Владимир Петров - Законы развития систем

Когда приработка деталей завершается, контактные давления падают, так как нагрузки распределяются на большую несущую площадь контакта сглаженных поверхностей. В этих условиях смазочный материал оказывает меньшее пластифицирующее действие и играет главным образом роль разделяющего слоя.

Эффект Томса

Эффект Томсаобуславливается образованием на границе твердое тело — жидкость молекулярных растворов, ограничивающие турбулентность потока.

Пример П4.36. Снижения потерь напора.

A. с. 244 032: Снижения потерь напора при перемещении жидкости по трубопроводу осуществляется введением в нее длинноцепочечный полимер, например, полиакриламид, в количестве 0,01—0,2% по весу.

Пример П4.37. Уменьшение сопротивления подводного аппарата.

Патент США 3 435 796: В устройстве, уменьшающем сопротивление подводного аппарата, используется слабый раствор полимера, образующийся в пограничном слое забортной вод при смешении подогретой жидкой смеси либо гранулированного или порошкообразного полимера с морской водой. Подогретая жидкая смесь представляет собой дисперсию макромолекул полимера, растворимую в морокой воде при температуре окружающей среды, но нерастворимую в воде при температуре выше 70 °С. Когда подогретая жидкая смесь попадает в холодную воду при соответствующих условиях окружающей среды, микрочастицы набухают и растворяются, образуя клейкую массу. В пограничном слое обтекающего потока они образуют молекулярный раствор макромолекул, препятствуя турбулизации потока.

П4.3.3.3. Увеличение трения

Увеличить трение можно с помощью создания поверхностей с большим коэффициентом тренияи с помощью создания сил, прижимающих друг к другутрущееся поверхности.

Для функции увеличения трения основная линиятенденции представляет собой последовательность использования следующих полей (рис. П4.19): гравитационное, механическое, температурное, магнитное, электрическое.

Дополнительная линиявключает:

Рельеф и микрорельеф поверхностей , фрикционные материалы , увеличение поверхности контакта , дополнительный вес , винтовая пара и упор , пневмо- и гидродомкраты и упор , импульсное и реактивное воздействие на объект , использование вакуума , антикрыло и набегающий поток , центробежные силы , эффекта Джонсона-Рабека тепловое расширение , биметалл , эффект памяти формы , постоянный магнит , электромагнит , электрет .

Для измерения могут быть использованы трибоэлектрический эффект и триболюминесценция .

Кроме того, могут использоваться различные комбинации.

Рис. П4.19. Тенденция увеличения управляемости трения

( для функции увеличения трения )

Рельеф и микрорельеф

Пример П4.38. Накатки 488 .

На рукоятках различных инструментов и механизмов делают накатки для увеличения трения между пальцами и рукояткой. По этой же причине пробки на бутылках делаю рифлеными. В скользких местах полы делаю рифлеными (рис. П4.20).

Рис. П4.20. Рифленая поверхность, выполняемая накаткой или насечкой

Пример П4.39. Насечки 489 .

Напильники имеют насечки, благодаря чему имеют возможность обрабатывать материал.

Пример П4.40. Рельеф на покрышках.

На автомобильных шинах для увеличения трения делают специальный рельеф.

Фрикционные материалы

Фрикционные материалы,материалы, применяемые для изготовления деталей, работающих в условиях трения скольжения, и имеющие большой коэффициент трения. Они характеризуются высокой фрикционной теплостойкостью (т. е. способностью сохранять коэффициент трения и износоустойчивость в широком диапазоне температур), низкой способностью к адгезии (так как они не должны при трении схватываться, т. е. как бы «прилипать» друг к другу), высокой теплопроводностью и теплоемкостью, хорошей устойчивостью против теплового удара, возникающего в результате интенсивного выделения тепла в процессе трения. К фрикционным материалам предъявляются также требования по коррозионной стойкости, прирабатываемости, технологичности, экономичности 490.

Пример П4.41. Муфта сцепления и тормозные узлы.

В тормозных узлах и муфтах сцепления используются фрикционные материалы.

Увеличение поверхности контакта

Чем больше площадь контакта трущихся поверхностей, тем больше суммарная сила сцепления, сопротивляющаяся движению. Не следует путать с силой трения при скольжении, которая в соответствии с законом Кулона, не зависит от площади соприкосновения тел с поверхностью, а зависит только от силы нормальной реакции этого тела и от состояния окружающей среды

(П4.3).

Сила трения скольжения возникает при скольжении данного тела по поверхности другого тела.

Сила трения

Где:

k — коэффициент трения для данных поверхностей (табулированная справочная величина),

R n — сила нормального давления (силы реакции опоры, но не давления, т.к. давление зависит от площади).

Пример П4.42. Увеличение проходимости транспорта.

Для увеличения проходимости транспортных средств по не плотному грунту увеличивают площадь соприкосновения транспорта с грунтом. Используют гусеницы, широкие шины. Они создают меньшее давление на грунт и не портят его, например, при работе на пашне.

Дополнительный вес

Пример П4.43. Дорожный каток.

Дорожный каток делают как можно тяжелее, что бы лучше утрамбовать дорожное покрытие.

Винтовая пара (эксцентрик, рычаги) и упор

С помощью винтовой паты, эксцентрика или рычагов можно создать силу давления, которая усиливает трение.

Пример П4.44. Струбцина.

Чтобы предотвратить смещение одной детали по отношению к другой их зажимают струбциной, в которой имеется винтовая пара и упор (рис. П4.21а) в виде зажима, два перекрещивающихся рычага с осью вращения посередине (рис. П4.21б) и эксцентрика при развороте, которого осуществляется зажим (рис. П4.21в).

Рис. П4.21. Струбцина

Пневмо- и гидродомкрат и упор

Пример П4.45. Гидравлический зажим.

Пневматические и гидравлические домкраты обеспечивают значительно большие усилия зажима, поэтому создают большее трение (рис. П4.22).

Рис. П4.22. Домкраты

Импульсные и реактивные силы