2_Kuzmenko.doc Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 13 Кузьменко А.Г. Хмельницкий национальный университет, г. Хмельницкий, Украина НОВЫЕ МЕТОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ АДГЕЗИОННО- ДЕФОРМАЦИОННОЙ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ (АДД ТТ). ЧАСТЬ 2 Содержание 4. Кинематическая вязкость пластического течения металлической поверхности трения в мягком режиме скольжения 4.1. Теория эксперимента 4.1.1. Аналогия сдвига металла и жидкости шариком и сдвига жидкости между шариком и плоскостью 4.1.2. Закон Ньютона для течения слоя жидкости 4.1.3. Геометрия сдвига слоя поверхности металла шариком 4.1.4. Постановка задачи 4.1.5. Приближенный сдвиговой закон пластического течения: 4.2. Техника эксперимента 4.2.1. Приспособление к прессу Бринелля 4.2.2. Порядок испытании: 4.3. Реализация эксперимента 4.3.1. Исходные данные 4.3.2. Обработка результатов испытаний 4.3.3. Определение Тτ с учетом п. 3.3. 4.3.4. Определение динамической вязкости стали при пластическом течении 4.3.5. Определение кинематической вязкости стали (при течении) 4.4. Основные результаты и выводы по п.4. 5. Износ граничной смазки и изменение адгезионной компоненты при реверсивном трении 5.1. Теория эксперимента 5.1.1. Реверсивное движение контр тела. 5.1.2. Задача эксперимента 5.1.3. Закономерности процесса: 5.2. Техника эксперимента 5.2.1. Установка из подраздела 1.2.1 5.2.2. Порядок работы 5.3. Реализация эксперимента 5.3.1. Исходные данные: 5.3.2. Фактические результаты испытаний представлены в табл. 5.1 - 5.5 и на рис. 5.1 - 5.5 5.4. Основные результаты и выводы по п. 5 5.4.1. Разработана методика и оборудование для: 5.4.2. Установлено (табл. 5.3) что: 6. Определение трения осевого подшипника 8208 6.1. Теория эксперимента 6.1.1. Установка рис. 1.2 для определения момента 6.1.2. Схема установки для испытаний (рис. 6.1) 6.1.3. Определение момента сопростивления 6.1.4. Определение коэффициента сопротивления качению ОПК 6.1.5. Определение коэффициента трения 6.2. Техника и методика эксперимента 6.2.1. Установка 6.2.2. Порядок испытаний 6.2.3. Порядок обработки результатов: 6.3. Реализация эксперимента 6.3.1. Исходные данные 6.3.2. Расчеты для примера Q = 1000 кг: 6.3.3. Аналогично для нагрузки Q = 3000 кг 6.3.4. Результаты определения характеристик Основные результаты и выводы по п. 6. 7. Новый метод определения адгезионной и деформационной компонент напряжений трения 7.1. Теория эксперимента. 7.1.1. Деформирование пластической плоскости 7.1.2. Качение с малым проскальзыванием 7.1.3. Формулировка способа суммарно может быть с формулирована так: 7.2. Техника эксперимента 7.2.1. Схема приспособления к прессу Бринелля 7.2.2. Кинематика процесса 7.3. Реализация эксперимента PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 14 7.3.1. Варианты экспериментов 7.3.2. Результаты испытаний предоставлены в таблице 7.1. 7.3.3. Методика и результаты определения адгезионной компоненты Aτ Основные результаты и выводы по подразделу 7 Литература 4. Кинематическая вязкость пластического течения металлической поверхности трения в мягком режиме скольжения 4.1. Теория эксперимента 4.1.1. Аналогия сдвига металла и жидкости шариком и сдвига жидкости между шариком и плоскостью 1) возможны два механизма сдвига металла шариком: 1) при параллельном движении шарика, которое подробно рассмотрено в п. 3. Это движение возможно только в случае, если в специальном при- способлении ограничен подъем индентора; 2) если подъем индентора не ограничен, то при горизонтальном движении возникает значитель- ная вертикальная сила, вызывающая подъем шарика, это движение напоминает глиссирование шарика в жидкости; 3) эта аналогия наталкивает на мысль, что между течением жидкости и пластическими деформа- циями металла имеется аналогия механизмов, закономерностей и моделей движения. 4.1.2. Закон Ньютона для течения слоя жидкости приближенно для тонкого слоя имеет вид: 1x xdv v dy h τ = µ τ = µ; , (4.1) τ [кг/мм2] – сдвиговое напряжение между слоями; 1xv [мм/с] – скорость верхнего слоя жидко- сти; h [мм]– толщина слоя жидкости; 2 2 1 кгс мм сек кгс = сек мм мм ммx h v τ ⋅ ⋅ ⋅   µ    ⋅    , (4.2) Рис. 4.1 – Схема скоростей при течении тонкого (h) слоя жидкости 3) µ − динамический коэффициент вязкости жидкости или коэффициент пропорциональности между напряжением сдвига τ и градиентом скорости слоев в смазке; 4) кинематический коэффициент вязкости v v µ = ρ , где −ρ плотность металла; 2 2 3 3 4 кг кгс сек кгс сек 9810мм мм мм 9810мм ⋅ ρ = = = ⋅ , 4 2 2 2 3 кг сек 9810 мм мм 9810 мм кгс сек сек v ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ = ⋅ , h v τ ⋅ µ = , (4.4) 4.1.3. Геометрия сдвига слоя поверхности металла шариком 1) этап 1 – шарик вдавливается в металл силой 0Q с образованием лунки радиусом a , диамет- ром 0d , 0 02d a= и глубиной 0u , (рис. 4.2); PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 15 2) этап 2 – прикладывается касательная сила ДF ; часть слоя сдвигается под углом ∆ϕ , а шарик поднимается на высоту h∆ ; 3) этап 3 – шарик сдвигается по площади 20 / 4dπ на величину 0d ; при этом центр шарика под- нимается на высоту h ; а нижняя точка контакта выходит на горизонтальную плоскость шириной 2k kd a= . 4.1.4. Постановка задачи Задача состоит в определении высоты подъема центра шарика от всплывания при деформиро- вании металлической поверхности. 1) это не простая геометрическая задача; 2) проще всего ее определить экспериментально, замерив вертикальную координату точек kA и 0A : 0Ak Ah h h= − ; (4.5) 3) более просто, но приближенно величину подъема шара h можно определить, замерив, гори- зонтальный путь подъема Al и определив угол подъема α из соотношения: 1tg w u a α = ; (4.6) 4) тогда высота подъема будет равна: 01tgA A u h l l a = α = ; (4.7) 5) глубину вдавливания 01u через диаметр отпечатка 2d a= : 2 2 01 1 ( ( ) ) 2 u D D d= − − , или 2 2 01 (1 1 / )2 D u d D= − − . (4.8) Рис. 4.2 – Схема геометрии сдвига шарика 4.1.5. Приближенный сдвиговой закон пластического течения Поверхности металла жестким шариком (без ограничения всплыванию шарика): 1) в 4.1.2 показано, что для тонкого слоя приближенно закон течения жидкости записать в виде: 1 T T v h τ = µ , (4.9) отсюда имеем динамическую вязкость: 1 T T h v τ ⋅ µ = ; (4.10) 2) при известных значениях h [мм], 1 мм с v = , Тτ 2 кгс мм      , PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 16 размерность динамической вязкости: 2 2 кг мм с кгс = сек мм мм ммТ ⋅ ⋅    µ =    ⋅    , 3) кинематическая вязкость: 3 2 2 кгс сек мм мм 9810 = кг секмм Tv  µ ⋅  = =  ρ     . 4.2. Техника эксперимента 4.2.1. Приспособление к прессу Бринелля 1) соответствует описанным в п. 3.2; 2) однако, при испытаниях в этой работе убираются стержни ограничивающие всплыванием шарика. 4.2.2. Порядок испытании: 1) задать нормальную нагрузку Q ; 2) приложить и замерить максимальную касательную нагрузку eF ; 3) разобрать приспособление; 4) измерить диаметр 0d лунки при нормальной нагрузке Q ; 5) измерить ширину желоба kd в конце сдвига; 6) измерить длину линии подъема шарика. 4.3. Реализация эксперимента 4.3.1. Исходные данные 1) нагрузка 500Q = кг; на 3 шарика; 2) 12, 7D = мм; 3) результаты испытаний представлены в табл. 4.1. Таблица 4.1 Результаты испытаний Q , кг eF , кг d Al , мм kd , мм Тτ , кг/мм 2 500 6,3 1,9 2,5 1,5 24,0 4.3.2. Обработка результатов испытаний 1) определим начальную глубину вдавливания шарика по (4.8): 2 01 12, 7 1, 9 1 1 0, 07146 2 12, 7 u    = − − =     мм; 2) 0, 07146 tg 0, 07522 4, 3 0, 95 α = = = o ; 3) высота подъема по (4.7) равна: 2, 5 0, 07522 0, 3335h = ⋅ = мм. 4.3.3. Определение Тτ с учетом п. 3.3 1 2 2 2 68, 6 кг 24 (1, 9 / 2) мм ш Т F a τ = = = π π . 4.3.4. Определение динамической вязкости стали при пластическом течении В формулу (4.10): 1 Т Т h v τ ⋅ µ = , PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 17 подставив 0, 32h = мм; 1 2v = мм/сек, при 24Tτ = кг/мм 2: 224кг/мм 0, 32мм сек 2ммТ ⋅ ⋅ µ = , или 2 кгс мм сек 3, 84 мм ммТ ⋅ ⋅ µ = ⋅ , 2 кгс сек 3,84 ммТ ⋅ µ = . (4.11) 4.3.5. Определение кинематической вязкости стали (при течении) По определению кинематическая вязкость: Т Тv µ = ρ , (4.12) где ρ − плотность стали: 9 3 3 кг кг 7,8 7, 8 10 дм мм −ρ = = ⋅ , (4.13) для твердых сталей использовать выглаживание алмазом; (4.11) и (4.13) →(4.12) 3 2 9 кгс сек мм 3,84 мм 7,8 10 кгT v − ⋅ = ⋅ ; (4.14) учтем, что кг массы и кгс силы связаны соотношением: 2кгс сек кг= 9810мм ⋅ , (4.15) (4.15)→(4.14) получаем: 3 2 9 2 сек мм 9810 мм 3,84 мм 7, 8 10 кг кгс секT v − ⋅ = ⋅ ⋅ , 2 9 9810 мм 3,84 сек10 7,8T v − = ⋅ , (4.16) 2 12 мм4,84 10 секT v = ⋅ , (4.17) Сталь 3 124,84 10 4,83T токсv с= ⋅ = тераСтокс (тСт): 4,83Tv TCm= . 83,4=Tv тСт. 4.4. Основные результаты и выводы по п. 4 1. При пластическом сдвиге жесткого шарика по металлической поверхности возможны два вида сдвига; 1) горизонтальное движение с чистым сдвигом выполняется специальном ограничителем верти- кального движения шарика от всплытия (жесткий режим); 2) криволинейный подъем шарика типа всплытие или глиссирование (мягкий режим) 2. При сдвиге шарика в мягком режиме, т.е. при всплывании шарика пластическую деформацию поверхности мягкого металла можно рассматривать как аналогию ньютоновского течения квази жидкости. 3. При рассмотрении пластического сдвига металла как течения квази жидкости по Ньютону: 1) были введены параметры этого движения: 1) напряжения предела пластичности Тτ при сдви- га; 2) общая толщина слоя h ; 3) скорость сдвига верхней части слоя 1v . 4. В закон пластического течения металла как квази жидкости был введены параметры вязкости стали как квазижидкости: 1) Тµ − динамическая вязкость пластического течения металла как квази жидкости; 2) Tv − кинамтическая вязкость пластического течения металла, как квази жидкости. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 18 5. Из рассмотрения приближенного закона Ньютона для пластического течения металла при де- формировании шариком, как квази жидкости было получено выражение (4.10) для определения коэффи- циента динамической вязкости Тµ . 6. Кинематическая вязкость Tv для пластического течения поверхности металла при сдвиге ша- риком было получено традиционным способом – делением на плотность металла (4.12). 7. Используя результаты испытаний стали 3 на сдвиг шариком по разработанной методике было установлено, что кинематическая вязкость стали 3 как квази жидкости равна: 124,83 10Tv = ⋅ тСт или 4,83Tv = тСт. 8. Таким образом, кинематическая вязкость металлов как квазижидкостей при пластическом сдвиге измеряется терастоксами 1012 стоксов. 9. По полученным данным можно сделать вывод о возможности использовать: 1) вязкость ме- талла как квазижидную среду при пластическом сдвиге в качестве новой механической характеристики пластических деформаций металлов; 2) очевидно, коэффициент вязкости металла, как квази жидкости может быть использован при изучении процессов обработки металлов давлением; 3) чем ниже кинемати- ческий коэффициент кинематическая вязкость Tv , тем легче (меньшими силами) обрабатывается метал давлением. 10. Обращаем внимание на то, что общепринятая характеристика конструкционных материалов – ударная вязкость в размерности не имеет ни времени ни скорости и поэтому не соответствует понятию вязкости. Если учесть время разрушения при испытаниях на ударную вязкость, то можно придать этой характеристике более физичный смысл. 5. Износ граничной смазки и изменение адгезионной компоненты при реверсивном трении 5.1. Теория эксперимента 5.1.1. Реверсивное движение контр тела 1) рассматривается контакт шара и сферической полости по схеме п. 2.1., разделенных слоем граничной смазки; 2) шаровый индентор нагружается вертикальный нагрузкой Q ; 3) после нагружения задается касательная окружная нагрузка eF и совершается перемещение на угол +∆ϕ ; 4) затем направление силы eF меняется на противоположное и снова задается движение на угол ±∆ϕ ; 5) реверсивные движения многократно повторяются. 5.1.2. Задача эксперимента Задача состоит в изучении процесса изменения компоненты сил Aτ трения, при реверсивном трении; 1) изменение сил происходит по причине изменения условий смазывания; 2) главная причина изменения сил трения – уменьшение толщины граничной масляной пленки; 3) фактически происходит износ толщины масляной пленки по механизму возвратно- вращательного движения типа «дворник стеклоочистителя»; 4) это движение имеют место во всех шаровых опорах подвески и рулевого управления автомобиля. 5.1.3. Закономерности процесса: 1) как правило, с увеличением числа реверсивных движений сила eF на рычаге возрастает вследствие уменьшения толщины масляного слоя. 2) основным уравнением процесса является закон Ньютона в форме (2.6): A v h τ = µ ; (5.1) 3) полагая, что коэффициент вязкости µ и скорость v не изменяются находим, что с изменени- ем адгезионной компоненты 0 , , ..... nА A A t tτ , толщина слоя определяется по зависимости: 0 0 0 n n A ln A l Fh h t F τ = = . (5.2) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 19 Например если 0 0, 57lF = кг; ln 400 1, 43nlF = = , толщина пленки от 1 мкм уменьшается до 0 0 0, 57 1 0, 39 1, 43 n l n l F h h F = = = мкм. 5.2. Техника эксперимента 5.2.1. Установка из подраздела 1.2.1 5.2.2. Порядок работы 1) смазать поверхность тонким слоем; 2) собрать установку; 3) задать нагрузку 1 187, 5Q = кг; 4) сделать первое реверсивное движение с измерением eF ; 5) повторить измерение при 10 поворотах движением; 6) результаты записать в таблицу типа 5.1 - 5.5. 5.3. Реализация эксперимента 5.3.1. Исходные данные: 1) проведены испытания на износ пленки при реверсивном движении шара в сферической по- лости 1.1) при нагрузках 1 187, 5Q = кг; 2 500Q = кг; … 7 3000Q = кг; 1.2) при разных количествах движений от n = 1 до 400; 1.3) испытания проведены при следующих видах смазки: - графитная смазка; - литол – 24; - солидол; - литол – 24 с бронзовым порошком; - литол – 24 + бронзовый порошок + глицерин. 5.3.2. Фактические результаты испытаний представлены в табл. 5.1 - 5.5 и на рис. 5.1 - 5.5. Смазка графитная n=1-100y = 0,1631x 0,0421 R2 = 0,5695 y = 0,3214x0,029 R2 = 0,3456 y = 0,4984x0,0179 R2 = 0,0114 y = 0,8982x-0,0528 R2 = 0,0656 y = 1,2375x-0,0199 R2 = 0,0076 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 –1 1 –2 2 –3 3 –4 4 –5 5 –6 6 –7 7 –8 8 –9 9 –1 0 10 30 10 0 N F Q=187.5 Q=500 Q=1000 Q=1500 Q=2000 Степенной (Q=187.5) Степенной (Q=500) Степенной (Q=1000) Степенной (Q=1500) Степенной (Q=2000) Литол –24 n=2-400y = 0,0781x0,4954 R2 = 0,9235 y = 0,171x0,4733 R2 = 0,9232 y = 0,2601x0,9382 R2 = 0,7525 y = 0,8115x0,1739 R2 = 0,9386 y = 1,1812x0,1783 R2 = 0,9066 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 2 10 30 100 200 300 400 N F Q=187.5 Q=500 Q=1000 Q=1500 Q=2000 Степенной (Q=187.5) Степенной (Q=500) Степенной (Q=1000) Степенной (Q=1500) Степенной (Q=2000) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 20 Таблица 5.1 Смазка графитная 1001 −=n - 187,5 500 1000 1500 2000 – 1 0,17 0,32 0,55 0,93 1,31 + 1 0,17 0,32 0,55 0,93 1,54 – 2 0,17 0,34 0,52 0,86 1,16 + 2 0,17 0,32 0,52 0,93 1,21 – 3 0,17 0,34 0,50 0,83 1,16 + 3 0,17 0,33 0,49 0,84 1,18 – 4 0,17 0,35 0,50 0,77 1,08 + 4 0,18 0,34 0,49 0,81 1,14 – 5 0,17 0,36 0,50 0,74 1,13 + 5 0,18 0,34 0,49 0,74 1,09 – 6 0,18 0,36 0,46 0,70 1,10 + 6 0,19 0,35 0,45 0,73 1,06 – 7 0,18 0,36 0,48 0,69 1,06 + 7 0,19 0,35 0,47 0,72 1,03 – 8 0,18 0,36 0,50 0,70 1,07 + 8 0,19 0,35 0,49 0,72 1,03 – 9 0,18 0,33 0,51 0,67 1,12 + 9 0,19 0,35 0,49 0,71 1,05 – 10 0,18 0,34 0,52 0,71 1,13 +10 0,19 0,33 0,51 0,74 1,11 +30 - - 0,68 0,99 1,41 100 - - 0,85 1,40 2,41 Таблица 5.2 Смазка солидол 1002 −=n - 187,5 500 1000 1500 2000 2 0,20 0,28 0,68 1,16 1,5 10 0,19 0,30 0,66 1,11 1,52 30 0,17 0,30 0,70 1,21 1,59 100 0,17 0,32 0,95 1,88 2,26 Таблица 5.3 Литол – 24 4002 −=n - 187,5 500 1000 1500 2000 2 0,08 0,18 0,37 0,820,86 1,21 10 0,11 0,22 0,46 0,89 1,28 30 0,12 0,27 0,51 1 1,42 100 0,17 0,36 0,54 - 1,56 200 - - 1,17 - - 300 - - 1,80 - - 400 - - 2,43 - - Таблица 5.4 Литол – 24 + бронзовый порошок 1002 −=n - 187,5 500 1000 1500 2000 2 0,27 0,40 0,59 0,94 1,33 10 0,29 0,42 0,81 1,04 1,42 30 0,29 0,48 0,91 1,17 1,64 100 0,41 0,63 1,10 1,55 2,12 Таблица 5.5 Литол – 24 + бронзовый порошок + глицерин 1002 −=n - 187,5 500 1000 1500 2000 2 0,18 0,38 0,74 1,09 1,33 10 0,18 0,40 0,93 1,14 1,47 30 0,18 0,43 0,98 1,36 1,53 100 0,20 0,48 1,78 1,89 2,20 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 21 Смазка солидол n=2-100 0,2 0,19 0,17 0,17 0,28 0,3 0,3 0,32 0,68 0,66 0,7 0,95 1,16 1,11 1,21 1,88 1,5 1,52 1,59 2,26 y = 1,3994x0,2388 R2 = 0,5442 y = 1,0477x0,2795 R2 = 0,4731 y = 0,6338x0,1934 R2 = 0,4732 y = 0,2799x0,0858 R2 = 0,8944 y = 0,2018x-0,1295 R2 = 0,9068 0 0,5 1 1,5 2 2,5 2 10 30 100 N F Q=187.5 Q=500 Q=1000 Q=1500 Q=2000 Степенной (Q=2000) Степенной (Q=1500) Степенной (Q=1000) Степенной (Q=1000) Степенной (Q=500) Степенной (Q=187.5) Литол –24 + бронзовый порошок n=2-100 0,27 0,29 0,29 0,410,4 0,42 0,48 0,630,59 0,81 0,91 1,1 0,94 1,04 1,17 1,55 1,33 1,42 1,64 2,12 y = 1,2542x0,3071 R2 = 0,7977 y = 0,8914x0,3249 R2 = 0,8169 y = 0,5901x0,4319 R2 = 0,9874 y = 0,3757x0,2945 R2 = 0,7552 y = 0,2564x0,2414 R2 = 0,5952 0 0,5 1 1,5 2 2,5 2 10 30 100 N F Q=2000 Q=1500 Q=1000 Q=500 Q=187.5 Степенной (Q=187.5) Степенной (Q=500) Степенной (Q=1000) Степенной (Q=1500) Степенной (Q=2000) 0,18 0,18 0,18 0,2 0,38 0,4 0,43 0,48 0,74 0,93 0,98 1,78 1,09 1,14 1,36 1,89 1,33 1,47 1,53 2,2 y = 0,176x0,057 R² = 0,430 y = 0,371x0,157 R² = 0,873 y = 0,683x0,536 R² = 0,742 y = 1,005x0,358 R² = 0,743 y = 1,257x0,304 R² = 0,695 0 0,5 1 1,5 2 2,5 2 10 30 100 F N Литол –24 + бронзовый порошок + глицерин n=2-100 Q=187.5 Q=500 Q=1000 Q=1500 Q=2000 Степенная (Q=187.5) Степенная (Q=500) Степенная (Q=1000) Степенная (Q=1500) Степенная (Q=2000) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 22 Таблица 5.6 Изменение силы трения за первые 100 качения при разных нагрузках при 2000=Q кг № п/п Смазка 1 1 =nFe 100 100 =nFe 1100 / ee FF 1 Графитная ( 10=n ) 1,31 1,12 0,93 2 Графитная 100=n 1,31 2,41 1,84 3 Солидол 100=n 1,5 2,26 1,51 4 Литол – 24 100=n 1,24 1,56 1,26 5 Литол – 24 + бронзовый порошок 1,33 2,12 1,6 6 Литол – 24 + бронзовый порошок + глицерин 1,33 2,2 1,65 5.4. Основные результаты и выводы по п. 5 5.4.1. Разработана методика и оборудование для: 1) изучения зависимости сил трения в смазанном контакте от числа реверсивных движений по- верхностей; 2) изучения зависимости толщины (износа) граничной смазки от числа реверсивных движений для разных видов смазки. 5.4.2. Установлено (табл. 5.3) что: 1) в течение первых 100 циклов при общей нагрузке 2000 кг 100 реверсивных качаний для вы- бранных смазок сила трения повышается в 1,26 - 193 раза; 2) в соответствии с этим результатом можно приближенно полагать, что в такой степени умень- шается толщина масляной граничной пленки смазки; 3) добавка бронзового порошка в литол-24 увеличивает силу трения приблизительно в 1,35 раза, при этом добавка глицерина практически не снижает, а напротив повышает силу трения. 5.4.3. Одним из наиболее важных результатов в применении предложенной методики можно считать методику оценки изменения толщины граничной смазки при реверсивном движении контакти- рующих поверхностей. 6. Определение трения осевого подшипника 8208 6.1. Теория эксперимента 6.1.1. Установка рис. 1.2 для определения момента трения сцепления M часть внешнего момен- та воспринимается сферической поверхностью AM , а часть МПК идет на преодоление трения в под- шипнике качения 3 рис. 6.2. A ПКM M M= + . (6.1) С целью увеличения точности определения Аσ в данной работе производится определение мо- мента трения в подшипнике качения ПКM . 6.1.2. Схема установки для испытаний (рис. 6.1) Рис. 6.1 – Схема установки для испытаний Рис. 6.2 – Схема качения шара 6.1.3. Определение момента сопротивления осевого подшипника ОПК при действии силы ТРF . 1) внешний момент M равен: 2 2ПК ПКM F l= ⋅ ; (6.2) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 23 2) на каждый подшипник приходит половина момента: 2 21/ 2ПКM F l= ⋅ . (6.3) 6.1.4. Определение коэффициента сопротивления качению ОПК 1) под коэффициентом трения обычно понимают величину; 2) силу сопротивления качению определяем из условия равновесия: QkRFTP =⋅ 2 , (6.4) отсюда имеем k TP Q RF k 2 = , (6.5) где −k коэффициент сопротивления качению имеет размерность длины; 3) коэффициент сопротивления качению в форме (6.5) неудобен тем, что он имеет размерность, а главное зависит от радиуса шара R ; чем больше радиус, тем больше радиус тем больше коэффициент; 4) чтобы избежать этого недостатка, представим соотношение (6.5) в безразмерном виде, разде- лив левую и правую части на R : Q F R k f TPk 2 == ; (6.6) 5) в этом выражении величина Rkfk /= безразмерная не зависящая от радиуса называется ко- эффициентом трения качения и является характеристикой пары трения качения. 6.1.5. Для определения коэффициента трения качения kf необходимо знать нормальную нагруз- ку Q и силу качения kF ; - суммарная нормальная сила, действующая на все шарики равна Q . Как в одном, так и другом подшипниках; - суммарная касательная сила, приходящаяся на все шарики равна: пк ш шср M F D = , (6.7) где шсрD − диаметр дрожки качения шариков. 6.2. Техника и методика эксперимента 6.2.1. Установка. Приспособление, выполненное по схеме рис. 6.1 монтируется на винте пресса Бринелля. 1) нагрузка, задается ступенчато от 187,5 кг до 3000 кг; 2) при заданной нагрузке с помощью динамометра измеряется сила пкF на рычаге; 3) фиксируются условия на шариках, вид смазки или без смазки; 4) измеряется размер cpD по дорожке качения. 6.2.2. Порядок испытаний 1) для каждой заданной вертикальной нагрузки на прессе измеряется сила пкF поворота под- шипников; 2) результаты испытаний заносятся в табл. 6.1; 3) измерить величину cpD . Таблица 6.1 Результаты испытаний № п/п Q , кг nkF , кг TPF kf 2/nkA FFF −= , кг 1 187,5 - - - - 2 500 - - - - 3 1000 0,36 2,133 0,0067 1,59 4 1500 0,43 - - 2,085 5 2000 0,76 - - 2,39 6 2500 1,0 - - 2,8 7 3000 1,80 10,67 0,0071 3,85 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 24 6.2.3. Порядок обработки результатов: 1) определить по (6.6) суммарную касательную силу шF , действующую на все шарики; 2) по (6.5) определить коэффициент сопротивления качению в осевом ПК; 3) по (6.6) определить коэффициент трения качения в осевом подшипнике качения. 6.3. Реализация эксперимента 6.3.1. Исходные данные 1) осевой подшипник ОПК типа 8208; 2) средний диаметр по телам качения: 108=cpD мм; 54=R мм; 3) диаметр шариков качения: 32,10=wD мм; 16,5=R мм. 4) 3202 =l мм. 6.3.2. Расчеты для примера 1000=Q кг: 1) суммарная касательная сила nkF при силе на рычаге 0,36 кг по (1.7): 2 0, 36кг 320мм 54мм npпк ш шср шср F lM F d d ⋅ ⋅ = = = , 0, 36 320 2,133 54ш F ⋅ = = кг; 2) коэффициент сопротивления качению по (1.5): 2 2,133 5,16 0, 011 1000 шF Rk Q ⋅ ⋅ = = = мм; 3) коэффициент трения качения по (1.6): 0067,0 1000 133,22 = ⋅ =kf . 6.3.3. Аналогично для нагрузки 3000=Q кг 1) 67,10 54 3208,1 = ⋅ =cpF кг; 2) 0367,0 3000 16,567,102 = ⋅⋅ =k мм; 3) 0071,0 3000 67,102 = ⋅ =kf кг; 6.3.4. Результаты определения характеристик при других нагрузках приведены в табл. 6.1. Основные результаты и выводы по п.6. 1. Разработана методика определения сопротивления вращению осевого подшипника при разных нагрузках. 2. Разработанная методика включает: 1) как основное оборудование пресс Бринелля; 2) специально разработанное приспособление из двух подшипников 8208; 3) методику измерения. 3. Разработанная методика реализована применительно к подшипнику 8208 3. Коэффициент трения качения для ПК 8208 при нагрузке 3000=Q кг получен равным 0,0071. 4. По отношению к главным задачам этой работы данный подраздел носит вспомогательный характер. 7. Новый метод определения адгезионной и деформационной компонент напряжений трения 7.1. Теория эксперимента 7.1.1. Отличие от способа, изложенного в п.п. 1.3 в данном подразделе рассматривается дефор- мирование пластической плоскости катящимся шариком. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 25 1) в общей теории Крагельского деформационной компоненты трения, вид трения не учитывает- ся как в одном, так и другом случае получено выражения для коэффициента трения: 00, 55Д U f R = ; (7.1) 2) в данной работе ставится задача получить экспериментально значение качДf при качении ша- рика и сравнить его с скДf , полученного при скольжении (п. 3). 7.1.2. Качение с малым проскальзыванием здесь рассматривается, как способ убрать (умень- шить) адгезионную компоненту трения, учитывая, что 1) в общем случае: ck A ДF F A= + ; (7.1) 2) в методе Михина при определении адгезионной компоненты максимально уменьшена дефор- мационная компонента 0ДF → , тогда измеряемое скF трения приближенно, равна адгезионному: ( )ск AF F= ; (7.2) 3) в рассматриваемом далее способе деформирования плоскости шариком при качении миними- зируется адгезионная компонента 0→AF так, что из (7.1) имеем: кач кач ДF F= ; (7.3) 4) сила сопротивления качению приближается к истинной деформационной составляющей. Для определения адгезионной компоненты необходимо из полной силы трения, полученной при скольжении шарика вычесть деформационную компоненту: кач A ck ДF F F= − . (7.4) 7.1.3. Формулировка способа суммарно может быть с формулированна так: 1) определить сопротивление качению шарика пластически деформирующего плоскость силой кач ДF ; 2) определить посную силу трения скF при пластическом скольжении шарика по плоскости с образованием желоба; 3) в итоге адгезионная сила AF может быть определена (по 7.4), как: ck кач A ДF F F= − . (7.5) 7.2. Техника эксперимента 7.2.1. Схема приспособления к прессу Бринелля 1) приспособление базируется на осевом подшипнике качения одно кольцо, в котором 1 заменя- ется образцом для пластической обкатки шариком; 2) за основу возьмем приспособление, использованное в подразделе 3; Рис. 7.1 – Схема приспособления к прессу Бринелля PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 26 3) верхнее кольцо ОПК 2 поворачиваясь увлекает по касательной шарик, который будучи вдав- ленным в поверхность испытываемого кольца 2 деформирует его образовывая желоб. 7.2.2. Кинематика процесса При рассмотрении дальнейшей механики возникает вопрос: 1) будет ли шарик далее катиться, пластически деформируя плоскость, или будет вращаться вокруг своей оси (рис. 7.2); 2) ответ на этот во- прос следует из рассмотрения уравнения равновесия шарика: 02 0 кач ск A aM F R Fu Q F в= − − − = . (7.6) Рис. 7.2 – Схема пластического качения шарика 7.3. Реализация эксперимента 7.3.1. Варианты экспериментов В соответствии с методикой испытания были проведены следующие варианты испытаний: I. 1) качение осевого шарикоподшипника ОПК по плоскости кольца с пластическими деформа- циями; 2) исходные данные ОПК тип 8308 число шариков 15 диаметр шарика 10=D мм, и средний диаметр дорожки качения 55=cpd мм. II. 3) скольжение трех жесткозакрепленных шариков по плоскости кольца из стали 3 (п.3); 4) в верхней части расположен осевой подшипник качения; 5) движения в вертикальном направлении рабочих шариков ограничено трема стержнями. III. 6) пластическое скольжения 3-ох жесткозакрепленных в корпусе шариков по плоскости без ограничения вертикального перемещения шариков (п. 4). 7.3.2. Результаты испытаний предоставлены в табл. 7.1 Таблица 7.1 Результаты испытаний I. Качение подшипника 3208 передача загрузки при верчении в верхней части приспособления Q Fl R , мм D = 10 мм 2а = d мм Z, шар 500 0,63 55 10 0,9 15 II. Скольжение по полости закрепленных шаров с ограничением движения в вертикальном направлении, с ПК в верхней части (три шарика) Q Fl R , мм D = 15 мм 2а = d мм Z, шар 500 8,1 60 15 1,9 3 III. Пластическое скольжение по плоскости 3-х закрепленных шаров без ПК в верхней нагружающей части, без ограничителей движения в вертикальном направлении Q Fl R , мм D = 15 мм 2а = d мм Z, шар 500 6,3 60 15 1,6 3 7.3.3. Методика и результаты определения адгезионной компоненты Aτ 1) определение полной величины сила Д AF F F= + и трения по результатам испытаний при скольжении трех жесткозакрепленных шариков по схеме; 2) касательная сила на шариках при скольжении определяется по методике работы п. 3: 3 2 cp l ш d F L F⋅ = ⋅ , (7.7) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 27 2 2 8,1 320 28,8 3 3 60 l ш cp F L F d ⋅ ⋅ = = = ⋅ кг; 3) напряжения сдвига или полного трения: 2 28, 8 4,82 1, 9 шFr a = = = π π ⋅ кг/мм2, где −a половина ширины следа сдвига. Рис. 7.3 – Схема II Определения деформационной компоненты напряжения трения по результатам испытаний при пластическом качении шаров ОПК 208: 1) определения касательной силы на шариках шF : 15 2 cp l ш d F L F⋅ = , (7.8) 2 2 0, 63 320 0, 488 15 55 15 l ш cp F L F d ⋅ ⋅ = = = ⋅ кг; (7.9) 2) деформационная компонента напряжения трения Дτ : 2 0, 488 0,193 0, 9 ш Д F r a = = = π π ⋅ кг/мм2; 3) адгезионная компонента трения: 4,82 0,193 4, 63A Дτ = τ − τ = − = ; 4) соотношение между адгезионной и деформационной составляющей: 4, 63 24 0,193 A Д τ = = τ , что соответствует диапазону известим справочным данным. Основные результаты и выводы по подразделу 7 1. Разработан и реализован новый метод определения адгезионной компонента AF силы трения. 1) метод основан на допущении, что адгезионная составляющая сил трения AF при пластиче- ском качении шарика пренебрежимо мала по сравнению с деформационной силой ДF при качении: A ДF F<< ; (7.10) 2) полная сила трения F при пластическом скольжении равна сумме адгезионной AF и дефор- мационной ДF : Д AF F F= + ; (7.11) 3) при наличии F и ДF адгезионная составляющая определяется из: A ДF F F= − . (7.12) 2. Экспериментальная реализация показала эффективность и достаточную точность, и допусти- мость предложенного метода. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 28 Заключение о развитии и суммировании методов исследования адгезионно- деформационной теории трения Чтобы привлечь внимание специалистов по трибологии к методам и результатам исследования МДД ТТ, изложенным в этой работе сразу дам свою авторскую оценку значимости полученных резуль- татов: - по моему мнению, это наиболее сильные результаты, полученные автором за последние 5 - 10 лет в области трибологии. Работа содержит 7 основных мыслей, как алгоритмов или планов действий, и последующие реа- лизацию и анализ результатов осуществления этих мыслей. Из краткого анализа сущности адгезионно-деформационной теории трения следует базовый ха- рактер этой теории для всей трибологии. В связи с этим экспериментальное определение основных параметров этой теории: адгезионной Aτ и деформационной Дτ компонент напряжения трения – является изначально важной и трудной задачей. Трудность состоит прежде всего в том. Что эти компоненты соединены в суммарном эффекте в трении. Предложение Михина Н.М., и Крагельского И.В. минимизировать деформационную составляю- щую за счет использования максимально гладких поверхностей было реализовано в методе верчения гладкой сферы в сферической полости. При этом сферическая полость создавалась пластическим вдавливанием шара в плоскость при некоторой нагрузке сразу следующим за этим верчением шара. 1. Метод большой лунки и твердость граничной смазки 1.1. Первая мысль, которая высказана и реализована в подразделе 1 заключается в том, что бы сферическая полость достаточно больших размеров была получена заранее путем вдавливания большого шарика, например ( 30=d мм) при 50=Q т. Заранее выполненная большая лунка позволяет проводить опыты по определению адгезионной компоненты в широком диапазоне давлений. Это дает возможность получать зависимости компонент трения от давления также в широком диапазоне давлений. 1.2. По результатам испытаний определяют адгезионную компоненту напряжения трения Aτ . При наличии граничной смазки адгезионную компоненту напряжения трения можно рассматривать как предел текучести граничной смазки при сдвиге Tτ : TC A Tτ = τ , (1,а) это можно сказать вторая мысль. 1.3. Далее следует мысль о развитие мыслей: 1) Мысли развивается как живые существа по законам только им (мыслям) известным: 2) это не просто или не только законы логики, это законы развития материи и духа. При этом используются зако- ны из самых разных областей знаний, так как все они есть законы разных сторон материи (по существу здесь работает всеобщий метод аналогий). Из теории прочности твердых тел известно, что: 1) предел текучести на сдвиг Tτ и предел теку- чести на сжатие Tσ при определенных условиях связны соотношением: ATT τ−τ=σ 22 , (1,в) 3) следующая мысль состоит в использовании этого соотношения для описания деформаций граничной смазки. 1.4. Далее вспоминаем, что известны: 1) многочисленные аппроксимации между пределом теку- чести на сжатие и твердостью материалов; 2) наиболее простая зависимость в этом случае имеет вид [7]; THB σ≈ 3 ; (1,с) 3) подставляя (1,в) в (1,с) получаем, что приближенно твердость граничной смазки выражается через адгезионную компоненту напряжения трения по соотношению: A ГСHB τ≈ 6 . (1,d) 1.5. Для примера для графитной: 1) смазки при давлении 826,0=σ кг/мм2 адгезионная компоненты 117,0=τ A кг/мм 2, а твер- дость граничного слоя графитной; 2) смазки оценивается величиной: 702,06 =τ≈ A ГСHB кг/мм2; 3) а при давлении 182,1=σ кг/мм2: 7, 092ГСHB = кг/мм2. 1.6. И уж совсем сверхинтересно было для меня узнать, что твердость олова и свинца равны: 5snHB = кг/мм2, 4РвHB = кг/мм2. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 29 1.7. Таким образом, твердость тонкого (1 мкм) граничного слоя графитной смазки практически такая же, как твердость свинца или олова. 1.8. То есть: 1) интуитивно ощущаемое повышение твердости смазки в условиях граничной смазки; 2) многократно высказываемая трибологами в данной работе находит количественную и научно обоснованную оценку; 3) это то, что здесь я называю сильным результатом. 1.9. Полученное значение о механических свойствах слоя граничной смазки может использоваться: 1) для построения механизма и модели изнашивания граничной смазки; 2) для построения теории и практики конструирования смазочных микроканавок и т.д. 2. Кинематическая вязкость граничной смазки 2.1. Вязкость: 1) практически основная механическая характеристика материала смазки. 2) известно несколько стандартизованных методов определения динамической и кинематиче- ской вязкости смазки в объеме; 3) практическое использование коэффициентов или характеристик вязкости смазок ограничено их ориентировочным выбором на стадии конструирования узлов трения; 4) существенного влияния на выбор смазок по износостойкости объема вязкости не имеет. 2.2. Для оценки износостойкости смазанной пары трения: 1) полезно знать вязкость тонкого гра- ничного слоя смазки; 2) однако, в настоящее время нам не известны методы определения этой вязкости. 2.3. Традиционно методы определения вязкости смазки: 1) получают исходя из закона Ньютона течения жидкости: dn dv µ=τ , (2.а) h v A µ=τ ; (2,в) 2) возникает первая мысль нельзя ли построить метод определения динамической вязкости запи- сав закон Ньютона для слоя смазки предельно малой толщины. 2.4. Реализация этой мысли происходит через несколько допущений или предельных переходов: 1) полагаем 1=h мкм 3101 −⋅= мм приближенно на основе известных измерений толщины пленки в граничной смазке; 2) полагаем при реальных испытаниях скорость скольжения 1=v мм/с; 3) эти допущения могут быть уточнены, а в нашем случае взяты такими для удобства; 4) с учетом принятых допущений из (2,в) находим выражение для определения динамической вязкости граничной смазки: 1 1 AA v h τ=τ=µ . (2,с) 2.5. Учитывая, что на практике большее применение имеет кинематическая вязкость v ; 1) делением динамической вязкости на плотность смазки ρ , из (2.с) имеем: AAv τ≈τ= 1081,9 ; (2,d) 2) в частности случая для графитной смазки при 810,8=σcp кг/мм 2, 784,0=τ A кг/мм 2, имеем: 84,7=v мм2/с; 3) для сравнения с другими смазками необходимы дополнительные опыты и вычисления. 2.6. Таким образом: 1) полагаем, предложен и реализован метод оценки кинематической вязко- сти граничной смазки; 2) в сочетании с методом большой лунки представляется возможным изучить влияние давлений на вязкость граничной смазки. 3. Механика пластического скольжения шарика и определение деформационной компоненты Дτ напряжения трения 3.1. Опыты показывают, что после пластического вдавливания шара в плоскость силой N на глубину 0u и приложения касательной силы Дτ возможны: 1) три вида механизмов движения центра шарика: центр шарика: а) опустится; б) будет двигать- ся горизонтально; в) будет подниматься или всплывать; 2) предсказать заранее и описать эти механизмы теоретически затруднительно. 3.2. 1) Для определения деформационной компоненты напряжения или силы трения Дτ ; 2) и сравнивая ее с теоретической: R u kNFÄ 0= , (3,а) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 30 3) необходимо испытания проводить при значении глубины вдавливания шарика 0u ; 3.3. Эти специальные условия были обеспечены установкой распорных стержней, исключающих подъем центра шарика при пластическом сдвиге. 3.4. Установлено, что расхождение между теоретическим и экспериментальным значениями Äτ достаточно велико. Это указывает на необходимость в дальнейшем совершенствования методики и по- вышения точности эксперимента. 4. Вязкость пластического течения стали 4.1. Рассмотрение механики сдвига шарика с подъемом его центра наводит на мысль, о приме- нимости понятия гидродинамического течения стали по закону Ньютона для жидкости: h v µ=τ . (4,а) 4.2. Безусловно, рассмотрение этой аналогии носит: 1) весьма приближенный характер; 2) и ба- зируется на геометрии сдвига слоя поверхности металла шариком. 4.3. Тем не менее, реализация этой мысли привела к интересному результату: 1) порядок кинематической вязкости стали 3 определен величиной ~ 5 Терра Стоксов; 2) в определении этой величины возможны уточнения, но принципиально важно, что дана оценка вязкости стали как механической характеристики, связанной со скоростью пластического течения металла. 4.4. Учитывая, что; 1) известная для металлов динамическая вязкость как отношение работы раз- рушения к площади сечения не содержит ни скорости, ни времени процесса; 2) применение предложенной здесь кинематической вязкости стали как механической характе- ристики металла может быть использована при изучении процессов обработки металлов давлением. 5. Износ граничной смазки при реверсивных движениях поверхностей 5.1. Все предыдущие эксперименты: 1) выполнены при однократном сдвиге по отношению Aτ поверхностей; 2) в то же время в действительности многие узлы трения, например, такие как шаровые опоры работают при возвратно-вращательном или реверсивном движении; 3) это движение вызывает износ граничной смазки. 4) цель экспериментов в этом подразделе разработка методики испытаний в этих условиях и ис- следование закономерностей этого процесса. 5.2. Основные результаты исследований сводятся к следующим: 1) с увеличением числа возвратных движений от 1 до 100 для изученных вариантов смазок сила трения, а с ним и адгезионная компонента возросли в 1,26 - 1,93 раза, т.е. почти в 2 раза; 5.3. Следовательно, в соответствии с выражением закона Ньютона: 1) h v A µ=τ ; (5, а) 2) толщина масляной граничной пленки соответственно уменьшится за 100 движений приблизи- тельно в 2 раза; 3) таким образом, мы имеем возможность косвенно через силы трении оценивать изменения толщины масляной пленки в данном случае от 1 мкм до 0,5 мкм. 5.4. В результате можно утверждать о разработке косвенной методики износа граничной смазки по величине адгезионной компоненты напряжения трения. 6. Трение в осевом шарикоподшипнике 6.1. В связи с тем, что во всех предложенных методиках по определению компонентов трения используются как опорные узлы осевые подшипники, то для оценки точности необходимо знать потери, и трение в ОПК. 6.2. С целью выполнения этой задачи разработано приспособление из двух последовательно со- единенных ОПК для определения в них потерь на трение. 7. Новый метод определения адгезионной компоненты трения 7.1. В методе Михина при измерении адгезионной компоненты при верчении гладкого шара в полой сфере. 1) полагают, что из-за гладких поверхностей максимально уменьшается деформационная компо- ненты: ( ) 0ckД михF ≈ ; (7, а) 2) при этом полагают, что замеренная сила F трения полностью совпадает с адгезионной ком- понентной: PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Новые методы и результаты исследований адгезионно-деформационной теории трения (АДД ТТ). Часть 2 Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2012, № 2 31 ( )ckмих AF F≈ ; (7, в) 3) в этом случае для определения деформационной компоненты ÄF необходимо испытывать пару трения в реальных условиях при наличии как адгезионной, так и деформационной компонент: ( )мих A ДF F F= + , (7. с) тогда ( )Д мих AF F F= − . (7, d) 7.2. В новом, предлагаемом здесь методе, определения адгезионной и деформационной компо- нент выполняется в три этапа: 1) Этап 1. Качение жесткого шарика по пластически деформируемой плоскости: 2) при этом полагаем, что основная сила возникает из-за пластической деформации плоскости: кач кач ДF F= , (7, е) это основное допущение метода. 3) Этап 2. Скольжение жесткого шарика по смазанной пластически деформационной поверхно- сти при этом полная сила трения: ск ск ск Д АF F F= + . (7, f) 4) Этап 3. Из (7, f) определяется адгезионная компонента силы трения равна: ( )ck качA Д ДF F F F= − − . (7, g) 7.3. Вопрос о сравнительной оценке точности определения адгезионной составляющей по мето- ду Михина и предложенному методу для решения требует дополнительных исследований. 8. Два слова о законах и критериях научного творчества 8.1. Истинность всякого творчества: художественного, научного или просто создания чего-то нового определяется радостью от процесса и его результата. 8.2. Критерием истинности научных результатов для меня прежде всего является радость, полу- ченная автором при их получении. 8.3. Каждый из полученных в этой работе новых результатов был всплеском радости при их по- лучении, а это как я думаю основной критерий истинности полученных результатов. 8.4. Если согласится с тем, что человек создан для счастья, то есть для радости, то самый истин- ный путь получения этой радости это новые результаты в творчестве и прежде всего в научном творче- стве. 8.5. Иными словами новые мысли, идеи и их реализация это одновременно и продукт (результат работы) ума и источник энергии необходимой для работы ума, и для получения новых идей и новый ра- дости. Еще короче новые идеи и мысли это и цель, это и основное средство достижения цели. Это веч- ный двигатель человека. 8.6. Хочу стереть скептические улыбки с лиц тех читателей, которым сказанное возможно не со- всем понятно или совсем не понято, и пожелать им все же радостей, в том числе и от научного творчества. Литература 1. Кузьменко А.Г. Прикладная теория твердости поверхностей // Проблемы трибологии. – 2006. – № 2. – С. 3-62. 2. Кузьменко А.Г. Твердость и трение: определение механических свойств поверхности по вне- дрению к сдвигу шара // Проблемы трибологии. – 2008. – № 3. – С. 15-43. 3. Кузьменко А.Г. Исследование метода идентирирования поверхности шаром с определением новых механических характеристик металлов // Проблемы трибологии. –2011. – № 1. – С. 100-113. 4. Михин Н.М. Внешнее трение твердых тел. – М.: Наука, 1977. – 221 с. 5. Кузьменко А.Г. Пластический контакт тел двоякой кривизны. – Композиции 1) метода подо- бия (МП), 2) метода приведенного радиуса (МПР), 3) метода экспериментального теоретического равно- весия (МЭТР) // Проблемы трибологии. – 2009. – № 1. – С. 46-64. 6. Дерягин Б.В. Что такое трение. – М.: АН ССР, 1963. – 232 с. 7. Марковец М.П. Определение механических свойств металла по твердости. – М.: Машино- строение, 1979. – 191 с. 8. Заранин Ю.Л. и др. Стали и сплавы в металлургическом машиностроении. – М.: Металлургия, 1980. – 144 с. 9. Михин Н.М. Внешнее трение твердых тел. – М.: Наука, 1977. – 221 с. Надішла 27.01.2012 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com