Проста формула для визначення коефіцієнта тертя в змащуваних дискових варіатора

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

Нурбія Гулиа, Дмитро Ковчегін, Сергій Юрков, Катерина Петракова

Одним з найважливіших питань, що виникають при конструюванні змащуваних фрикційних варіаторів, є обгрунтований вибір коефіцієнта тертя в робочих зонах фрикційних контактів. Треба відзначити, що тертя в цих фрикційних контактах істотно відрізняється від звичайного сухого або граничного тертя і лише умовно може бути охарактеризований як тертя.

При навантаженні фрикційного контакту силами нормального тиску і обертанні самих робочих тіл (ковзанок) виникає дуже короткочасне, порядку тисячних часток секунди, і істотний тиск - до тисяч мегапаскалей, здавлювання рідкого мастильного матеріалу (ЖСМ) у зонах контакту. При такому характері навантаження ЖСМ - мінеральне масло, або в ще більшому ступені спеціальні високо-тягові рідини (трактанти), переходять в стан, близький до пружно-в'язкого твердого тіла, і починають передавати істотні тангенціальні навантаження [1].

Найчастіше коефіцієнт тертя fp визначають за відомою формулою О. Г. Ромашкіна [2], отриманої на основі випробувань варіатора Є. І. Пирожкова:

fp = Км (a / b) -0,2919 ρy-0, 0631σн0, 4865V1-0, 4749VΣ-0, 3103, (1)

де Км - коефіцієнт, що залежить від типу ЖСМ, що заливається в варіатор (Км = 0,002 для мінеральних масел; Км = 0,0035 для трактантов); a і b - осі еліпса плями контакту; ρy - приведений радіус кривизни фрикційних дисків у напрямку вектора швидкості кочення; σн - контактні напруги в нижньому та верхньому контактах; V1 - найбільша в напрямку вектора швидкості кочення швидкість геометричного ковзання; VΣ - сумарна швидкість кочення в контакті.

Однак експериментальні дослідження планетарного дискового варіатора показали, що формула (1) дає розбіжності на 50% і вище при низьких сумарних швидкостях кочення VΣ. Це викликано як особливостями контакту Байєра в порівнянні з фрикційним контактом варіатора Є. І. Пирожкова, так і тим, що випробування проводилися в досить вузькому діапазоні дуже високих VΣ = 36 ... 52м / с. Апроксимація експериментальних даних проводилася тільки для цього діапазону і поза його розбіжності виходять суттєвими.

Н. В. Гулиа і С. А. Юрков в [3] були запропоновані формули для визначення коефіцієнтів УГД-тертя, що враховує велику кількість факторів, що не враховуються у формулі О. Г. Ромашкіна, зокрема, вплив фактора кружляння. Цей фактор, кілька знижує коефіцієнт УГД-тертя при малих і великих передавальних відносинах варіатора, особливо характерний для фрикційних контактів Байєра в дискових варіатора.

Згадані формули для визначення коефіцієнтів УГД-тертя представлені нижче:

(2)

де KVΣ - поправочний коефіцієнт, що враховує вплив сумарних швидкостей кочення; a1, a2, a3, b1, b2, b3, c1, c2, c3 - коефіцієнти, Ф - фактор кружляння; φ - відносна швидкість геометричного ковзання.

Для мінерального масла коефіцієнт a1 = 0,045 в нижньому контакті, a1 = 0,037 у верхньому контакті; b1 =- 0,7. Решта коефіцієнти наведені в [3].

Поправочний коефіцієнт KVΣ визначається за формулою:

для нижнього контакту

(3)

для верхнього контакту

(4)

Але для більш точної відповідності експерименту, причому з урахуванням фізичного відповідності реальному процесу передачі крутного моменту варіатором, були прийняті наступні припущення.

1. Характер впливу типу ЖСМ, його температури та контактних напружень на коефіцієнт УГД тертя в роликових стендах і в варіаторі досить близький один до одного. Це відповідає світовій практиці конструювання варіаторів, де матеріали стендових досліджень закладають у вихідні дані при розрахунку варіаторів.

2. Вплив тертя кружляння і прослизання на коефіцієнт УГД тертя в планетарному дисковому варіаторі у великій мірі компенсує один одного практично у всьому діапазоні передавальних відносин. Це було підтверджено розрахунками та, як буде видно надалі, експериментів.

У результаті для розрахунку реальних коефіцієнтів УГД тертя вийшла проста формула

(5)

де a, b, c - коефіцієнти впливу сумарної швидкості на коефіцієнт УГД-тертя в залежності від температури використовуваного типу ЖСМ і контактних напружень.

Поправочний коефіцієнт KVΣ для (5) визначається за формулою:

для нижнього контакту

(6)

для верхнього контакту

(8)

Коефіцієнт KVΣ характеризує тип і вид фрикційного контакту (зовнішній чи внутрішній), а також вплив швидкості VΣ на ці фактори.

У таблице1 наведені значення a, b і с для двох типів ЖСМ - трактанта «Сантотрак-50» і мінерального масла при температурах 50 ° С і 100 ° С, при контактних напругах σн від 782 до 1565МПа. Це найбільш характерні умови роботи варіаторів, для яких є достатньо великий експериментальний матеріал.

Таблиця 1

Тип ЖСМ Температура ЖСМ T, ° С Контактні напруги σн, МПа Коефіцієнти
a b c
Сантотрак-50 50 782 0,0470 -0,5866 0,0235
1100 0,0626 -0,4943 0,0468
1355 0,0602 -1,3563 0,0282
1565 0,0526 -0,4280 0,0233
100 782 0,0563 -0,5790 0,0254
1100 0,0669 -0,4998 0,0436
1355 0,0683 -0,3719 0,0596
1565 0,0566 -0,4537 0,0307
Мінеральне масло 50 782 0,0309 -0,7977 0,0652
1100 0,0394 -0,5914 0,0444
1355 0,0306 -0,5984 0,0240
1565 0,0356 -0,5404 0,0235
100 782 0,0241 -0,8359 0,0191
1100 0,0283 -0,7494 0,0165
1355 0,0351 -0,6432 0,0215
1565 0,0404 -0,5514 0,0275

Проміжні значення коефіцієнтів а, b і c можуть бути отримані інтерполяцією, наприклад, за допомогою відповідних графіків.

На графіках рис.1 наведені значення fp для внутрішнього і зовнішнього контактів за даними випробувань варіатора [4] для частоти обертання входу n1 = 1460мін-1 - суцільна лінія і за формулою (5) - штрихова лінія.

Рис.1. Залежність коефіцієнтів тертя fp від передавального i при частоті обертання входу n1 = 1460мін-1 і змащення мінеральним маслом: суцільна лінія - за даними випробувань; пунктирна лінія - за формулою (5)

На рис.2 - те ж для ЖСМ «Сантотрак-50». На рис.3 і 4 наведені ті ж дані, але для n1 = 2850мін-1.

Рис.2. Залежність коефіцієнтів тертя fp від передавального i при частоті обертання входу n1 = 1460мін-1 і змащення трактантом «Сантотрак-50»: суцільна лінія - за даними випробувань; пунктирна лінія - за формулою (5)

Рис.3. Залежність коефіцієнтів тертя fp від передавального i при частоті обертання входу n1 = 2850мін-1 і змащення мінеральним маслом: безперервна лінія - за даними випробувань; пунктирна лінія - за формулою (5)

Рис.4. Залежність коефіцієнтів тертя fp від передавального i при частоті обертання входу n1 = 2850мін-1 і змащення трактантом «Сантотрак-50»: суцільна лінія - за даними випробувань; пунктирна лінія - за формулою (5)

Зазначимо, що запропонована формула (5) простіше всіх інших відомих формул для визначення коефіцієнта тертя змащуваних варіаторів і досить адекватно відображає дані експериментів. Враховуючи, що в експериментах були отримані практично максимальні значення коефіцієнтів тертя fp, значення коефіцієнтів тертя, отримані з (5), як, власне, і з (1), при використанні їх на практиці необхідно розділити на величину коефіцієнта запасу по зчепленню β = 1 , 25 ... 1,5.

Зауважимо, що для дуже низьких швидкостей VΣ, які мають місце у верхньому контакті при малих передавальних відносинах і частотах обертання (рис.1 і 2) можуть мати місце випадки граничного тертя, що підвищують коефіцієнт тертя при випробуваннях, але не цілком відображають картину чистого УГД- тертя. Зі збільшенням частоти обертання, а, отже, і VΣ, розрахункові дані практично збігаються з даними випробувань (рис.3 і 4). Тут поверхні кочення вже повністю розділені плівкою ЖСМ і має місце чисте УГД-тертя.

Список літератури

ЕлмановІ.М., КолесніковВ.І. Термовязкоупругіе процеси трибосистем в умовах упругогідродінаміческого контакту. - Ростов-на-Дону: Центр Вищої школи, 1999. - 173с.

РомашкінО.Г. Про вплив геометрії основного контакту фрикційної безступінчатим передачі на коефіцієнт тертя / / Тертя і знос. - 1986. -Т.7. - № 5. - С.894 ... 899.

ГуліаН.В., ЮрковС.А. Визначення коефіцієнта тертя упругогідродінаміческого в зонах контактів фрикційних варіаторів при наявності кружляння / / Тр. МГИУ. - 2001. - С.38 ... 47.

ГуліаН.В., КовчегінД.А., ЮрковС.А. Основні експериментальні характеристики нового адаптивного варіатора. Життєпис, 2002.


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат
19.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Визначення коефіцієнта тертя ковзання
Визначення посадки для підшипника ковзання в умовах рідинного тертя Засоби вимірювання
Розробка алгоритму і програми для обчислення коефіцієнта оперативної готовності системи
Теореми Ролля Лагранжа Коші Правило Лопіталя Формула Тейлора для функції однієї та двох змін
Проект ділянки термічної обробки дискових фрез
Пасивна адаптивність і живучість фрикційного варіатора
Основні експериментальні характеристики нового адаптивного варіатора
Шизофренія проста форма
Проста лінійна регресія
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru