Systems. Methods. Technologies 3 (43) 2019

Systems Methods Technologies. V.A. Koronatov. About correct application … 2019 № 3 (43) p. 35-43 40 В формуле (4) учтено, что в текущий момент вре- мени на кинематическую зону скольжения пятна кон- такта будет приходиться не вся прижимная сила 0 N , а только ее часть. Она будет прямо пропорциональна той части от площади всего пятна контакта, которая прихо- дится на кинематическую зону скольжения, т.е.   0 0 0 0 1   br r N , где коэффициент при силе 0 N оп- ределяет величину этой части площади. На зону сцеп- ления будет приходиться оставшаяся часть прижимной силы, которая не влияет на определение силы трения скольжения. Так что для тела качения при определении силы трения F в качестве прижимной силы 0 N следу- ет брать только ту ее часть, которая приходится на зону скольжения, а не всю — как это следовало бы делать при поступательном скольжении тел пары. Эту часть прижимной силы было бы логично назвать эффектив- ной прижимной силой, и ее следует определять как:     . 1 0 0 0 0    br r N N эф (5) Заметим, что в пятне контакта возникающие кине- матические зоны скольжения и сцепления также, как и кинематические зоны в случае скольжения тела с вер- чением [23; 24], будут иметь очень малые времена жизни на мезомасштабном уровне. Они должны очень быстро менять свое местоположение, чтобы все точки пятна контакта успевали «побывать» в этих двух кине- матических зонах на любом, пусть даже очень малом временном интервале, но уже обычного, макромас- штабного уровня. На обычном макромасштабном уровне эти кинематические зоны по отдельности, так же как и зоны скольжения и верчения – при скольже- нии с верчением [23; 24], обнаружить не удастся. Дей- ствительно. Если представить обратное, когда возмож- но одновременное существование таких кинематиче- ских зон на обычном макроуровне, это означало бы, что в пятне контакта имеются как неподвижные точки, так и точки скольжения. Такого, как известно, в нашем обычном макромире у твердого тела наблюдаться не может. Кинематические зоны сцепления и скольжения должны иметь очень малые времена жизни мезомас- штабного уровня. О том, что приведенная формула (5) близка к дейст- вительности, говорит следующее. В монографии А.В. Чичинадзе [9] приводится характеристика трения для тел пар из фрикционно-теплостойкого материала (для которых const f  ), в виде равнобочной гипербо- лической зависимости — что ранее не находило каких либо объяснений. Формула (4) это подтверждает в виде такого же гиперболического закона, что было получено методом кинематических зон. Кроме того, становится ясно, что для нахождения коэффициентов аппроксима- ции 0 0 , b  необходимо сравнить формулу (4) с экспери- ментальной характеристикой трения тел пары, состоя- щих из любых фрикционно-теплостойких материалов. А найденные значения для таких коэффициентов аппрок- симации можно использовать в последующем как эта- лонные. Здесь следует подчеркнуть, что коэффициенты аппроксимации 0 0 , b  — это чисто кинематические коэффициенты, которые не зависят от температурного режима и материалов тел пар. Такими они считались в методе кинематических зон, где были введены. Отметим также, что и для силы трения скольжения при наличии верчения [23; 24]: 0 0 0 0 0 0 0 , fN F rb FF      (6) коэффициенты аппроксимации 0 0 , b  определяются точно также, как это было описано выше для случая скольжения без верчения. Здесь 0  — коэффициент аппроксимации;  — средний радиус пятна контакта;  (считаем, что 0  ) — угловая скорость верчения прижимного тела вокруг оси, проведенной перпенди- кулярно к касательной в точке касания тела к боковой поверхности цилиндра (рис. 5, где  не показана). Для экспериментальной установки 2-го типа: .  r Для этого случая скольжения с верчением эффективная прижимная сила будет равна:     . 1 0 0 0 0 0    br r N N эф (7) Для нахождения коэффициента аппроксимации 0  необходимо будет снять еще одну характеристику тре- ния для тех же фрикционно-теплостойких тел пары, но уже при наличии верчения, и сравнить ее с формулой (6) с учетом зависимости (7). Зависимость коэффициента трения от скорости. Записанная формула (4), в отличие от формул (1) или (2), говорит о том, что характеристика трения не обя- зательно будет качественно эквивалентна зависимо- сти коэффициента трения от скорости, скорее наобо- рот. Для дальнейшего заметим также, что зависимо- сти для коэффициента трения от скорости, что приво- дятся в публикациях и монографиях в настоящее вре- мя, правильнее было бы называть характеристиками трения. Это следует из вышеизложенного для обще- принятого способа снятия экспериментальных харак- теристик трения на установках 2-го типа. Поэтому, например, название справочника [12] «Коэффициенты трения. Справочное пособие», возможно, более пра- вильно звучало бы так: «Характеристики трения. Справочное пособие». Приведенная выше методика для нахождения коэф- фициентов аппроксимации 0 0 0 , ,   b , а через них и    эф N , дает возможность определить закон измене- ния коэффициента трения от скорости    f . Для этого необходима будет еще одна экспериментальная харак- теристика трения тел пары уже из тех материалов, для которых ищется закон    f . Как уже отмечалось, ско- рость скольжения не может напрямую влиять на силу трения скольжения. Такое влияние создается косвенно — через изменяющийся температурный режим в пятне контакта пары, что должно сказываться на виде экспе- риментальной характеристики трения.