Способ оценки распределения тепловых потоков в трибосопряжениях

Способ оценки распределения тепловых потоков в трибосопряжениях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

т, Б. В. Протасов, И. В. Крагельский, А. П. Рамзаев и Б. Я. Сачек (72) Авторы изобретения

Саратовский. политехнический институт и Института . машиноведения им. акад А. А. Благонравова (7l) Заявители (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ

ПОТОКОВ В ТРИБОСОПРЯЖЕНИЯХ

Изобретение относится к технике исследования сопротивления изнашива нию твердых материалов и касается оценки коэффициента распределения тепловых потоков между элементами пары трения, используемого в тепловых расчетах узлов трения и характеризующего доли теплового потока, поступающие в каждый из элементов трибосопряжения.

Первые температурные задачи прй. трении решались в предложении, что эти доли равны, т. е. с т.т = О;5.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ оценки распределения тепловых

15 потоков, в трибосопряжениях, заключающийся в том, что контактирующие поверхности исследуемого трибосопряжения. прирабатывают в заданном режи-

20 ме до стабилизации температуры и коэффициента трения, регистрируют параметры процесса трения, в частности температуру на размочной глубине от поверхности трения, и по- аналитической зависимости-находят величину и отношение тепловых потоков fl).

Однако точность- известного способа невысока, поскольку она зависит от точности -измерения перепадов температур между- точками установки тер- . мопар. При этом применение токосьемников для вращающихся. деталей вносит дополнительную ошибку в измерение термо-ЭДС> обусловленную непостоянством их переходного .сопротивления. В связи с этим. использование известного способа ограничено практически лишь лабораторными установками трения.

Цель изобретения - повышение способа точности оценки .распределения тепловйх потоков и расширение области его использования.не только на модельные, но и натурные трибосопряжения

Для достижения указанной цели по окончании приработки регистрируют параметры шероховатости на приработанных участках контактирующих повеох3 92 настей каждого из элементов трибосопряжения, а в качестве аналитической зависимости используют отношение

Ч(Я „Е

q йц, где q — тепловые потоки, поступа1, 1 ющие в каждый из элементов трибосопряжения в стационарном режиме;

Е 1 — модули упругости материалов трущихся элементов;

R — среднее арифметическое ч1Д отклонение профиля приработанных поверхностей каждого из элементов трибосопряжения.

Предлагаемый способ основан на том, что в процессе приработки на поверхностях трения образуется отличная от исходной равновесная шероховатость геометрические параметры которой (например Rg зависят от условий трения (P, U, f), а распределение генерируемого трением потока тепла Я КРЧ) между сопряженными элементами пропорционально их полным тепловым сопротив лениям К и физико-механическим свойствам (найример Е, HB) сопряженных материалов.

Способ реализуется следующим образом.

Исследуемая пара трения прирабатывается при скорости скольжения V давлении P до наступления стациойарного режима, который характеризуется стабилизацией температуры в зоне трения и минимумом коэффициента трения (f). Достижение такого режима говорит о том, что на поверхностях трения сформировался микрорельеф, соответствующий состоянию равновесия пары трения, а равновесная шероховатость, оптимальная для данных условий трения, подчиняется принципам минимизации термодинамической системы.

Эксперимент показывает, что.образование устойчивого микрорельефапроцесс достаточно длительный и происходит не одновременно по всей поверхности трения. Поэтому измерение параметра шероховатости необходимо проводить на нескольких (не менее трех) приработанных площадках на обеих поверхностях, а чтобы значение этого параметра было статистически достоверным, на каждой из площадок

6574 4

S 0 !

Формула изобретения

io

45 должно быть произведено 5-10 измерений. В дальнейшем в расчете используются среднестатические параметры микрФ-еометрии, в частности R<, . Регистрируемым параметром шероховатости также может быть наибольшая высота неровностей профиля 3 п „ и другие гостированные параметры. Затем по справочным данным находят механические свойства материалов сопряженных элементов, в чаСтности модули упругости (Е), твердость (НВ) и т.д., а распределение общего теплового потока по элементам трибосопряжения оценивают по отношению

Эта зависимость подтверждена экспериментально и устойчиво воспроизводится. При всех прочих равных условиях на,том элементе, в который поступает больший поток тепла (энергетически он больше нагружен), равновесная шероховатость больше, чем на сопряженном с ним элементе.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа по сравнению с известными состоит в большей точности определения коэффициента с(.т „, так как для вычисления отношения * „lц, не требуется измерений температурйых параметров на фиксированной глубине, что исключает погрешности, связанные с ошибками в установке термопар и использованием токосъемников.

Поскольку операция по измерению температур исключена, то отпадает необходимость в устройствах для.измерения температурного перепада, что делает возможной оценку распределения тепловых потоков в узлах трения практически любой кинематической схемы не только в лабораторных, но и в эксплуатационных условиях..

Способ оценки распределения тепловых потоков в трибосопряжениях, заключающийся в том; что контактирующие поверхности исследуемого трибосопряжения прирабатывают в заданном режиме трения до стабилизации температуры и коэффициента трения, регистрируют параметры процесса трения. и по анаСоставитель 3. Игнатьева

Техред И.Гайду Корректор В.Синицкая

Редактор Л. Филь

Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2975/37

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 9265 литической зависимости судят о распределении тепловых яотоков, о т л ич а ю щ и Й с я тем, что, с целью. повышения точности способа и расширения области его использования, по окончании приработки регистрируют параметры шероховатости на приработанных участках контактирующих поверхностей каждого из элементов трибосопряжения, а в качестве аналити- Io ческой зависимости используют отношение

74 б. где q — тепловые потоки, поступающие в каждый из элементов трибосопряжения в стационарном режиме; . Š— модули упругости. материалов

I трущихся элементов;

R -" среднее. арифметическое.отЩ клонение- профиля -приработанных поверхностей каждого из элементов -трибосопряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чичинадзе А. В. и др. Температурное-поле, коэффициент трения- и из :нос фрикционных пар. М., ВИНИТИ. 1957, тема 20, с. 27 (прототип).