ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ ПО СИСТЕМЕ ЗОЛОТОЙ ПРОПОРЦИИ триботехнических ПОКАЗАТЕЛЕЙ
Густов Ю.И., Густов Д. Ю. (МГСУ, Москва, РФ)
Развитие деформационно-топографического метода исследования триботехнических показателей [1] осуществляется в направлении использования системы золотой пропорции [2]. В частности, представляется возможным выражение триботехнических триад деформационных и микротопографических характеристик поверхностей трения в виде двойного отношения (вурфа).
Вурфовая пропорция для исходной Н0, поверхностной Нs и предельной Нa микротвёрдостей изношенных деталей можно представить в виде:
W=1+Ha/KS(H0+Ha+HS) (1)
где Кs = Нs / Н0 - степень трибодеформационного упрочнения, определяемая экспериментально или расчётом по формуле:
, (2)
где Dmg - гармоническое значение парциального микрометалла равное 0,618; Dm, Dа - парциальные микрометалл и микроизнос в пределах шероховатого слоя поверхности трения.
Для определения На упрочняющихся металлов (КS > 1)установлена зависимость
На = HS [КS0,5 + ( КS - 1)0,5], (3)
для разупрочняющихся (КS < 1)
На = HS [КS-1 - ( КS-1 - 1)0,5].
В относительном виде имеем соответственно
Ка = КS [КS0,5 + ( КS - 1)0,5], (4)
Ка = КS [КS-1 - ( КS-1 - 1)0,5],
где Ка = На / Н0.
Тогда вурф относительных твёрдостей будет
(5)
Результаты расчёта W для ножей дорожных фрез представлены в табл.1., для модельных шарниров строительных драг - в табл.2.
На основании проведённых исследований можно заключить следующее:
1. Изнашивание металлов представляет собой самоорганизующуюся систему, подчиняющуюся универсальной классической пропорции с пределом золотого вурфа W0 = 1,309, в которой величины HS и На (КS и Ка) являются адаптационными показателями процесса.
2. Упрочняющиеся и разупрочняющиеся металлы независимо от условий изнашивания характеризуются свойственными для каждой группы вурфами, которые можно считать инвариантами изнашивания.
3. Наименьший износ имеют разупрочняющиеся металлы (Х-5, КБХ-45, Т-620) с двойными отношениями, сопоставимыми с золотой пропорцией W0.
Таблица 1 - Значения W и износа Jh ножей дорожных фрез
|
Материал |
Н0, ГПа |
КS |
Ка |
W |
Jh , мм |
|
Сталь 45 |
2,2 |
1,51 |
2,93 |
1,357 |
61,56 |
|
110Г13Л |
4,2 |
1,37 |
2,44 |
1,370 |
39,06 |
|
И-1 |
6,0 |
1,21 |
1,89 |
1,38 |
36,7 |
|
И-2 |
4,45 |
1,26 |
2,06 |
1,378 |
36,18 |
|
Э-3 |
4,3 |
1,20 |
1,85 |
1,38 |
21,71 |
|
ВСН-6+ВСН-8 |
5,0 |
1,20 |
1,85 |
1,38 |
17,58 |
|
СКБ |
5,0 |
1,19 |
1,82 |
1,381 |
22,4 |
|
ЦН-16 |
5,5 |
1,18 |
1,78 |
1,381 |
20,7 |
|
ПЛ-У40Х38Г3РТЮ |
8,0 |
1,25 |
2,02 |
1,378 |
16,3 |
|
Т-620 |
8,2 |
0,905 |
0,707 |
1,259 |
17,1 |
|
КБХ-45 |
10,6 |
0,882 |
0,677 |
1,247 |
13,44 |
|
Х-5 |
11,3 |
0,85 |
0,605 |
1,232 |
10,43 |
Таблица 2 - Значения W и износа Jh шарниров строительных драг
|
Материал |
Н0, ГПа |
КS |
Ка |
W |
Jh , мкм |
|
ВСН-12 |
7,5 |
1,333 |
2,308 |
1,378 |
78 |
|
ОМГ-Н |
4,7 |
1,255 |
2,039 |
1,372 |
149 |
|
ВСН-6 |
6,2 |
1,306 |
2,215 |
1,375 |
85 |
|
ОЗШ-1 |
5,6 |
1,214 |
1,899 |
1,380 |
71 |
|
ОЗИ-1 |
7,3 |
1,164 |
1,727 |
1,381 |
52 |
|
НГ-2 |
6,5 |
1,215 |
1,903 |
1,380 |
66 |
|
Х-5 |
10,4 |
0,817 |
0,613 |
1,309 |
21 |
|
Т_620 |
6,72 |
1,215 |
1,903 |
1,380 |
44 |
|
110Г13Л* |
2,2 |
2,227 |
5,79 |
1,288 |
58 |
|
37ХНЗА |
2,0 |
1,32 |
2,263 |
1,374 |
350 |
|
Д-5 |
6,7 |
1,239 |
1,985 |
1,379 |
62 |
|
* - является контртелом для всех испытанных материалов |
|||||
Литература
[1] Густов Ю.И. Повышение износостойкости рабочих органов и сопряжений строительных машин. Дис. ... д-ра техн. наук. М., 1994 - 529 с.
[2] Коробко В.И. Золотое сечение и проблемы гармонии систем. / Изд. АСВ стран СНГ. М., 1998 - 373 с.