книги из ГПНТБ / Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов

ренное движение (направления скорости v и ускорения w совпа­ дают). Сила трения и нормальное давление связаны зависимостью

Если неравенство (2.21) не соблюдается, тело движется вверх по наклонной плоскости, направление и J совпадает с поло­ жительной осью х.

Предполагается, что

и ползун не отрывается от наклонной плоскости. При соблюдении неравенства (2.22) нормальная составляющая R„ реакции направ­ лена по положительной оси у либо равна нулю, если неравен­ ство (2.22) переходит в равенство.

преобразований получим следующие формулы для определения w

Наименьшее значение А, при котором начинается качение, на основании (2.35) и (2.36) определится так:

При указанном значении Ктїп скатывание цилиндра совер­ шается с постоянной скоростью поступательного движения v и постоянной угловой скоростью вращения со; коэффициент трения покоя

/пок = tg ^min = ~J~ •

Качение со скольжением начинается при превышении значе­ ния К, определяемого неравенством (2.41).

2.5. РОЛЬ СМАЗКИ

Назначение смазки. Если толщина слоя смазки несколько больше суммы высот гребешков, трущиеся поверхности не всту­ пают в непосредственный контакт друг С другом. Слой смазки нужной толщины создается благодаря тому, что смазка втяги­ вается в клиновидный зазор при достаточно большой скорости относительного движения; трение становится чисто жидкостным. При малых скоростях (это характерно для многих механизмов приборов) трение является полужидкостным (его можно назвать и полусухим), трущиеся поверхности отделены слоем смазки только на известных участках.

В слое смазки, отделяющем поверхности трения, развиваются высокие давления, что позволяет соблюдать режим жидкостного трения в нагруженных опорах. В опорах с трением качения, в ко­ торых контактирующие поверхности значительно отличаются по кривизне, наличие смазки способствует увеличению контактной площадки и снижению контактных напряжений. Нужно учиты­ вать, что в подшипниках качения с возрастанием скорости уве­ личивается и момент трения.

Жидкостное трение. При наличии смазки трение вызывается сопротивлением сдвигу одного слоя жидкости относительно дру­ гого. На рис. 2.5 изображены пластина./, перемещающаяся со скоростью и и неподвижная пластина 2, отделенные слоем смазки

жен. Скорости промежуточных слоев смазки распределяются по линейному закону (см. рис. 5.4). Движение пластины / сопрово­ ждается сдвигом слоев смазки подобно сдвигу карт в колоде.

Нагрузка на вал прямо в формулу (2.44) не входит, но косвенно учитывается через величину h толщины слоя смазки, уменьшаю­

ных была создана теория жидкостного трения в подшипнике сколь­ жения.

Рис. 2.7

Схематически образование масляного клина в подшипнике можно представить следующим образом. Так как посадка цапфы в подшипнике является подвижной, между цапфой и подшипни­ ком существует определенный зазор. В начале движения цапфа занимает крайнее нижнее положение (рис. 2.7, а). При вращении цапфы она начнет вскатываться по поверхности подшипника в на­ правлении, противоположном направлению вращения, и займет положение, изображенное на рис. 2.7, б. В этом положении тре­ ние близко к сухому и вектор эксцентриситета Оп Оц занимает по

отношению к линии действия Q угол р = arctg (/), где / — коэф­ фициент трения скольжения при отсутствии смазки. Затем в клино­ видный зазор между цапфой и подшипником начнет нагнетаться смазка, увлекаемая вращающейся цапфой. Гидродинамическое давление, развивающееся в клиновидном зазоре, приподнимет цапфу над вкладышем и сместит ее в сторону движения. В резуль­ тате цапфа установится так, что вектор эксцентриситета Оп Оц отклонится от линии действия Q в сторону движения (рис. 2.7, б). К цапфе будут приложены элементарные силы нормального дав­ ления dRn и силы трения dF, равнодействующая R которых будет равна по величине и противоположна силе Q.

Момент трения в цапфе может быть определен из зависимости

где /ц — приведенный коэффициент трения цапфы; г — радиус цапфы.

Приведенный коэффициент / ц является функцией от скорости скольжения vCK и среднего удельного давления q (рис. 2.7, г), определяемого из выражения

уменьшается, достигая минимального значения при некотором

больший коэффициент трения покоя) объясняется тем, что с воз­ растанием скорости vCK увеличивается количество подводимой

вождается уменьшением момента трения. Во избежание такой ошибки нужно проанализировать, как сказывается на величине

Величина момента трения зависит, как видно, от произведе­ ния f^q. Хотя увеличение нагрузки Q и среднего давления q сопровождается уменьшением / ц , но произведение /ц<7 при этом

возрастает и потери на трение с повышением нагрузки увеличи­ ваются.

Чисто жидкостный режим работ опор скольжения возможен при установившемся режиме работы и достаточно большой угло­ вой скорости вращения вала. В приборостроении опоры сколь­ жения работают, как правило, в режиме полужидкостного трения.

Значительные давления, развиваемые в масляном слое, при­ водят к изменению свойств смазки. В первую очередь это сказы­ вается на вязкости, значительно увеличивающейся с ростом давления. Этим, в частности, объясняют способность смазки удер­

ческая теория смазки, в основу которой положен учет как гидро­ динамического эффекта смазки, так и контактных деформаций по­ верхностей контактируемых тел.

Гидродинамические давления, возникающие в смазочном слое, приводят к деформации поверхностей. Это, в свою очередь, влияет на величину и форму зазора между контактируемыми поверх­ ностями и, следовательно, на распределение давлений в смазоч­ ном слое. Решению контактно-гидродинамической задачи посвя­ щены работы А. М. Эртеля, А. И. Петрусевича, А. Н. Грубина, Д. С. Коднира. Подробная библиография по этому вопросу при­ ведена в работе [39].

Требования к приборным смазкам. Виды смазок. К приборным смазкам предъявляются следующие требования [125]: а) смазки должны быть высоко активными; б) способствовать уменьшению потерь на трение; в) предохранять от коррозии; г) выдерживать значительные перепады температур; д) свойства смазки должны

в прочную связь с поверхностями твердых тел, на которые она наносится; активные смазки незначительно растекаются по по­ верхностям трения. Указанное свойство особенно важно для при­ боростроения, где специальные смазывающие устройства с'непре-

уменьшением коэффициента трения. По новейшим воззрениям [103] способность смазки уменьшать потери на трение обуслов­ лено не только ее свойствами, но и взаимодействием смазки с по­ верхностями твердых тел, на которые она наносится. Иными сло­ вами, смазочное действие зависит от сорта смазки и сочетания материалов поверхностей трения.