автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.04, диссертация на тему:Исследование контактных характеристик шероховатых, сильно анизотропных повехностей

^ВрШОЖЯІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ПВДШЯ

ч# ' ...........................................

^ V "

Не правах рукопису

4 А*

гч

БАЧИНСЬКА НЕЖ - КАЗШИИША -

. УДК 621.891

ДОСЛЩЕЕНЯ КОНТАКТНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ШОРСТКИХ, СИЛЬНО АНІЗОТРОПНИХ ПОВЕРХОНЬ

Спеціальність 05.02.04 - Тертя та знос в машинах

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття вченого ступеня

• кандидата технічних наук

Хмельницький 1994

Робота виконана в Технологічному Університеті Поділля

НАУКОВИЙ КЕРІВНИК :

ВосЬог асіегЛіає йесізпАсагші, доктор технічних наук, професор СЕМЕНШ М.Ф. '

ОФІЦІЙНІ ОПОНЕНТИ : доктор технічних наук,, професор

КИСЛИЙ 0.0. .

кандидат технічних-наук, доцент КАРАЗЕЙ В.Д.

ВЕДУЧЕ ПІДПРИЄМСТВО : Красидівський машинобудівний

завод . .

»

Захист відбудеться ” $0 зме/попц^і,1994 р.. в /5"^тодии на засіданні спеціалізованої ради Д.29.ОІ.0І а .Технологічному Університеті Поділля за адресою 260016» м^Іиельніщьішй, вул. Інститутська, IX, 3-й учбовий корпус , аад засідань. ч 3 дисертацією мояна ознайомитися в науковій бібліотеці Технологічного Університету Поділля / вулЛСаи’яйецька ІІО/І

Автореферат розіслано ""ліювмНА 1994 р.

’ Вчений секретар -

спеціалізованої оада,

кандидат технічних наук професор •

КіницькиЙ Я.Т

• - з -

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність і ступінь дослідавності тематики .

• Розвиток машинобудування та інших галузей промисловості вимагав постійного вдосконалення машин та устаткування. Для цього необхідно вже на стадії проектування з достатньою точністю прогнозувати їх експлуатаційні якості.

Маяшни та устаткування містять вузли тертя, які є головним джерелом їх відказу та виходу з ладу. Дівишення зносостійкості вузлів тертя - найважливіший і найголовніший фактор збільшення строку служби малин та устаткування.

. Найбільш, раціональний шлях підвищення довговічності машин-оптиміззція способів зменшення зносу катеріалів на основі розробки розрахункових методів оціиси Зносу сполук, шо труться. Створення узагальнених теоретичних моделей зношення дозволяв нже на стадії- їх проектування обгрунтовано, прогнозувати знос чи ресурс сполук, шо труться.

В зв’язку з цим особливу актуальність набуває знання таких характеристик сполук, шо труться, як фактична площа контакту, котра використовується в багатьох, розрахункових методах теорії тертя та зносу, та контактні зміщення, які особливо важливі для визначення контактної жорсткості стиків деталей. Так, в металорізальних верстатах величина контактних змішень складає майже 90% від загальної величини деформації. ' . '

Дослідження «онтактних характеристик базувть-ся на методах опису шорсткості поверхні. Одним з методів опису шорсткості є метод опорних кривих, який дав певне уявлення про побудоду поверхні ♦ але не дає достатньо точно визначити характеристики поверхні . Цей метод не враховує тога, шо. профілограма дав спотворене уявлення про топографію поверхні* оскільки проходить по па- .

горбах нерівностей, а не через їх вершини.

Принципово нові можливості для розвитку розрахункових методів тертя та зносу дав застосування теорії ст'охастичних полів. Цей метод, який використовується для гаусовських поверхонь, дозволяє розвивати такі методи розрахунку контактних характеристик, які виявляються не тільки значно простішими, але й точнішими в порівнянні з аналогічними розрахунковими методами, шо основані на опису шорсткості за способом опорних кривих .

В даний час методом стохастичних полів вивчені ізотропні поверхні та анізотропні поверхні загального виду. В той ке час шорсткі поверхні з сильною анізотропією, які представляють собою важливий клас поверхонь тертя» практично не вивчені.

В зв'язку зцим, розробка розрахункових методів оцінки фактичної плоті контакту та контактних змішень шорстких, сильно анізотропних поверхонь на основі теорії стохастичних полів є духе важливою і актуальною задачею. . . 7 .

Мета роботи та основні завдання наукового дослідження - розробка • розрахункових методів визначення фактичної площі контакту та кон-тахтних зміщень, включаючи експериментальну перевірку та розробку інженерних методик розрахунку.

йИ2Е£ь Виконано моделювання шорстких, сильно анізотропних повер-хомь. йиачені умови, при яких можлива заміна шорстких поверхонь лоодиноких аиступів.та моделювання цих виступів поверхнями другог( порядку. . _

За двома варіантами виконано розрахунок фактичної площі контакту при пружному контактуванні. Отримано чотири різновидності розрахункових формул. . . .

.'а-лсспсновано дві різновидності формул розрахунку фактичної

площі контакту при пластичному контактуванні. При цьоілу воахо-вуиться зміцнення, мадері алу в процесі пластичного деформування.

На основі індекса Грінвуда отримано індекс пластичності шорстких, сильно анізотропних поверхонь..

Показано* вю розповсюджена в даний час думка про сталість середньої площі окремого контакту із збільшенням навантаження справедлива лише при невелкких навантаженнях, в загальному ж випадку ця думка иевіона. ■

Розроблена конструкція і виготовлена експериментальна установка, яка призначена для експериментального визначення контактних зміщень- поверхонь.'

Запропоновано .два варіанти фораул визначення контактних змішень при пластичному контактуванні.

. Розроблено чотири варіанти формул розрахунку контактних змішень при пруангау контактуванні.

Розроблені методи розрахунку контактних зміщень та площі контакту вшсоркстовуоться при проектуванні верстатних пристроїв та торцевих ущільнень.

Рівень реалізації, впровадження наукових розробок Методи розрахунку фактичної гагоші контакту, рівня деформації, мішшнтаятного об’оьту,. контактних зміщень та індексу пластичності доведені- до інженерних методик.. Результати роботи впроваджені на Красилівськоьу калзшобудівному заводі та Хмельницьких-виробничих об’єднаннях "Уїсиелєктроапарат", "Новатор".

Апробація. Основні положення роботи і її окремі результати доповідались і обговорювались на міжреспубліканській науково-технічній конференції "Якість та надійність вузлів тертя-', Хмельницький, 23-25 вересня 1992 ; міжнародній.науково-технічній конференції "Вдосконалення устаткування легкої промисловості та складної по-

• ..............- 6 - ...........

бутової техніка”, совтеяь 1993, засіданнях наукових семінарів кафедр основ конструювання мааазі та ьшаини і апарати легкої промисловості ТУ Поділля* науково-технічних конференціях викладачів Хмельницького технологічного інституту в 1592-94 рр.

Структура та обсяг роботи

Дисертація складається із вступу, восьми розділів, висновків, списку літератури та додатку. '

Робота виконана на І50 сторінках машинописного тексту, включає 45. рисунків, 102 бібліографічних дазрела.

декларація конкретного особистого внеску дпсзптантз у розробку , наукових результатів, мо виносяться на захист

Дисертація -містить дкпз ті наукові результати, які отримані дисертантом особисто.

Xарактеристика методології, ;-:етод-; дослідження об’єкта '

Об’єктом дослідження е шорсткі, сильна анізотропні.поверхні, При їх .дослідженні використовуються методи математичного моделювання, теорії пружності та пластичності, обчислювальної математики, методи вимірювання фізико-механічнлх характеристик матеріалів, запису та аналізу'параметрів вкгссткості. Розроблена конструкція установки експериментального визначення контактних зміїдень, і«л,ука'і',із..гі'і методом, проведені експериментальні дослідження, результати яких порівнюються з результатами розрахунків за формула ми, одержаними дисертантом та за формулами інших авторів.

‘ ' ЗМІСТ РОБОТИ

гіотуп містить обгрунтування актуальності теми та коротку анно-т-.ці:о сміста дисертації.

В розділі І проаналізовано існуючі методи розрахунку та експериментального, досліддення фактичної плоаі контакту та контактних

сиіиень, сформульовано- завдання подсльзигх досліджень.

Розділ 2 пг.ізвчений ¡-.юделюзаніта шорстких, сильно- анізотропних

• *4

поверхонь. При цьому н-гсвітлеттьса такі' питання :

і- За япих у;."ов можлива заміна шорсткої поверхні сукупністю по-

одпиоккх виступів. ’ ■

2.. За гасс у:.',оз коалива аарокскілаціп поодиноких виступі з поверхнями дорого порядку.

3. Яз ікнуть бути сфор'ульоваиі необхідні углоЕк- моделювання.

Заміна шорсткої логзрхні сукупністю поодккоіпос виступів иоглвва лазе тоді, колі: когна знехтувати злпттли поодиноких контактів в процзеі нгвзнтаясісгя з’єднання- За характеристику злпт-

?

тя контактіз прийнято відкатенкя ” кількості контактів до кількості наступів, вз вступили в контакт. Для розрахунку

одспзачо форку-ту :

/ »/

'/ с^Гб--! і

г , ( і/* у *///2 „

■ — '/ сУ !---------Т1 с~-______________________і

’ і ! * .с/- .V і 1 </а І ~л/" ‘ ',Ч/ ~1 ~ / і / рг£а !--------¿і------- І}

"г [ [¿ГоС-оуя}}

/• ' А '

де с-_ - паззггетр ігкркнн спектру поверхні ; •іі. - ріезнь деформації. .

я

Позначало т’г, - рівень деформації, то відповідає гаданому зна-

■л

7*1 Ц ПСР?гЛ,ТС?Т'рН О'С 30бі)?.!К6ІІ2 Н

гжс -І.

БЛХОДЛ'ТГ! З ТОГО, ПО ПРЗРЄСПХТЙ ЗЛИТТЯ контакті В Г.'СлНЗ знехтувати, ЯГГГ.0 кількість контактів і кількість виступів. їло вступили з контакт, відвізкязтьсд на білона, нія па ££, «езна слідуючим члнсм записати таову, за якою ” оіглква з сіл на шорсткої поверхні сукупністю поодиноких виступів :

■Аї>'А=п =£ГЄ62&ісС-0,7№ /-2/

- (',?з

- а -

Рис.І Залежність -Л., / о£ /

При апроксимації виступів, які., мають неправильну, геометричну форму, тілами правильної геометричної фарш повинен зберігатись розподіл матеріалу на шорстких поверхнях- Ддоаа перерізу поверхні 'на висоті Ж. , то приходиться на матеріал, може бути обчислена ра двома формулами. Якщо виходити з апроксимації виступів, циліндричними параболоїдами, то одержимо :

І"ІГ Р(г)\кшщ.

1/2

: сІ2

/ з /

де р(ґї)- функція розподілу висот вершин виступів, К(2.)- кри- *

вкзііа в вершині вступів; Н - висота виступ а; - ÍTl¿ - спектраль н:?й глоионт.Цо ж птго:пу шяяа розрахували, ке користуючись моделюванням , a ВИХОДЯЧИ лиге З ТОГО, "10 еисоти поверхні розподілені за законом Pavea :

// ^±вгЛа(£/і/о)

./ 4 /

Величини .7 , будуть півнкігл шзи виконанні таких умов :

І <і L? л • "

гу п розрахунках е:ї:;с гігсг;} вус тьсд сг:ор::говаке зпачзння ісртшнзни:

КШ—fKiE)

де JS = 1/НМГ- +0,0№mctt

б/ пгягуг.зкня в контакті s тзкга, со рпгсскузться уггога :

„ ^ [ ' O, Z5T * Q,2$5<A. . c¿<Sá

'•"» ™- < , _ /

. . / D

zL У t

Tci”::.í ч::пол, кзобзідаі умови годзлш;ончя заппілуться такі«' чином:

¿

'7? _ * W'í І / А /

Роаяіл 3 прясбячзикЗ розрахуй:^ фактичної плсаі контакту при ■ пруїшаму контактуванні поверхонь. ,

Спочатку розглянуто розрахунок гш:: невеликих навантаженнях. Існують два варіанти розрвісукку Еонта’г.гувавкя оксомого зистущг. Прк цьсг.у мссг,;о тгкі рівняная :

- варіант І :

_ ______9 п /2) / се\ /_ / 7 /

-/•jfiL /Лі,/; ;3~7 KCi)/íñü ‘ f'

- іо -

/?_ Ш** ҐІШй______ £-¿2 / 8 /

і £]>г\3:І ,У К(2)/0Ц ^ .

-та

- варіант II :

/ 9 /

і гфгУ Р(2) (кп/тр* *** 710 7

де <а - номінальне напруження в контакті ; £ - приведений

модуль Юнга контактуючі« матеріалів ; <р* - градієнт поверхні ;

^ - відношення фактичної площі контакту до ншінааьної ;

сс - корінь рівняння : ■ •

у ^іГР<£й(г-Я)КШ/Щ - Г ~о 7 11 7

Аналіз результатів розрахунків за рівняннями /:-7,8/ та /9,10/ ■ свідчить про те, ЩО з високою точністю можуть бути використані формули•: '

- варіант І : .

/12/

' де С'—Ь(0,&№а. + 0,ЗВ)

' . и ' / із /

- варіанти : .

и = •

І Е а. / 14 */

Оскільки можливі два варіанти узагальнення одержаних формул на

випацок великих навантажень, то загалом одеркуемо 4 варіанти ' *\

формул розрахунку фактичної плоті контакту при будь-яких навантаженнях :

/ 15 /

Ц= і-ехр (-&&)■ ■ /І6/

/ 17 /

Я- іПбк !(; , твк ,

в і>

Перевагу тій чи ішій розпариковій фовілулі кокна надати лише за -результатами експериментальних досліджень. -

В розділі 4 розроблені-негоди розрахунку фактичної плоаіі контакту при пластичному контактуванні, які враховують зміцнення контактуючих матеріалів в проиесі навантаження. Розрахункові рів-.няння мають вигляд :

ц = іМ5................. рт)¿г /»/

і / (ктщу& Г ■

де // - твердість ; //¿. - параметр, пхо характеризує зміцнення матеріала в процесі навантаження. '

Аналіз розрахунків за рівнянняцд /19,20 / свідтать про те, що при невеликих навантаженнях з ві;сс:;сю точність коїїє бути застосована апроксгелаційна залежність :

а, ба

/ 21 /

п-

¡1 - .

і. - яГ' Н

дЄ а я; О, £££ /*»іГ - ^ОВґз. 4 ■

Узагальнення формули /21 / на вїщодов будь-йклх навантвкєнь . можна здійснити за ^ескз- еерівііззіді :

а. 61 І /22 /

У «/ • /■ л

/ 23 /

За результатами експериментальних досліджень перевагу слід надати розрахунковій формулі, / 23 /. Про це зокрема свідчить рі:а.2 де '

Е - експериментальна крива ;

- І - розрахунок за формулою /22 / ,•

:І - розрахунок за Формулою /23 /.

ІЗ

Рпс.Е. Зелегміось фактичної плоді контакту t-ід _ наьпнтасскня для п--рі; сзнь'сць-стядь 40 X

13 ро.тділі Ь рззрсб/ена конструкція е:сс пе р-л*;зктлль:;ої установки для. доо лідг.епнл кочтаптнил переміщень, яка ?,;,ас клд псрепаг в по-шгнкнні а і сі-т/пиими установками ¡ a саме :

- КОНСТРУКЦІЯ УСТЗНОЕКИ ДОЗВОЛЯЄ ЕИКЛ!СЧИТИ їзялкз на результати

с;;:.пшвянь об’сшшх деформаці й ;

- наязкійть матриці, яка легко знімається, дао можливість ввид-ііо проводити перепаладку установки ;

- :.;ог.л;:ео проводити назактаження контактуючої пари з фіксованою

ІІЕИИКІСТЮ. '

В РОЯ .11 ЛІ 6 ПРОБОДЄНС дослідження контактних СМІїїІСНЬ при пластичному “оптаїстуаанні поверхонь,

Зб'ягіО:с рі !:ия цсфор-.:аці ї <7, , ефоктинного рівня деформації ” У " та фт:тг*л-оТ плоті контакту у вкзначасться рівняннями:

, / 24 /

А = -,Lz.~ 0;:р f-1¿■/£} -í-/ а &{ф і- U/f%)

У /Je', ~ / -'у

.IÙ Ч:1Б::НТЯ:К;;гй;і: •ті^лл Н;іВГі1іТ;:>.:!-'НН.-:

Fkc.J Схема

;::льі:и можливі цеп иаріонтм г^п;.а;г/г:гу *';:іти:;ту ■' :сг~

,|И />С ¿W і Í— ^ / І - - С O'.l Ç '-’.І _'Л Lj Т і.' .. ti і.,.. С ■. . Í - - ; і ’ . І - і w 11 .. У, . ; .і í

¿-¡¿5/ запропоновано дзі ішенескі мегодчки розрахунку рівня формації 'і’і : iV’.joinn'T 1 :

0 тб6п£г(£№-Є}, ¡Ui

^Ґі ~ ^ - - ■ s ,

( ОМ expf'QPSÔ*0*'), К >■/ '

■'■ipiíiüT lí :

;-¿¥£T/-r (£.Z'2$- С J, -'\:t C,tS$3

-h, -

!\ - •;

w:\

¿•л---;.'*

- їй ~

ио гл з а гу "о?-:у чл індолу ьа'оі:лігу удлсд'їунлд мо/ідп нгідатл лдіга п" результатам;; зхсперл'/слтадьнлх ддглідледїь.

Гір-.і спіні до.мінальнзто чапрулзннл під 6Х^ до 6"п^ ¿гон-таятне лгреміаенкя ст.?нозл’Глі:з ;

дд; лсоведанн: знспетам2н?зльких досіл:пень заялидо пути зпс-В" до контакт г; з’єднанні дійсно я дластлчгним. На ос»::)?: длддого критерій Г ти івуда~Бі дьй%'сеиг : результатів моделгдліш лодзткдх, еддьно анізотсонних поверхонь, закладених у гсздд.лі .і, ’.со'.:г.7/лі.игіа!!о індоле лілат/.чноетї долзїдлх. сильно длтзстропнл... ;озеа/^ч:,. -'ддтддд ¡//де длдстдчіддл дгд виконанні умоьд :

':-ег/ :і С:Л.$ "

: дсддгд'мднгддьлі де :лід:;дчня лрсеєдоні для тдклх -лутеоіаліз, лк д-ддедь, .дсдлдддікіП; мідь ’.м латунь ^озлолллтъ згсгд’.:чї зданозчд, до Яльл гочді результати модна одоедлтл ззетодозувчд .|лт»г/л;і / 23,27 /. Хорова точність догмул розрахунку контзктких лс-ремі-'іонь а тл;:о\к одідчаччлм лгазкльності ізідпозідч:?х іормул розпахун-:.;у дактичної ллел: контакту, оскільки метояи розрахунку ллелі контакту становлять основу мятодіз созрахунку контактних пмі-п.екь. Для розрахунку лтруктуол ллдді контакту одзолднт такі доилули ;

- чільність контакті з на одиниці номінальної плсхді контакту :

> ' , -У- ' > /

Лі, - ■ /я,/-7г,; '

* .

І ■* .‘3 , .

,;Є # — ^ХО (~>иГт-/Я І - *

плода окремого контакту :

¡-ж

і/;-

/ 32 ./

Рис.4 Похибка визначення контактних переміщень при

розрахунках за формулами /‘¿6,27/ /пара дюралю-ми.чий — сталь 40 X/

В даний час юогпоБСвдкеиа душг про те, що' із збільзенчяі.- навантаження середня плоїла окремого контакту не мішаться.. Аналіз рис.6 свідчить про те, ао середню плоду окремого контакту нонсна вважати пімблигшо сталою л;::пг, при достатньо малих нкчаїітакеннях.

-Г'і il

Pksi5. Залежність кіль-кості шзнтаитів зід рівнів деформації

Розділ 7 присвячений дослідженню контактних зілішень при пружному контактуванні поверхонь. ' •

Щляхом розрахунку мікконтактного об’єму за двома варіантами одержано рівняння, шо визначає зв’язок рівня деформації г?С та ефективного рівня деформації " и 11 при пружнсщу контактуванні .

Форцули розрахунку міжконгактного об’єму :

М &ехр(-^/а) ч-і [$

/ 34 /

V =&2

УМП £

/- и*/ї ] + и еф [-&/{£) /35/

Рівняння, шо зв’язує рівні деформації :

(% &) "єхр {-'іі/2. ) * £'?! [і -і- ЄҐ'І[-А/їй. ) ] ^и/£Гехр{-і?/2) +иеф. (-К/І&)

/ за /

Оскільки існують 4 варіанти формул розрахунку фактичної площі контакту . / формули /15-18/ /, то маємо 4 варіанти формул розрахунку рівня деформації :

- варіанти І,II : '

■І~~ 6,1Г6$ +¿$04 &1{&,73 “ С.) / 37 /

І : ¿1 (6і/иіО,ЖО. +Р,В2)В))

¥

С ~ .¿П (<7-161/(Вер)

- варіанти Ш, ІУ :

11=-%т +4Ш'£л№№-е) / 40 1

і: С =сг ; іу : С=с?

X *-

Результати експериментальних досліджень таких матеріалів як капролон-, оргскло, вініпласт, порівнювались з результатами розрахунків за варіантами І-ІУ, а також за кетодиісоз Я.А.Рудзита. Найбілья точні результати можна одержати, яшдо користуватись варіантом II • /формули /37,39//. Правомірним е також висновок про хорошу якість формули розрахунку площі контакту /16/, яка лежить в основі відповідної формули розрахунку рівня деформації.

Рис. 7 Похибка визначення контактних зміщень при розрахунках за варіантами І—ІУ та методико® Я.А.Рудзита /У / пара вінілллст-ст^ль 40 X /

Ь розділі 8 висвітлені питання практичного використання результатів досліджень. Галузями практичного застосування результатів досліджень с :

а/ проектування торцевих ущільнень ; б/ проектування пар тертя ;

в/ дослідження електричних та теплових явка в контакті ; г/ проектування верстатних пристосувань. •

Результати дисертаційної роботи використовуються при проектуванні верстатних пристосувань на виробничих об'єднаннях "Новатор"

/м.Хмельницький /, "Укрелоктроапарат" /м.Хмельницький /, Краси-лівському мазшнобудіьїкщу заводі.

Викладення основних результатів дисертації та формулювання під-£]{і?1с2йк^висновків

І. Проаналізовані існуючі методи розрахунку фактичної плоті контакту та контактних зміщень, вивчена можливість їх застосування для розрахунку шорстких, сильно анізотропних поверхонь. Виявлено, що ¡летода розрахунку таких поверхонь у нинішній чаг практично. відсутні.

2. Виконано моделювання шорстких, сильно анізотропних поверхонь. Вивчені’умови, за яких можлива заміна шорсткої поверхні сукупністю, окремих виступів і апроксимація окремих виступів поверхнями другого порядку. ’

Тим-самим створені передумови створення методів розрахунку характеристик контактування порстких поверхонь з сильною анізотропією.

З.' Виконано за двома варіантами розрахунок фактичної плоті контакту / іШ / при прушому контактуванні .Запропоновано чотири різновидності розрахункових формул. Отриманий розрахунковим шляхом висновок про лінійну залежність ФПК від навантаження при

пружному контактуванні і невисоких навантаженнях повністю збігається з результатами чисельних експериментальних досліджень, проведених різними вченими для-різних матеріалів. Цікаво те, то в той же час, як залежність плоші контакту від навантаження для кожного окремого виступу е нелінійною, залежність плоді контакту від навантаження для сукупності усіх виступів, яга вступили в контакт, є лінійною. Де пояснюється впливом на процес формування площі, контакту розподілу вершин виступів по висоті.

4. Запропоновано дві різновидності формул розрахунку ФОК при пластичному контактуванні. При цьому враховується зміцнення матеріалу в процесі пластичного деформування. З існуючих методів розрахунку ФШ- пластичного- контактування випливає, ідо в цьому випадку площа.контакту не залежить від шорсткості поверхні. Цей висновок не завжди справджується на практиці. Пояснення цьому даз теорія, розроблена в дисертаційній роботі. В відповідності з цією теорією* залежністю ФЩ при -пластичному контактуванні ЕІдрорсткості можна знехтувати лише тоді, коли- можна знехтувати ефектами зміцнення матеріалів в процес'і пластичного -деформування. В загальному ж випадку иосткість впливав на величину ФІЖ.

5. Розроблені методи розрахунку <Щ£ як-при пружному, так і при пластичному контактуванні, на відміну- від існуючих -методик мають ряд вадливих переваг, які полягають в тому, що вони :

- справедливі при будь-яких, як малих так і великих, навантаженнях ; -

-.містять лише стандартні характеристики шорскості ;

- враховують багатоповерховість побудови поверхні / виступ на виступі /. Це дає можливість за одними й тими ж формулами розраховувати різні площі контакту — контурну, фактичну, фізичну.

6. Отримано індекс пластичності шорстких, сильно анізотропних поверхонь, у відповідності з яким ймовірність появи пластичного

контакту півиоусться із збільшенням зведеного модуля Юкга,зменшенням чистоти поверхні та твердості. Оскільки найбільш сприятливим режимом експлуатації маанн та механізмів є режим пружного контактування, то отриманий результат пояснює, чому -на практиці, враховуючи те, що для заданого матеріалу при різних видах обробки модуль Юнга практично не змішаться, намагаються підікшуЕати твердість поверхні та збільшувати її чистоту.

7. Показано, то розповсюджена б нинішній час думка про сталість середньої плазі окремого контакту із зростанням навантаження справедлива лише при невеликих навантаженнях, в загальної©- е випадку ця думка-не вірна.

8. В результаті аналізу існуючих методів експериментального дослідження контактних зміщень розроблена конструкція та виготовлена експериментальна установка. Спроектована установка, порівняно з аналогічними існуючими мас такі переваги :

- виключення об’ємних деформацій матеріалу зразка за рахунок розмішенья останнього в матриці шляхом попереднього запресування, шо дозволяє вимірювати саме контактні зміщення ;

- можливість навантаження контактуючої пари із фіксованою швидкі ста ; ' . -

- можливість легкого та швидкого переобладнання за рахунок наявності матриці, яку моїсна легко зняти.

2. Розроблено два варіанти формул розрахунку контактних бмішвьп при пластичному контактуванні. Проведені експериментальні дослідження' довели їх високу точність та підтвердили такої, празпль-ність формул розрахунку плоті контакту, які лежать ь основі методів розрахунку контактних змішепь. ■ ' '

10. Ророблено 4 варіанти форед'л розрахунку контактних зміщень -при пружному контактуванні. Проведена їх перевірка шляхом порівняння отриманих результатів з експериментальними даними та ре-

зультатами розрахунків по існуючим методикам. Встановлено, до будь-який із розроблених 4 варіантів крахе існуючих методи::, оскільки еони є більш точними та-значно простішими у користуванні. Хо роїла збірність експериментальних даних та формул роз— рахунку контактних зміщень є такси підтвердженням правильності форглул розрахунку ФІН,, які лежать в їх основі.

II. Розроблені методи розрахунку контактних зміщень та плоті контакту використовуються при проектуванні верстатних пристроїв та торцевих ущільнень.

Основні полонення роботи опубліковані в 9 роботах, у числі яких наступні :

1. Еачинская Н.К. ,Семен:зіс Н.Ф. Моделирование шероховатых поверхностей с сильно высаженной анизотропией.- Тезисы докладов межреспубликанской научно-технической конференции "Качество и надежность узлов трения". Хмельницкий ,1992, с.9-Ю.

2. Бгчинская Н.К,’, Секеяикс Н-.<5. Фактическая плоаадь контакта лерохопаттлх поверхностей с сильно выраженной анизотропией. -Тезисы докладов межреспубликанской' научно-технической конференции "Качество и- надежность узлов'трения". Хмельницкий, 1992,

с.17-18.

3. Дукьянш Н.В.,Еачикскал Н.К., Калда Г.С., Семенюк Н.Ф. Разработка конструкции экспериментальной установки исследования контактных деформаций металлополимерных сопряжений.- Тезисы докладов межреспубликанской научно-технической конференции "Качество и надежность узлов трения". Хмельницкий, 1992, с.53-54.

4. Бачинская Н.К., Семенюк Н.Ф. Экспериментальный метод оценки расчета контактных перемещений.- Тезисы докладов мекдународной научно-технической конференции "Усовершенствование оборудования легкой промышленности и сложной бытовой техники". Хмель-

ницкий, 1993, с.60-61. ■

5. Бачинская К .К..Семенюк Н.5>. Расчет контактных перемещений.-Тезисы докладов международной научно-технической конференции "Усовершенствование оборудования легкой промышленности и сложной бытовой техники". Хмельницкий, 1993, с.61-62.

6. Бачинская Н.К. Необходимые условия моделирования шероховатых поверхностей с сильно выраженной анизотропией.-Сборник трудов молодых ученых ХТИ. Хмельницкий, 1993, с.106-109.

7. Бачинская Н.К. Фактическая площадь контакта шероховатых поверхностей с сильно выраженной анизотропией при упругом и пластическом контактировании.- Сборник трудов молодых ученых ХТИ. Хмельницкий, 1993, с.110-114. .

8. Семенюк Н.Ф., Бачинская Н.К. Механика фрикционного’контакта шероховатых поверхностей. Разработка расчетной модели // Трение и износ. 1993, т.14* £5, с.837-841.

9. Семенюк Н_Ф., Бачинская НЛ. Механика фрикционного контакта шероховатых поверхностей. Площадь контакта // Трение и износ. 1993, т.14,№6, с.984-990.

Бачинская Н.К. Исследование контактных характеристик, шероховатых, сильно анизотропных поверхностей.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук .но специальности 05.02.04 - трение .и износ в машинах,Технолог. ун-т Подолья, Хмельницкий, 1994.’

Защищается 9 публикаций, которые.содержат теоретические'иссле-

* давания контактных характеристик шероховатых, сильно анизотропных поверхностей, а также результата экспериментальных исследований. Выполнено моделирование шероховатых поверхностей. Произведен расчет фактической площади контакта и контактных перемещений при упругом и пластическом контактировании. Разработана

установка-и проведены исследования, которые подтвводили хорошее соответствие расчетных результатов с экспериментальными' данными. Получен индекс пластичности,исследованых поверхнос- ' ’

тей. Осуществлено промышленное внедрение методов расчета контактных перемещений.

Fachinskaya IT.К. Hessarch of Contact Characteristics of Hough, Strongly Anisotropic Surfaces. *

The thesis is submitted for the degree of Candidate of Technical Sciences on speciality 65.62.64 — Friction and Wear in Machines, the Podollya Technological University, Khmelnitsky, 1994-.

Nine publications are being defended which contain theoretical research of contact characteristics of rough, strongly anisotropic surfaces, as well as the results of experineqtal researches. - ‘ '

Modelling- of rough surfaces has been performed. Calculation of factual area of contact and contact novements in elastic and plastic contacting. An experimental installation has been developed and researches have been, conducted, which proved good complien-ce of calculation results with the experimental data. The plasti-. city index has been obtained of the surfaces studied. The methods of calculation of contact aovementa have been applied in industry.

Клгчовх слова : . _ ....

тертя» знос, вузли тертя, фактична площа контакту, контактні зміщення, контактна-жорсткість, рівень деформації, міаконтакт-ний об’єм,, пружний контакт, пластичний контакт,, індекс пластичності, верстатні пристрої, торцеві увільнення.

-