Systems. Methods. Technologies 4(36) 2017

Systems Methods Technologies. V.N. Anferov et al. The choice of criterion … 2017 № 4 (36) p. 45-51 50 сора М . В . Коровчинского « Основы термического кон - такта при локальном трении », при стационарном тер - мическом контакте распределение температур в облас - ти контакта и в ее окрестностях пропорционально нью - тоновскому потенциалу простого слоя с плотностью , равной произведению скорости скольжения и контакт - ных напряжений [17]. А в связи с пропорциональностью температуры вспышки ньютоновскому потенциалу В . В . Шульц в своей работе « Температура поверхности фрикционного кольца » вывел прямо пропорциональную зависимость темпера - турной вспышки от удельной мощности трения [23]: , ск qfv P тр = (14) где q — удельная нагрузка контакте , Н / м ; f — коэффи - циент трения ; v ск — скорость скольжения , м / с . В общем случае температура вспышки пропорцио - нальна мощности трения и обратно пропорциональна суммарной удельной теплопроводности λ материалов звеньев передачи , которые характеризуют отдачу тепла от образцов в масло : , 2 1 ск max λ+λ = qfv t (15) где λ 1 , λ 2 — удельная теплопроводность материала звеньев пары , Вт /( м· ° К ) . Разделив обе величины на температуру t max и выра - зив ее из (4), мы получили безразмерный критерий , оценивающий влияние температуры на заедание по - верхностей : ( ) ( ) , 2 1 м кр ск 1 λ+λ − = t t qfv Cr (16) Ниже приведен анализ размерностей величин , со - ставляющих критерий Cr 1 : ( ) ( ) 1. КмВт / КК м / с Н / м 1 = ⋅ − ⋅ = Cr (17) Помимо температурного фактора , на толщину мас - ляной пленки также оказывают влияние кинематиче - ские и кинетостатические факторы , а именно нагрузка в контакте и скорость подачи масла в область контакта . Согласно контактно - гидродинамической теории смазки , толщина масляной пленки в контакте между двумя упругими цилиндрами прямо пропорциональна динамической вязкости масла , скорости движения мас - ляного слоя и обратно пропорциональна удельной на - грузке в контакте . В спироидной передаче масло в кон - такт образцов затягивается с суммарной скоростью качения , равной сумме окружных скоростей звеньев передачи . В соответствии с этим составлен второй кри - терий , оценивающий кинематические параметры мас - ляной пленки : , 2 η = Σ v q Cr (18) где v ∑ — суммарная скорость качения , Вт /( м·К ) ; η — динамическая вязкость жидкости , Па·с . Поскольку в каталогах и свободном доступе приво - дятся сведения о кинематической вязкости и вязкостно - температурные характеристики масел , в (18) подставим зависимость кинематической вязкости µ 0 масла от ди - намической η : , 0 ρµ=η (19) где µ 0 — кинематическая вязкость , м 2 / с ; ρ — удельная плотность жидкости , кг / м 3 . . 0 2 ρµ = Σ v q Cr (20) Ниже приведен анализ размерностей величин , со - ставляющих критерий Cr 2 . 1. / см кг / м м / с Н / м 2 3 2 = ⋅ ⋅ = Cr (21) Согласно первой теореме подобия , умножаем кри - терии 16 и 20. Поскольку степень влияния каждого фактора на начало процесса заедания неизвестна , со - гласно второй теореме подобия , возведем критерии в степени a и b [13]: ( ) ( ) ], [ 0 2 1 м кр ск Cr v q t t qfv Cr b a ≤       ρµ         λ+λ − = Σ (22) где a , b — коэффициенты , учитывающие влияние ком - плексов факторов на заедание поверхностей ; [ Cr ] — граничное значение критерия заедания . Предложенный критерий работает на втором этапе развития процесса заедания поверхностей и учитывает два ключевых комплекса факторов : – температурный , учитывающий влияние темпера - туры масла на толщину масляной пленки в контакте ; – гидродинамический , учитывающий влияние не - сущей способности масляной пленки и физические свойства масла . Предлагаемый безразмерный критерий является критерием не только заедания , но и подобия , так как в комплексе учитывает все значимые факторы процесса . Критерий подобия , в свою очередь , расширяет воз - можности моделирования процесса при физическом или математическом моделировании . Выводы Авторами проведен анализ существующих критери - ев заедания для различных узлов трения . Установлено , что наиболее теоретически обоснованными и потенци - ально применимыми для других типов передач , в том числе спироидных , являются критерии , которые бази - руются на выводах из температурного уравнения Блока или контактно - гидродинамической теории смазки . На основе факторного анализа предложен безраз - мерный критерий заедания для спироидного зацепле - ния , который позволяет еще на стадии проектирования определить комбинацию факторов , при которых про - цесс заедания будет достигать критической стадии . Литература 1. Bell J.C., Dyson А . The effect of some operation factors on the scuffing of hardened steel discs // Second symposium on elas- tohydrodynamic lubrication, leeds (England). 1972. Apr. Par. 11/72. P. 87–92. 2. Block H. Theoretical study of temperature raise at surfaces of actual contact under oiliness lubricating conditions // Proc. Inst. Of Mech. Eng. 1937. Vol. 2. P. 222–235.