Теплообмен в зоне контакта разъёмных и неразъёмных соединений Попов В.М. (1013700), страница 16
Текст из файла (страница 16)
3-6) с учетом дискретного характера расположения полостей среды при пулевой нагрузке имеет вид йакэ — - ч (йюкм + ~мзмн) (3н ' ~$) (1 «т) (3 13) илн, выразив площади через их относительные значения, получим: й,„, =.— (Ь„„„, + й„„„) (1 .. и,) (1 — и). (3-14) Значения коэффициента т заполнения профиля неровностей при различных видах механической обработки представлены на рис. 3-7. При первоначальном приложении контактной нагрузки деформация всршнп микронеровностсй влечет за со.
бой сближение поверхностей, В этом случае эквивалентная толщина прослойки определяется выражением й~„, = (й„,„„+ й„„„) (! — т) (1 — в) (1 — ти). (3-15) (ау<в ью иГВ 11 — Ф1 1! 6) 11 — ъ) (3-16) 6' Вз Решив совместно (3-15) и (3-!2) и перейдя к термическому сопротивлению мсжкоитактной среды, получим расчетную зависимость для первоначального нагружсния плоскостно-шероховатых поверхностей: Входищи» в «ыря. кщ|пс 13-16) относптельпыс нсличипы»В и ». эпрсделщотся по формулам (2-9) для контакта плоских поверхностей Суммарная величина макси сальных высот со»»р»»жанна»х повгрх.»остей обы п»о врзничивястся областью первоначальных нагружепий, когда пс одпыг и'»кроперовносп» обработанном погсрхпостн име»от случайные мнкровыступы, значительно превосходящие средине высоты.
В дчльпсн1пем по мере приво кения пос.»еду1ощих нагрузок. когтя пр» пал:- ран»щуто роль пачппвег играть чисто увругзи ((Я~~ дсформапня микро»:- ровностен, для формулы (3-1б) зз расчетный рвах»ср необходимо ;рипнмать суь»»»з!»ну»о чглнчину средних высот я»»»кровыстч»»ов. В этак» слу»»лс д:»я полоты термическое сопро»пых нс»»руиса»»иях опрг- Рпс. 3-". К апр ясленкю»к.»»»нл. «»ннай»алжн»ы праслайкя. е' н П вЂ” кантак яруыные» ..»; 4/,=1»» 133»„,=8 »» ейе 1и п»м 'нех»ми»с»ел еел ееечн п»н )аюФи ие -ага Д Рнс. 3 т. Значпяля коэффициента ла пплпспня профиля »сраяаасчсй н »а серечная лрафнлаграмма нх .»ря ра» . н »ных пазах механической апра Ватки верхностей до 7-»о классз чис тинлспш. средь» нри неоднокра делягтгя из выражения Я ' ' — — — ° (3 Расчет по формуле (3-17) облегчается прн использовании приведенной на рпс.
3-8 графической завиглиости 1 — и .1(йер), полученной путем обрзбовки ородолы|ых и нонере п»ых профилаграмм поверхностей образцов 84 с чистотой обработки от 3-го до 10-го клзсса еы матери. лов с Е) 7 ° 1О" н/жл. Для поверхнгн:тей, нету. лающих н первоначальный .контакт, в первом приближении можно ноль:юваться зависимостью 1. --Ф = =.)" (8«л„с) (рис. 3-8). Лпзлиз профилогрзмае с поверхностей, нмсюпшх обраоотку выше 7-го клагса чистоты, при неоднократных пагружеоиях показьгвзет, что, как правила паблодается наличие отдельных максимальных ныс ~ унан, превосходящих н 1,5 -1,8 раза срсдпюго ньсготу неровностей (рис. 3-9).
Очевидна, ~то вследствие значительного количества таких неровностей прилагаемая повторная нагрузка деформирует их упруго плн имеет мгшчс прогиб оспонання полупространстнл (Л. 79], Вступление же и контакт основной массы пыст)ясон с ньюотой йс, обычно наступает после приложения относительной нагрузки порядка р!Е= (5 —:5,2) 1О-Я С унтом особенностей контакта поверхностей с чистотой обработки ньпос 7-го класса формула (3 ° 17) пряпимаст зид ааР«с. З-я. Зал«самость ! — т =-1(Ь„) для поверхностей с частотой обработки от « 3 .и тг!О иа чатеряалоа с Е>7 ° )О'к л/я'.
алдж са — «гама З С С 5 С 5слс Рчс. З-О Поперечные лрофнло. Г с ачыы плкерхяостез лара«пса сталь 45), опраблтлнлых выше с-сл классл с«скоты (нелеп«- костя онжаты до Р!Е- =04 ° )О '). л — скссша л кса«ксс к к к к ак: а класси !Еж в — «лссса аа. )7 .— (ь" +Л" ( ' ')( ) ( )") (3-18) с х, где 5) — коэффиписпт, характеризующий влияние максимальных выступов микронсровностсй при контакте поверхностей сыше 7-го класса чистоты и зависящий ог относительной нагрузки р)Е (рис. 3-10). нв Расчет термического сопзотналспия межконтактпой среды прн первоначальном нагружении несколько облегчается причененнем усредненных значений относительного сближения для характерных видов механической обработки: 1) строгапне, ячснпе, фрсь ронанпс 2) шлифоаанне 0,0!25Л ~озз !! В (3-20) 3) полировка и доводка (3-21) Для прибчижеппого расчета термического сопротивления межкоптактной средгя при первоначальном натру.
женин используется выражение (3-16) без составляю. щей 1 г)ь влияние которой па конечный результат незначительно, т. с. (а «„«+«««,«! (! «ь) (! «) (3-22) Приближенный расчет сопротивления межконтактной среды при повторных нагружепиях для поверхностей до 7-го класса чистоты осуществляется но формулс вида рч««+ а«г«! (! ж! (3-23а) (3-236) Выражения (3-23а) и (3-236) получены соотвстствен.
по из (3-!7) и (3-!8) путем исключения составляющих 1 — е .и ! — т!з Такое допущение вытскает из положения вб а для поверхностей выше 7-го класса чистоты — по формуле » механическом контактировачин твердых поверхностей (см. гл. 2) при многократных иагружениях, когда деформация неровностей протекает упруго и нсэначитег|ьна по величине в сравнении с эквивалецтной толщиной зазора.
Приведенные вьнпе выражения для определения тсрми|е- |т ских' сопротивлений мест фа- ' 1 ' 'Ф |,в ктического контакта и аиежкои- 'йу з ю ю~ рвс 3-10 Зависимость лучить для ч|рнолижгн|ного ра|- квмьфицие||у„д,арак-ери чета формулы полного терни- луж|неге вливиие максичсского сопротивления коитак- мальиых выстував чикрвие. та, плоскостно-шероховатых по- Рьчиюетей ври контакта по- верхностей амв|е 7-го класвсрхногтей (прн отсутствии са чи готы ст вти ител,- окисных пленок) .
иай иагруаиа р(Е. Подставвв (3-6) и (3-22) в (1-!). получим выражение для определения тепловой проводимости контакта при червона |альном патруженни поверхностей с чигтотои обработки до 5-го класса из иысокоиластичиых материалов при р<200 ° !Ов игл!': —.= 2,12 10'Хм —, -'-+ Нн ' р (Ьмьщ1 + й|щлег) Π— щ) (| а) (3-24) Выражение для тепловой проводимости кон|такта прн повторных приложениях нагрузки для всех классон чистоты обработки поверхностей, а также при первоначальных нагружепиях для поверхностей г чистотой обработки вьнпе 11-го класса по;|учим путем подс|ачовки (3-9) и (3-23б) в (1-1): l рн „ + в,„,) (| — ) л При первоначальных приложениях нагрузки на кочтактиыс поверхности Б — 11-го классов чистоты обработки формулу тепловой проводимости найдем подстановкой (3.10) и (3-22) в (1-!): — 2,!2 10'Хщ( ~, ))„) ьч+ (3-26) (вищщ + вща|щ|) ( ) 1 щ 87 Следует учесть, чта при тепловом коптактс разнородных материалов твердость па Брпнгллю НВ принимается для материала г меныпей твердостью.
Тсплоправодпость и предел упругости для случая контакта разнородных материалов принимаются как приведенные и опрсдслвютсн пз выражений в„(а„р, +а,ер) (! — ° в>) >! Т„~ е В„) "(>ь>, а„„)(! ),! ='2,!2 10> +1. Обозначив комплексы «. (ь„+>ьр,) (! — ж) л н х„(>ч„+а;,,) > Хг соотвстсшепно чспез Мор и )>(н„, пшчу'чим: Мп„=.д!(и„( — >>)„> ' +1, илн Мн„- ! Г ~~ ~в.в и „стя (3-27) где с=2,!2 10'.
Такая форма уравнения позволяет пронестп совместную обраГ>отку имеющихся экспериментальных данных н широком диапазоне классов чистоты обработки конзе Ф Вгледг>нис >ага, что в деталях иашнн н механизмов чаше всего встречастсн тепловой контакт поверхностей, испытывающих неоднакратныс приложения нагрузки, наибольший интерес для расчстоз представляет зависимость (3-25), Вывод этой зависимости ныаолнсп с рядом дону>цсппй. В этой связи определенный интерес представляет сравнение экснсрнв>снтальных данных ряда авторов с рсзультатамп расчета па фариулс (3-25).
Приведя зтпнсимость (3.23) к бехра»верному виду путем умножения обеих частей сс на-чч ' '"',получим, Темпе, а. -55за н зоне нон. ан а, 'К бынлензе р зо55 ым пбрабепнн к. Магернал образ.зон 98 ',96 96 196 196 98 Д10 !116 ! Х ! 85197 Ст. 3 Д16Т 1:та.н, -'16 1 4 6 393 383 423 420 346 Стань 45 Сталь 45 Стал~ 46 Э1!$-1 Д16Т вЂ ста 45 Д16Т Л1ОТ 5ОХГСА Сталь 45 — 9Ж-1 1Х13 1Х!3 1Х13 .'549 346 ,556з 377 327 310 196 49 1!7 7 8 т1 19 11 12 7 3 6 5 196 157 6 7 8 И 3 13 1.з 15 18 17 18 30 ! ОП 106 196 196 98 371 371 2157 473 473 473 19 29 21 оо 23 24 41,1 686 117,5 78, б гзб 147 Л1 Сталь 1Х13 ° !Х18!19Т 1Х13 Сталь 45 — 1Х18$$9Т 1Х18НУТ 8 6 — 11 8 8 8 П вЂ” 6 35! 1' 316 303 423 об 26 27 28 29 30 98 9,8 300 290 130 г91 473 473 371 473 429 473 Л16 Д16 30ХГСА 150ХГСА Д16Т 1Х13 1Х13 Д16 :5ОХГСЛ Ста.тн 46 -1Х18НУТ Сталь 45 Сталь 46 Л1'7- -сталь 13 Д1Т (:тал5 46 ,'5 $ 37 147 9,8 259 117,5 98 196 463 371 303 513 376 8а — Ун 4 — 7н 4 — 76 420 417 420 Тнб.
ица Характерпстпкп образцов и условия опытов по коптактиоку теплообпппу в среда воздуха ам по тактных поверхностей, физико-механических свойств контактирующих материалов и воздсйствуюших нагрузок длн межкоптактиой среды — воздух. Как следует из анализа рис. 3-11, уравнение (3-27) с отклонением не более =20е?о описывает результаты большинства опытов, проведенных в широком диапазоне нагрузок, термических условий контакта, чистоты обработки поверхностей для различных материалов (табл. 3-2). Лостаточпо удовлетворительная сходимость экспериментальных данных с результатами приближенного расчета подтверждаст достоверность Принятых допущений. В этом плане П'см, ам с " . представляет интерес — сравнитслыгый анализ с«ас расчетных данных по уточненным (3-7) и (3-1?) сса,«с н ) и приближенной (3-25) , „'баас 1 ' ' -) формулам с эксперимеп- евсаг том, представленных в ср й табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
