技术应用
关于对摩擦特性的研究
2013-07-25 09:39  点击:185

  当滚动摩擦时,两物体相互接触作用的摩擦阻力取决于接触区变形性质和接触饱和度。在接触区会发生弹性、塑性和弹塑性变形:宏观上,当轮廓压力(压强)小于摩擦副中较软材料的布氏硬度时发生弹性变形;在大于其较软材料布氏硬度时开始发生塑性变形;一般情况下为弹塑性变形。微观上,两个粗糙凸峰接触,其接触应力为椭圆分布,接触中心应力*大,以该中心为圆心(球体模型)的某一圆区域内压强大于软材料压强而发生塑性变形;接触区外缘为半径的某圆环内其压强小于屈服压强处于弹性变形,而整个凸峰处于弹塑性变形性质,只是弹、塑性变形比不同。当弹性变形未饱和时,由于载荷的增大,使两试件接近量增大,实际接触面积与接近量的r次方增加(一般加工表面r=2),实际接触面积增大了多倍,总摩擦力也增大(已为试验证实),但其增大速度小于载荷增大速度,因而导致f随P的增加而减小。上述情况并不是无限制的,f会有一个*小值,它取决于材料的机械性质、表面状态及润滑情况,即当弹性饱和接触时,其接触面积与接近量成正比增加(r=1),而且主要是塑性变形面积增加,使粘着摩擦力增大,摩擦系数增大,该过程为塑性不饱和或塑性饱和接触,这种情况主要发生在相对重载条件下。

  分析本试验处于弹性不饱和接触,故得到了f随P增加而减小的部分。滚动兼滑动摩擦分析。滚动兼滑动时相当于除受法向载荷外,还受切向力作用,一方面引起接触面的增大,由粘着摩擦理论知道,可使实际接触面积比原来没有切向力时面积增大,从而使摩擦系数增大。另一方面也符合于变形性质及饱和度的分析,由于切向力作用,塑性变形成分增加,变形饱和度增大,也会使摩擦系数增加,但其曲线变化比较平缓。f随P增大而略有降低,可以考虑由于该运动形式卷吸速度较大,20#机油为液体易产生液体动压效应,得到良好润滑,使摩擦系数再度降低的结果。滑动摩擦试验分析。在滑动试验中,钢、铜两试件滑动在一段圆弧内,接触面积,其接触区内接触点连续接触滑动(上试件),则接触区温度持续升高。而温升是摩擦过程中十分复杂的综合作用过程,且是滑动摩擦的重要影响因素。它会使金属软化、润滑状况恶化,摩擦力增大。正因如此,机油润滑时,由于本试验中接触入口难以形成油楔,接触区内又无油沟不易存油,造成润滑不良。同时20#机油不耐高温,摩擦表面恶化,故摩擦力迅速增大而失效)。如试验中观察到当加载达1000N时,有油冒烟现象。试验结束后停车检查试件,发现铜试件已严重磨损,试件温度很高、润滑油中有大量铜屑。3#复合钙基脂是由醋酸钙复合的脂肪酸稠化机油而形成的,其机械安全性和胶体稳定性良好,且较耐高温。同时,在该滑动试验中能有效润滑,并在摩擦表面形成一层油膜,防止金属软化粘结,还起到平均压力的作用。从而抑制了温度的进一步升高,使f有随P增加而减少的趋势。L-P2507润滑剂是由比重大、熔点低的软金属铅粉和烃类化合物混合而成。当滑动摩擦时,剪切发生在软金属铅的内部,随摩擦温度升高,铅逐渐熔化成一层液态金属润滑膜,随着载荷增加和温升累积的影响,软金属铅的熔化程度也提高,摩擦阻力减小,从而呈现出f随P增加而减小的趋势。由于上述两者成分不同,虽说同是温度升高使金属软化的作用,但其作用机理是不同的。

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