Диссертация (1173124), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Согласно п. п. 2 и 3, подтверждается закономерность увеличения коэффициента полезного действия с уменьшением коэффициента трения скольжения.Вместе с тем при отмеченной закономерности износостойкость поверхностейтрения снижается (увеличивается параметр Da), что означает противоречиемежду энергетическими затратами на преодоление трения и долговечностьютрибосистемы.5. Подтверждается практическое равенство относительного контурного давления удвоенному коэффициенту трения скольжения, т.е. = 2f.6. В рассмотренной выборке материалов на механизмы изнашивания МР, МЦУ,МнЦУ приходится соответственно 40, 35 и 25 %.В связи с отмеченными особенностями изменения показателей , f и η представляет интерес рассмотрение комплексного критерия износостойкости (долговечности) видаƐ = 1/ η.Расчётные значения этого критерия приведены в таблице 4.7.(4.31)76Таблица 4.7 – Значения критерия износостойкости поверхности трения№ варианта123Ɛ20,024,124,4№ варианта111213Ɛ19,319,419,34521,1 37,91467891017,519,319,321,719,3161718192019,828,636,236,819,21520,0 44,6По результатам таблицы 4.7 можно заключить, что наилучшие показателикритерия Ɛ (37,9 – 44,6) относятся к элементам, изнашивающимся по механизмумногоцикловой усталости (варианты 5, 15, 18, 19), что не вызывает принципиальных сомнений.Наименьшие значения Ɛ характерны для деталей, изнашивающихся по механизму микрорезания (варианты 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 20), что также логично.
Остальные варианты деталей занимают промежуточное положение.Можно рассмотреть также критерии выбора Ɛ₁ = 1/ η и Ɛ₂ = / .Результаты расчета представлены ниже (таблица 4.8).Таблица 4.8 – Значения критериев износостойкости поверхностей трения№ вариантаƐ₁№ вариантаƐ₁№ вариантаƐ₂№ вариантаƐ₂125,12 6,9311124,13 4,59123,08 4,1111122,44 2,783456789107,085,6612,34,164,574,175,904,3213141516171819204,575,123456789104,163,417,622,622,652,483,542,5913141516171819202,653,109,292,995,56,997,472,6614,75 5,058,7311,63 11,86 4,33Выводы по результатам таблицы 4.7 аналогичны заключениям по таблицы4.8. Наибольшие значения Ɛ₁ и Ɛ₂ отмечаются для вариантов 5, 15, 18, 19, изнаши-77вающихся по механизму МнЦУ.
Во всех расчетных случаях вариант 17 можно отнести к изнашиванию по смешанному механизму МнЦУ (ведущий механизм) иМЦУ (сопутствующий механизм).Анализ применимости показателей Ɛ, Ɛ₁ и Ɛ₂ приводит к предпочтительномуиспользованию Ɛ₂, как наиболее простому по форме и оперативному при вычислении критерия. Более того, посредством его можно оценивать относительную износостойкость по 10-балльной шкале.Выводы1. Коэффициент трения скольжения и коэффициент полезного действия зависятот механизма изнашивания трущихся элементов трибосистемы. Подтверждается закономерность увеличения коэффициента полезного действия с уменьшением коэффициента трения скольжения, чему соответствует снижение износостойкости поверхностей трения.2.
Для оценки относительной абразивной износостойкости металлических материалов рекомендуются комплексные критерии, включающие параметрыпарциального микроизноса, кривой опорной линии (гипсограммы) и коэффициент трения скольжения. На их основе можно использовать 10-бальнуюшкалу износостойкости.3. С целью идентификации механизмов изнашивания элементов трибосистемпредлагается триограмма микрорезания, малоцикловой и многоцикловойусталости. Подтверждение механизмов изнашивания возможно по показателю фрикционной усталости.4.6.Комплексный критерий абразивной износостойкостиповерхностей тренияИсследуется критерий, учитывающий парциальный микрометалл Dm, относительную твердость трущихся металлов Кт и показатель фрикционной усталостиt:Ɛ = Dm·KTt(4.32)78Результаты расчета Ɛ приведены в таблице 4.9.Таблица 4.9 – Расчетные и экспериментальные показатели неподвижных (а)и подвижных (δ) дробящих плитМаркаJh ,Ктtа) ВСН-90,440,752,82104,90,1955 1,1913 0,7185 1,3918ЦН-160,630,923,1730,90,4837 2,9476 0,2116 4,7259ОМГ-Н0,450,622,111460,1641Т-5900,430,863,93112,80,2377 1,4485 0,7726 1,2943ВСН-110,420,722,04165,50,2149 1,3096 1,1336 0,8821δ)ЭН-60М0,680,602,71103,10,1703Т-5900,430942,7456,20,3629 2,1309 0,5451 1,8345ЦН-160,460,923,782,50,3379 1,9841 0,8002 1,2497ВСН-90,540,823,3242,50,2794 1,6406 0,4122ОМГ-Н0,450,502,1349,50,1028 0,6036 0,4801 2,0829Т-6200,600,972,7360,50,5521 3,2419 0,5868 1,0704КБХ-450,491,282,046,20,8028 4,7140 0,4549 2,1983электродамкмƐƐ1_JhDm1,01,01,01,01/Jh1,01,02,460Из полученных значений Ɛ и относительных величин Ɛ1 (эталон ОМГ-Н длянеподвижных плит и ЭН-60М для подвижных плит) следует, что лучшие показатели имеют соответственно наплавки электродами ЦН-16, Т-590; ЦН-16, Т-620, Т620 и КБХ-45.
Из них можно выбрать электроды ЦН-16 и КБХ-45.4.7.Трибоадаптивный критерий дробящих плитТрение и изнашивание рассматриваются как самоприспособляющаяся система, в которой под воздействием внешнего нагружения происходят адаптационные изменения исходныхсвойств трущихся тел. Так, действующие контактные давления на поверхность трения вызывают изменение начальных прочностных и пластических показателей активных подповерхностных слоёв.79Применительно к дробящим плитам щековой дробилки со сложным движением подвижной плиты в качестве внешнего контактного воздействия рассматривали относительное контурное давление, мерой которого полагается относительнаяопорная линия ( ), а результатом его действия – трибодеформационное упрочнение (или разупрочнение) подповерхностных слоёв ( ) на соответствующую глубину (ℎ0 ).Относительная опорная линия ( ) является ординатой полюса () в нормализованной системе координат «относительная опорная линия – относительноесближение Ɛ» (рисунок 3.3).Степень трибодеформационного упрочнения как отношение поверхностной( ) и исходной (0 ) микротвёрдости = ⁄0 оценивается по формуле [42, 59,70] = (γ ⁄Dm )/ ,(4.33)где γ = 0,618 – гармоническое значение парциального микрометалла в системе золотой пропорции [87]; , – фактические парциальные величины микрометалла и микроизноса соответственно.Показатели и характеризуют собой причинно-следственную связь, исследование которой является целью настоящей работы.Для исследования выбраны экспериментальные и расчётные триботехническиевеличины дробящей плиты, полученные при поперечном и продольном профилографировании изношенных наплавленных поверхностей (таблицы 4.10, 4.11).Исследовался критерий = · .Таблица 4.10 – Исходные и расчётные показатели критерия подвижнойплиты щековой дробилки при поперечном профилографированииМатериалРабочаязона∆, %ЭН-60М-3вход0,4640,531,1790,6251,13Т-620вход0,4270,551,1070,6091,4680Продолжение таблицы 4.10ВСН-8вход0,4170,551,0850,5973,40ВСН-11вход0,4790,521,2040,6261,29ЭН-60Мвход0,5920,431,3310,5668,41ВСН-11середина0,6230,491,3490,6616,96Т-620середина0,4370,511,1280,5756,96ВСН-6середина0,3240,510,8290,6150,49ВСН-8середина0,4580,521,1680,6071,78ВСН-11середина0,6230,491,3490,6616,96ЭН-60Мсередина0,4690,531,1870,6230,81ВСН-8выход0,3030,520,7580,68611,0ЭН-60М-1выход0,3670,550,9590,5737,28Т-620выход0,3500,580,9110,6373,02По результатам расчётов таблицы 4.10 можно заключить следующее:1.
Значения критерия = · для упрочняющихся поверхностей ( > 1)близки к гармоническому значению γ = 0,618: расхождение составляет∆ = 0,81...8,41% при среднем ∆ = 3,92 %.2. Для разупрочняющихся поверхностей ( < 1) близость к гармонической величине 0,618 достигается при критерии = / : расхождение доставляет∆ = 0,49...11 % при среднем ∆ = 5,45 %.3.
При указанных незначительных расхождениях значений критерия и γ =0,618 можно принять для упрочняющихся ( > 1) и разупрочняющихся( < 1) поверхностей соответственно = · и = / .81Таблица 4.11 – Исходные и расчётные показатели критерия дробящей подвижной плиты щековой дробилки при продольном профилографированииМатериалРабочаязона∆, %ВСН-6вход0,3750,5250,9810,53513,40Т-620вход0,6840,3801,3630,51816,20ВСН-6вход0,4040,5801,0550,6120,99ВСН-8вход0,6250,4151,3500,5609,38ВСН-11вход0,4950,4901,2290,6022,57ЭН-60Мвход0,4540,5101,1610,5953,74ВСН-11вход0,4950,4901,2290,6022,57ЭН-60Мсередина0,6200,4501,3470,6061,89ВСН-11середина0,4170,5651,0850,6130,81Т-620середина0,5460,4751,2920,6140,67ВСН-8середина0,5580,4601,3040,6002,93ВСН-11середина0,4000,5201,0450,5648,68ВСН-8выход0,5400,5051,2860,6495,08ЭН-60Мвыход0,6900,4701,3630,6413,69Т-620выход0,5040,4801,2420,5963,56ВСН-11выход0,5400,4651,2860,5983,24По результатам таблицы 4.11 можно сделать следующие выводы:Для упрочняющихся поверхностей ( > 1) расхождение критерия = · с гармонической величиной 0,618 находится в интервале ∆ = 0,67...16,2 % присреднем ∆ = 4,4%; для разупрочняющейся поверхности (наплавка ВСН-6 при =0,981 < 1) расхождение критерия = / с величиной 0,618 составляет ∆ =13,4 %.821.
Полученные расчётные значения критерия для упрочняющихся иразупрочняющихся поверхностей при поперечном и продольном их профилографировании согласуются между собой.Установленное удовлетворительное соответствие критерия гармоническому значению γ = 0,618 позволяет выразить триботехнические показателитолько посредством или .
Так, коэффициент трения можно вычислить по формулам [68, 69] = (1,5 − 0,5⁄ )2⁄(1−) , = (1,5 − 0,809 )(1,236/)⁄(1−0,618/) ,(4.34)(4.35)Вывод.Трибоадаптивный критерий = · (при > 1) и = / (при < 1) практически совпадают с гармоническим критерием γ = 0,618. Посредством критерия отмечается взаимосвязь триботехнических показателей, свидетельствующая о самоприспособляемости (самоорганизации) трибосистемы к внешнему воздействию.4.8.Уравнения параметров шероховатых поверхностей тренияРеальные поверхности трения характеризуются кинетической шероховатостью, которая может описываться кривой опорной поверхности – гипсограммой –в нормализованной системе координат «относительная опорная линия – относительное сближение − ℇ» [39, 42, 62].В этой системе можно выделить следующие показательные параметры (см.рисунок 3.3): − относительная длина кривой опорной поверхности (гипсограммы); − относительная длина линии, соединяющей центры тяжести Ca и Cmплоских фигур Da и Dm (бицентроиды); Da, Dm – парциальные микроизнос и микрометалл соответственно [72].Для указанных параметров рассматривается уравнение вида2 − γ + β = 0,(4.36)83решением которого является выражение1,2 = 0,5 [γ ± (2γ − 4β )0,51,2 = 0,5γ ± (0,252γ − β )или]0,5(4.37).(4.38)Вычислению парционального микроизноса Da по (4.37) или (4.38) предваряется экспериментальное измерение параметров γ и β , представляемых в единичном измерении.Проверим применимость предложенного уравнения на примере экспериментальных параметров поверхностей трения деталей строительной техники различного функционального назначения [41].Экспериментальной основой исследования послужили профилограммы поверхностей трения дробящих плит щековых дробилок.
Для исследования принятапроизвольная выборка профилограмм, позволяющая подойти к обобщающему целевому выводу.В процессе исследования различных типов гипсоцентроидных моделей [62,42, 41] выявлены следующие характерные параметры: γ , β , – относительноеконтурное давление при полюсном сближении ℇp (см. рисунок 3.3); коэффициентотносительного удлинения δ , вычисляемый в зависимости от относительногоудлинения δ:δ = 0,5(1 − ), δ = (1 − δ)1/δ .(4.39)Экспериментально – расчётные и расчётные по (4.39) величины представлены в таблице 4.12.Таблица 4.12 – Исходные и расчётные параметры поверхностей трения№ вариантаγββ /γδ12∆, %∆δ , %11,480 0,485 0,328 0,510 0,318 0,990 0,490 0,480 2,083,0021,500 0,486 0,324 0,545 0,322 1,027 0,473 0,365 29,60 0,6231,490 0,486 0,326 0,583 0,322 1,008 0,482 0,358 34,70 1,2341,500 0,470 0,313 0,532 0,320 1,054 0,446 0,440 1,302,2284Продолжение таблицы 4.1251,600 0,486 0,304 0,704 0,339 1,192 0,408 0,210 94,10 11,5161,414 0,486 0,344 0,481 0,314 0,825 0,589 0,540 9,048,7271,435 0,486 0,339 0,480 0,314 0,887 0,548 0,542 1,077,3781,500 0,486 0,324 0,400 0,305 1,027 0,473 0,604 21,65,8691,500 0,486 0,324 0,541 0,321 1,027 0,473 0,424 11,60,93101,500 0,486 0,324 0,463 0,312 1,027 0,473 0,580 18,43,70111,490 0,485 0,326 0,450 0,311 1,010 0,480 0,610 21,20 4,60121,500 0,480 0,320 0,481 0,314 1,037 0,463 0,540 14,30 1,88131,435 0,475 0,331 0,480 0,314 0,917 0,518 0,542 4,405,10141,490 0,486 0,326 0,510 0,318 1,008 0,482 0,480 0,402,45151,700 0,500 0,294 0,520 0,319 1,209 0,236 0,183 29,08,50161,450 0,470 0,324 0,508 0,317 0,960 0,489 0,485 0,502,16171,650 0,500 0,303 0,520 0,319 1,210 0,385 0,300 28,30 5,28181,600 0,486 0,304 0,560 0,323 1,192 0,408 0,229 78,00 6,25191,680 0,505 0,301 0,520 0,319 1,309 0,371 0,225 65,10 5,98201,540 0,510 0,331 0,464 0,312 1,058 0,482 0,578 16,60 5,74Правильность решения (4.38) проверялась по условиям [84]1 + 2 = γ , 1 · 2 = β .По результатам таблицы 4.12 можно заключить следующее.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
