, несколько снижается неравномерность деформации и улучшаются механические свойства готовой продукции. Гидродинамическая подача смазки позволяет повысить скорость волочения и производительность волочильных станов, уменьшить расход инструмента и число переделов. Применение нагнетателей усложняет подготовку инструмента, повышает нестабильность процесса за счет того, что толщина смазочного слоя при разгоне стана существенно ниже, чем при установившемся процессе. Условия формирования смазочного слоя изменяются при переходе от бунта к бунту, а также при установившемся процессе из-за колебания поперечных размеров, изгиба осевой линии и вибрации заготовки. При малой величине зазора возможно заклинивание катанки в канале нагнетателя или неравномерная (пульсирующая) подача смазки. При гидродинамическом трении шероховатость поверхности продукции близка к исходной. Устройства для гидродинамического нагнетания смазки используют в основном при сухом волочении проволоки. [c.263]

Приведенное описание не является полным. Некоторые факты не позволяют объяснить смазочное действие графита только слоистой структурой. Так, сила трения при смазке графитом в сухом воздухе выше, чем во влажном сила трения в атмосфере азота существенно больше, чем на воздухе, причем в сухом азоте выше, чем во влажном графит не обладает хорошей смазочной способностью в восстановительной среде смеси газов. Таким образом, наличие пленки влаги или окисных пленок является необходимым условием для проявления графитом его смазывающего действия. Влага и окисные пленки на металлических поверхностях, образованию которых способствует влага, улучшают адгезию графита к этим поверхностям, без чего прочность граничного слоя недостаточна. [c.80]

Необходимым условием обеспечения гидродинамического режима трения является наличие избытка равнодействующей гидродинамических давлений в смазочном слое, представляющей собой несущую силу скользящей поверхности, которая находится под действием внешней нагрузки. Последняя может быть приложена [c.236]

От изменения метеорологических условий. Низкие температуры воздуха вызывают дополнительные сопротивления потому, что вязкость смазки увеличивается, а это обстоятельство ведет к повышению коэффициента и силы трения, развивающейся в смазочном слое между подшипником и шейкой оси. Также повышается сопротивление и при сильном ветре. Однако достоверных данных о влиянии суровых климатических условий (сильный ветер, мороз и снегопады) на основное сопротивление современного подвижного состава в настоящее время не имеется. [c.88]

В отличие от гидростатической смазки, при которой давление в смазочном слое обусловлено внешней причиной — давлением подачи, а сила трения — градиентом давления, гидродинамическая является результатом относительного перемещения поверхностей и обусловливается движением газа в смазочном слое. Скорость относительного перемещения поверхностей, изменяющая толщину смазочного слоя, обусловливает также возникновение сил трения, которые приводят к перераспределению давлений и обеспечивают несущую способность подшипника. Подшипники с гидродинамической газовой смазкой имеют повышенный коэффициент трения в моменты пуска и остановки. В эти же моменты могут наблюдаться и повышенные износы контактирующих деталей. [c.179]

Рассмотрим зазор между двумя поверхностями трения, одна из которых движется со скоростью и, а другая неподвижна (рис. 6.5). Зазор заполнен вязкой жидкостью, которая, прилипая к поверхностям трения, вовлекается в зазор. Выделим в смазочном слое элемент с гранями dx и а г. На грани этого объема действует гидродинамическое давление р и касательное напряжение т. Из условия равновесия действующих сил для вьщеленного объема в направлении х, пренебрегая силами инерции вьщеленного объема, получим [c.189]

В соответствии с двучленным законом трения Б.В. Дерягина [11] в области умеренных и малых нафузок имеет место линейная зависимость силы трения от нафузки, в том числе в области отрицательных нафузок, когда контактирующие тела прижаты друг к другу лишь силами адгезии, причем чем толще слои смазочного материала, тем меньше сила трения, так как в большей степени экранируются силовые поля этих тел (рис. 6.34). Однако, начиная с некоторой толщины фаничного слоя, разделяющего трущиеся тела, сила трения от толщины слоя перестает зависеть, так как силовые поля твердых тел уже полностью экранированы и не оказывают влияния на силу трения [1]. [c.226]

Несмотря на очень большое давление, оказываемое стружкой на переднюю поверхность, окружающая среда и смазочно-охлаждающая жидкость могут проникнуть на большую часть площадки контакта. Объясняется это рядом обстоятельств. Передняя поверхность инструмента после заточки и поверхность стружки покрыты неровностями, в результате чего между ними нет сплошного контакта. Свежеобразованная химически чистая контактная поверхность стружки обладает исключительно высокой поверхностной и химической активностью, что способствует мгновенному проникновению под стружку смазочноохлаждающей жидкости или окружающей среды. В результате этого на части площадки контакта образуется граничный слой смазки (рис. 89) или пленки окислов, нитридов, гидридов и т. п. и устанавливается режим полусухого трения. Граничный смазочный слой 1 полностью или частично устраняет действие сил адгезии, и противление движению стружки по передней поверхности определяется не механическими свойствами обрабатываемого материала, а свойствами сма- [c.124]

При вращении цапфы в подшипнике с непрерывной смазкой может быть реализован режим жидкостного трения, при котором несущая сила смазочного слоя должна уравновешивать внешнюю нагрузку, а толщина [c.438]

Практически расчет подшипника выполняют как проверочный по заданной внешней нагрузке Р и угловой скорости со размеры dud назначают конструктивно в соответствии с размерами вала, а величину 1 определяют в зависимости от марки масла (с последующим уточнением влияния температуры смазочного слоя). Из формулы (4) определяют значение коэффициента несущей силы, при котором должно выполняться условие жидкостного трения [c.439]

Трение представляет собой явление сопротивления относительному перемещению, возникающее между двумя звеньями на элементах кинематических пар. По характеру относительного движения различают трение скольжения и качения, по состоянию поверхностного слоя элементов пары и наличию смазочного материала — трение без смазывания, граничное и жидкостное. Эти факторы и многие другие влияют на силу трения, которая направлена в сторону, противоположную направлению относительной скорости. Сила трения Р, согласно формуле Кулона (см. прил.) зависит от нормальной составляющей Р нагрузки, действующей на кинематическую пару, н определяется через коэффициент трения / [c.245]

В приработочном периоде, как правило, снижается относительная доля пластического и увеличивается доля упругого деформирования на микроконтактах, повышается контакт через защитные слои смазочного материала и вторичные структуры и снижается непосредственный контакт, что в целом приводит к снижению сил трения. [c.125]

В 1906 г. Н. Е. Жуковский совместно с С. А. Чаплыгиным опубликовал работу О трении смазочного слоя между шипом и подшипником . В ней было дано точное математическое решение задачи Петрова. В этом же году Н. Е. Жуковский разработал теорию подъемной силы крыла. На основании этой теории стало возможно производить расчеты крыльев самолетов, а также лопастей рабочих колес гидравлических турбин, центробежных и пропеллерных насосов. Таким образом была решена важнейшая проблема аэродинамики и гидродинамики. [c.8]

Идеи, -заложенные в указанном выше классическом сочинении профессора Н. П. Петрова, нашли свое дальнейшее отражение и в трудах Н. Е. Жуковского. В 1906 г. Н. Е. Жуковский совместно с С. А. Чаплыгиным опубликовал работу СЗ трении смазочного слоя между шипом и подшипником . В ней было дано точное математическое решение задачи Петрова. В том же году Н. Е. Жуковский разработал теорию подъемной силы крыла. На основании этой теории стало возможным производить расчеты крыльев самолетов, а также лопастей рабочих колес гидравлических турбин, центробежных и пропеллерных насосов. Таким образом, была решена важнейшая проблема аэродинамики и гидродинамики. [c.9]

Для составления общего представления о данной теории рассмотрим простейший случай в концепции Н. П. Петрова, соответствующий трению цапфы в подшипнике при концентрическом ее вращении (без эксцентриситета) в предположении, что цапфа покрыта равномерным слоем смазочного масла толщиной 8 (рис. 74, а). При этом радиус цапфы обозначим через г, а ее длину — через I. При вращении цапфы с окружной скоростью и частицы смазочного масла, расположенные у поверхности цапфы и прилипшие к ней, будут вращаться с такой же скоростью. По мере удаления частиц смазочного масла от цапфы окружная скорость вращения их будет уменьшаться, падая до нуля у стенки подшипника. Обозначим через т напряжение силы трения цапфы о смазочное масло, приходящееся на единицу площади, которое называется удельной силой трения. Воспользуемся аналитическим выражением закона внутреннего трения, полученным И. П. Петровым из рассмотрения условий динамического равновесия бесконечно малого жидкого клина смазки, заключенного между двумя цилиндрами [c.105]

Р — коэффициент вязкого сопротивления (диссипативный коэффициент), зависящий от толщины слоя смазочного материала, его вязкости и размеров поверхности соприкасания. Направление силы трения определяется как и в случае сухого трения. [c.67]

При трении поверхностей в условиях гидродинамического режима смазки нормальная нагрузка передается через слой смазки. Обеспечение устойчивого смазочного слоя, способного нести нагрузку, является оптимальным решением задачи повышения механического к. п. д. и снижения износа сопряженных деталей. При разделении трущихся деталей слоем смазки износ деталей все же возможен. Разрушение поверхностного слоя происходит при попадании в контакт твердых частиц, превышающих по размеру толщину смазочного слоя, а также при местных разрывах масляной пленки вершинами микронеровностей сопряженных поверхностей. Тонкие слои смазки, разделяющие трущиеся поверхности, препятствуют молекулярному взаимодействию материалов, что резко снижает силы трения. Защитой от внешнего механического воздействия такие слои служить, конечно, не могут. Формирование этих защитных пленок является важной составной частью процесса изнашивания при граничной смазке. [c.117]

Родоначальником гидродинамической теории трения в подшипниках явился почетный академик инженер-генерал Н. П. Петров. Им в 1882 г. были впервые получены формулы для силы трения в смазочном слое подшипника, и проведены многочисленные опыты. Результаты исследований опубликованы Н. П. Петровым в работе Трение в машинах и влияние на него смазывающей жидкости [25]. Дальнейшее развитие гидродинамическая теория получила в исследованиях Н. Е. Жуковского и С. А. Чаплыгина [26], которыми предложен метод точного интегрирования уравнений движения смазывающей жидкости в подшипнике. Дальнейшее развитие и уточнение гидродинамическая теория получила в работах акад. Л. С. Лей-бензона [27] и проф. Н. И. Мерцалова [28]. [c.10]

Жидкостное трение в озможно только при наличии нормального смазочного слоя между трущимися поверхностями, полностью разъединяющего их, когда непосредственное трение металлических поверхностей заменяется внутренним трением слоев смазочного материала. Согласно теории жидкостного трения сила трения внутри смазочного слоя возрастает пропорционально увеличению вязкости масла и наоборот. [c.84]

В зоне /, напротив, отдельные неровности трущихся поверхностей сближаются настолько, что их разделяет только пленка, удерживаемая молекулярными силами. Число таких сближений увеличивается по мере убывания угловой скорости. Смазочные пленки, которые адсорбируются поверхностными слоями подшипниковых материалов, защищают металлическую поверхность в момент сближения неровностей. Однако, хотя пленки и понижают величину силы трения, все же они не могут полностью предотвратить износ поверхностей скольжения. Зона / является областью полужид-костного трения. Сила трения в этой зоне зависит частично от [c.328]

Обоснование точности СП соединений. К СГ1-сое1ишениям относятся направляющие вращательного и поступательного движений типичными из них являются подшипники скольжения, а наиболее распространенными — подшипники, работающие в условиях гидродинамического трения, т. е. при уравновешивании радиальных сил давлением, создаваемым в смазочном слое в процессе вращения эксцентрично по отношению к вкладышу расположенного вала с нагнетанием смазочной жидкости в сужающийся за счет эксцентриситета зазор. [c.196]

С увеличением скорости скольжения коэффициент трения быстро уменьшается (участок 1—2), при этом трение переходит в полужид-костное, характеризующееся тем, что поверхности скольжения еще не полностью разде /ены слоем смазки, так что выступы неровностей соприкасаются. В точке 2 начинается участок 2—3 жидкостного трения толщина смазочного слоя возрастает от минимальной, достаточной лишь для покрытия всех выступов, до избыточной, перекрывающей все неровности с запасом. При жидкостном трении рабочие поверхности полностью отделены друг от друга, и сопротивление относительному движению их обусловлено не внешним трением контактирующих элементов, а внутренними силами вязкой жидкости. Теоретически наилучшие условия работы подшипника обеспечиваются в точке 2 — здесь сопротивление движению и соответствующее тепловьще-ление наименьшие, но нет запаса толщины слоя поэтому практически оптимальные условия будут в зоне справа от точки 2. Расчет подшипника, работающего в режиме жидкостного трения, выполняется на основе гидродинамической теории смазки. Однако такой режим может быть осуществлен лишь при достаточно большом значении характеристики режима к > Якр, где — значение характеристики режима в точке 2. Для опор тихоходных валов это условие в большинстве случаев не выполняется, а для быстроходных оно нарушается в периоды пуска и останова, когда частота вращения вала мала. [c.244]

Рассмотрим явления, возникающие в смазочном слое подшипника. В состоянии покоя (фиг. 13-2) цапфа занимает самое нижнее положение. Она лежит на вкладыше подшипника, выдавливая под действием тяжести смазку в местах соприкосновения. Повер.хностн трения тверлы.х тел в этом положении отделены друг от друга окисным и адсорбционным слоем, поэтому в момент тротания (начала врашегтея) начальная сила трения, имею- [c.201]

Важнейшим результатом изложенного в этом параграфе решения является объяснение причины появления силы, предотвра-щаюш,ей выдавливание смазочного слоя и обеспечивающей жидкое трение между твердыми поверхностями. Важно также заметить, что сила давления на порядок больше, чем сила трения. Аналогичные свойства имеет смазочный слой в цилиндрическом подшипнике скольжения. [c.313]

К середине XIX в. в России выросла плеяда талантливых ученых, заложивших основы современной теории механизмов и машин. Основателем русской школы этой науки был великий математик акад. П. Л. Чебышев (1821—1894 гг.), которому принадлежит ряд оригинальных исследований, посвяш,енных синтезу механизмов, теории регуляторов и зубчатых зацеплений, структуре плоских механизмов. Он создал схемы свыше 40 различных механизмов и большое количество их модификаций. Акад. И. А. Вышнеградский явился основателем теории автоматического регулирования его работы в этой области нашли достойного продолжателя в лице выдаюш,егося русского ученого проф. Н. Е. Жуковского, а также словацкого инженера А. Сто-долы и английского физика Д. Максвелла. Н. Е. Жуковскому — отцу русской авиации — принадлежит также ряд работ, посвященных решению задачи динамики машин (теорема о жестком рычаге), исследованию распределения давления между витками резьбы винта и гайки, трения смазочного слоя между шипом и подшипником, выполненных им в соавторстве с акад. С. А. Чаплыгиным и др. Глубокие исследования в области теории смазочного слоя, а также по ременным передачам выполнены почетным академиком Н. П. Петровым. В 1886 г. проф. П. К. Худяков заложил научные основы курса деталей машин. Ученик Н. А. Вышнеградского проф. В. Л. Кирпичев известен как автор графических методов исследований статики и кинематики механизмов. Он первым начал читать (в Петербургском технологическом институте) курс деталей машин как самостоятельную дисциплину и издал в 1898 г. первый учебник под тем же названием, В его популярной до сих пор книге Беседы о механике решены задачи равновесия сил, действующих в стержневых механизмах, динамики машин и др. Выдающийся советский ученый проф. Н. И. Мерцалов дал новые оригинальные решения задач кинематики и динамики механизмов. В 1914 г. он написал труд Динамика механизмов , который явился первым систематическим курсом в этой области. Н. И. Мерцалов первым начал исследовать пространственные механизмы. Акад. В. П. Горячкин провел фундаментальные исследования в области теории сельскохозяйственных машин. [c.7]

Если сопоставить этот вывод с постоянством наклона прямых на нашем графике, свидетельствующем о постоянстве коэффициента истинного трения р, то придем к важному следствию, что коэффициент истинного трения совершенно одинаков, в каком бы месте мультимолеку-лярного смазочного слоя ни располагалась плоскость скольжения. Этот вывод подтверждает независимость коэффициента истинного трения от сил молекулярного притя- [c.158]

Коэффициент трения при таком режиме стабилен и лежит в пределах 0,001—0,01, что на десятичный порядок ниже обычного коэффициента граничного трения. В реальных условиях фактическая площадь контакта составляет, вследствие шероховатости, лишь небольшую часть номинальной (геометрической) площади контакта. При этом наиболее нагруженные выступы микрорельефа вступают в прямое адгезионное взаимодействие, в то время как другие участки номинальной площади контакта разделены моно- и иолимолекулярными слоями смазочного вещества. Сила статического граничного трения F (или трения при малых скоростях сдвига, когда температурные и химические эффекты трения пренебрежимо малы) может быть выражена следующим образом [17] [c.98]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...