Принципы конверсии и диверсии в отношении износа

Из всех видов износа окислительный наименее разрушительный. Для того чтобы повысить стойкость инструмента следует создавать такие условия, чтобы основным видом износа был наименее разрушительный , например окислительный. Принцип замены более разрушительного износа на менее разрушительный носит название – принцип конверсии.

Второй принцип повышения износостойкости инструмента - принцип диверсии , заключается в том что износ переносится с более дорогой в изготовлении поверхности на сопряженную , замена которой обходится дешевле , или условия которой легче , например, верхняя половина штампа в сравнении с нижней.

В первом приближении объем стертого материала на единицу пути скольжения Z пропорционален суммарной нагрузке W и обратно пропорционален _т более мягкого материала:

,

где - доля связей, обеспечивающих образование частицы.

В первом приближении зависимости стойкости инструмента от интенсивности износа можно придать линейный характер (рис. 15)

, где - допустимое количество образования продуктов износа; U – интенсивность износа (определяется методом радиоактивных изотопов). Чем продолжительнее контакт, тем больше интенсивность износа (см. рис. 15).

Если требуется оценить новый вариант, например, режим упрочнения или условия эксплуатации, то

.

Виды трения. Законы трения

Масса изнашиваемого слоя - сила трения. Трение является определяющим фактором износа.

1. Сухое трение – наблюдается, когда поверхности трущихся тел совершенно свободны от смазки, загрязнений и молекул окружающей среды.

Рисунок 20 - Сухое трение

2. Полусухое трение – можно представить как сочетание сухого и граничного трения, наблюдается при наличии небольшого количества смазки.

3. Граничное трение – наблюдается при наличии тончайших слоев смазки, δ≈0,01 мкм.

Рисунок 21 - Граничное трение

4. Полужидкостное – можно представить как сочетание граничного и жидкостного трения δ≈0,1÷2,0 мкм. Имеется слой смазки, но он не полностью разделяет поверхности.

5. Жидкостное трение – когда неровности поверхностей тел не входят в непосредственное зацепление, δ≈5÷20 мкм.

Рисунок 22 - Жидкостное трение

Для расчета удельных сил трения в ОМД используются следующие зависимости:

1. Формула предельной силы трения (условие Прандтля):

,

где τ_i – сопротивление металла пластическому сдвигу.

Используется при максимально жестких условиях трения, полное отсутствие смазки

2. Закон Зибеля:

,

где f_σ – показатель силы трения ≠ коэффициенту трения;

σ_т – предел текучести деформируемого материала.

Используется при жестких условиях трения, грубая поверхность инструмента. Горячие процессы ОМД.

3. Закон Кулона-Амонтона:

,

где f – коэффициент трения

р - нормальные контактные напряжения.

Используется при относительно мягких условиях трения, гладкая поверхность инструмента, наличие смазки. Волочение, холодно-листовая штамповка (ХЛШ).

4. Закон Ньютона

,

где φ – динамическая вязкость смазки;

Δu – скорость скольжения;

ξ – толщина слоя смазки.

Используется при жидкостном трении.

Влияние шероховатости поверхности на износ

В технологии ОМД бытует мнение «чем меньше шероховатость, тем лучше». С другой стороны на зеркальных поверхностях смазка не поддерживается. Как решить эту проблему? Например, иглы для прессования. Создавать оптимальную шероховатость. Получение управляемого рельефа.

Рисунок 23 - График зависимости величины износа

от шероховатости поверхности

Основные способы повышения износостойкости

1. Правильный подбор технологической смазки.

2. Уменьшение давления на поверхности трения.

3. Увеличение твердости металла инструмента.

4. Повышение качества поверхности инструмента.

5. Эффективные средства повышения поверхностной твердости:

Эффект безизносности (Крагельский И.В., Гаркунов Д.Н.) избирательный перенос при трении. Самовосстанавливающиеся узлы.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: