Доповідь
Закон сухого тертя. Моделювання фрикційних автоколивань. Моделі Баррідж і Кнопова
Сухе тертя виникає між поверхнями твердих тіл в відсутність мастила.
Сухе тертя, у свою чергу, підрозділяється на тертя ковзання і тертя кочення .
Закони сухого тертя були сформульовані Кулоном. Величина максимальної сили тертя спокою/№ вг залежить від величини сили нормального тиску між поверхнями. Якщо в нашому досвіді (рис. 87) збільшувати силу нормального тиску, то приблизно пропорційно цій силі буде зростати і величина того вантажу, який потрібно покласти на чашку, щоб виникло ковзання.
Закони сухого тертя застосовні для твердих поверхонь. Мастило лиж потрібна не стільки для зменшення тертя, скільки для усунення можливого прилипання снігу до лиж.
Розглянемо закони сухого тертя .
Розглянемо спочатку закони сухого тертя . Таке тертя виникає не тільки при ковзанні одного тіла по поверхні іншого, але і при всякій спробі викликати таке ковзання. В останньому випадку тертя називається тертям спокою або тертям зчеплення. Наявність тертя спокою - характерна д особливість сухого тертя. У більш загальному сенсі, безвідносно до того, між якими тілами виникає тертя, воно називається сухим, якщо сили тертя не зникають при зверненні в нуль відносних швидкостей дотичних тіл. У протилежному випадку тертя називається рідким. Докладемо потім до бруска горизонтальну силу, що лежить у вертикальній площині, що проходить через його центр мас, якомога ближче до поверхні столу, щоб запобігти перекиданню бруска, коли він прийде в рух. Досвід показує, що якщо сила не перевершує деякої певної величини, то брусок не спадає на рух. Це і є сила тертя, а саме тертя спокою. Така ж сила тертя, але в протилежному напрямку, діє на поверхню столу з боку бруска.
Вибродиагностика параметрів сухого некулонова тертя при фрикційних автоколиваннях
Динамічні процеси в механічних пристроях з контактуючими і трущимися елементами в кінематичних парах, таких як направляючі супортів верстатів, робототехнічні системи, фрикційні муфти, зчеплення, підшипники ковзання валів та ін., можуть супроводжуватися виникненням складних і погано контрольованих , а значить, і таких важко усунених явищ, як фрикційні автоколивання. Результатом фрикційних автоколивань в машинах є зниження показників якості технологічних процесів, точності позиціювання, втомні руйнування і підвищені знос деталей.
Причиною виникнення фрикційних автоколивань є нелінійна «падаюча» характеристика сили сухого тертя від швидкості відносного ковзання контактуючих поверхонь. У цьому зв'язку визначення динамічних, тобто постійно змінюються в часі і в функції інших величин, параметрів сухого некулонова тертя носить важливий і актуальний характер. Вирішення цієї задачі дозволить ефективніше здійснювати діагностику тертьових і контактують вузлів машин, робити надійний прогноз динамічної поведінки їх кінематичних пар, наприклад, прогнозування фрикційних автоколивань, а також забезпечить можливість цілеспрямованого управління процесом тертя. Ідентифіковані параметри діючих нелінійних сил сухого тертя можуть бути використані в якості діагностичних ознак для оцінки технічного стану такого класу об'єктів, у тому числі на дихотомічному рівні («придатний» - «непридатний»).
Однак безпосереднє вимірювання діючих сил сухого тертя можливе лише триботехническими методами і підходами і вельми складно реалізовується в пружних коливальних системах. Тому для ідентифікації динамічних параметрів сухого тертя доводиться використовувати непрямі методи, засновані на вимірі коливального відгуку в динамічній системі.
Розглянемо один з пропонованих методів ідентифікації параметрів сухого некулонова тертя, реалізований при дослідженні фрикційних автоколивань.
Розрахункова динамічна схема розглянутої системи представлена ??на рис. 1.
Рис. 1. Розрахункова динамічна схема системи для дослідження фрикційних автоколивань
Диференціальне рівняння динаміки даної системи має вигляд:
,
де C - коефіцієнт жорсткості пружного елемента; - коефіцієнт в'язкого опору;=const - постійна швидкість переміщення правого кінця пружного елемента;
закон зміни сили сухого некулонова тертя з падаючої характеристикою від швидкості (рис. 2).
...
