[ETCartman]

вопрос такой: имеется открытый механизм (не в масле) в котором ролик радиуса R1 катается по поверхности радиуса R2. Контактные напряжения зело велики.
Поверхность не упрочненная - поэтому наиболее вероятный механизм отказа - износ (поврежденные слои будут стачиваться раньше чем приповерхностные трещины развиваться и проникать в тело детали).
Как (по какой методике) оценить скорость износа на заданную наработку (пройденный при вращении ролика путь) мкм/м
Читая формулу Крагельского берет оторопь от всяких экспонент, Понимаю что напортачить легко в таком случае. В каком приложении есть близкая по сути задача и разработанная методика.
PS температурным компонентом можно пренебречь - нагружение не постоянное.

[Fogel]

почитал конспект лекций, сдается мне что аналитически такой износ можно только в лабораторных условиях посчитать, а то там упоминается вплоть до плазменного разрушения (при больших усилиях, поверхностная пленка окислов превращается в плазму), а про водородное разрушение я вообще впервый раз услышал. Раз контактные велики, там уже не просто упругие взаимодействия идут, а значит и микротрещины и перенос материала и выкрашивание и прочие прелести...

[zai]

Контактные напряжения зело велики...
Наиболее достоверный материал по износу при качении - износ поверхностей качения колесных пар на железнодорожном транспорте - там то точно есть достаточно достоверные цифры микрометров на метр и конструкционные стали тоже не ахти какие. Не думаю что радиусы кривизны превнесут что-то. Напряжения в контакте -да. В теории ресурса коэффициент пересчета - напряжение в четвертой степени. Вам надо сосчитать контактные напряжения в своей задаче и в контактной задаче колесо - рельс, возвести отношение в четвертую степень и умножить на их достоверный износ.
Значительные переменные только сжимающие напряжения к трещинам редко когда приводят - больше характерно выкрашивание зерен.
Крагельского же еще лет тридцать назад считали теоретиком и я что-то не слышал чтобы практикующие инженеры его использовали. Он хорош когда доводочные стендовые испытания идут и все плохо.

[chp]

Сообщение от zai Контактные напряжения зело велики...

На железке тоже немаленкое 25 кВ, ну и токи добрые.

[Fogel]

шутник
zai, со степенью может и не прокатить, могут оказаться несопоставимыми напряжения и там уже совсем другие процессы происходят.

[zai]

А это как у Льва Николаевича Толстого "Все счастливые семьи похожи друг на друга, каждая несчастливая семья несчастлива по-своему". Проектируй добротно, надежно - тогда и напряжения будут похожими и механизмы износа тоже.


Offtop: Топикстартер допустил неточность... Все же контактные механические напряжения сжатия зело велики

[STAJOR]

Сообщение от ETCartman в котором ролик радиуса R1 катается

Интересно, на чём сидит сам этот ролик, если он не есть часть чего-то, установленного на подшипниках качения?

[nlo740]

Сообщение от Fogel почитал конспект лекций, сдается мне что аналитически такой износ можно только в лабораторных условиях посчитать,

В Триболометрических, в ИпМехе))
Во я слова какие страшные знаю...

[ETCartman]

У меня тогда вопрос такой. Кто нибудь встречался с использованием неупрочненной стали типа ст3 в передачах? допустим если изгибные напряжения в зубе очень малы, а контактные - достаточно велики если учесть малое HB. Из тех опытов с которыми я сталкивался - с поверхности зуба просто начинают слазить "чешуйки". И слазят они довольно быстро.
Судя по графику износа "из учебника" это классическая кривая с двумя перегибами. Сначала участок кривой - вверх - приработка. Потом пологая и почти прямая - нормальная работа. И потом (после соотв. предела) - опять вверх, вплоть до чего то. Чего - я не вполне понимаю. Что мешает изнашиваться зубу пока не наступит простой предел усталости по изгибным напряжениям в корне зуба? То есть на мой взгяд металл может стачиваться сколько угодно а предел со стачиванием связан не более ввиду изменения геометрии. Это верно или нет?
Альтернативой этому может быть только какое то упрочнение глубинных слоев, которые не успевают стачиваться. Потом после изменения свойств стали эти слои начинают трескаться по усталости.
Вопрос в принципе почему возник - сейчас со всякими резками можно нарезать по желанию и фантазии каких угодно передач. Довольно толстые куски - если вода особенно. Клиновидность по идее должна приработаться - и дальше все пучком. Что тут в этой теории может быть ошибочно на ваш взгляд и с высоты вашего опыта?

[zai]

Может у Вас в Америке коробка передач никогда по износу не заклинивает , но это экзотика. Есть у нас в России кривые вечного износа Исаака Ароновича Биргера, основателя износа и моего преподавателя, где я диплом несколько десятилетий назад в МФТИ получил. Но он делился о без износности только с своими учениками.

[ETCartman]

Тут речь не о коробке передач а об открытой тихоходной передаче вообще. Я не понимаю как тут от износа ее может заклинить - скорее наоборот поверхности приработаются и работа станет плавнее со сременем.
Передачи такая штука вообще, в которых 100 лет нет почти ничего нового. Я даже думаю, задай я вопрос лет 50 назад - мне бы сразу ответили в деталях, что произойдет. Есть сложности чисто теоретического характера с объяснением явлений наблюдаемых на практике. Например передача Новикова с точечным контактом - в теории работать не должна вообще, а на практике работает в полтора раза дольше. Потому что есть некоторые условные расчеты применительно к стандартным эвольвентным передачам, а не общая теория.
Вот нагуглил кое что по данной теме нового и старого.
в последнем справочнике пишет что открытые - рассчитывать только на изгиб зубьев. Единственное что я могу сделать от себя - попробовать посчитать износ (в стадии нормальной работы) и посмотреть во первых насколько он велик вообще, а вот есть ли некоторый предел износа например - сказать сложнее.
Если будет в течении всего срока выполняться условие при котором скорость срезания слоев выше их деградации (в точке максимальных растягивающих напряжений) - то вроде бы работать все это должно вплоть до предела по усталостной прочности на изгиб (который при небольших номинальных напряжениях наступит по идее не скоро)
Но расчет такого рода достаточно условен, потому что и там и тут - эмпирические данные, и сами явления очень сложны а пределы приблизительны. Поэтому я и задаю вопрос практикам, кто может сталкивался на опыте - т.к. один опыт дает больше информации чем 1000 расчетов где и как угодно

[zai]

...задай я вопрос лет 50 назад - мне бы сразу ответили... да это типично для нас конструкторов - поэтому мы и не вымерли - требуемся только раз в пятьдесят лет. С Вашими редукторами пустяк - серии нет, а вот когда на триста тонн паровая турбина начинает вибрировать и город на несколько сот тысяч человек без света или нефтехимическая колонна не выдает состав бензина на 60 цистерн в день - тогда да - один раз подновил чертежи и после этого лет десять хоть баб набирай целый гарем конструкторов, хоть околачивай ...

[ETCartman]

я бы даже сказал не 50 а 100 лет назад. просто сейчас кастомные решения не очень распространены - в основном все собирается из готовых частей.
вы не знаете в каком справочнике (у того же Бергера) может быть методика расчета на износ?

[zai]

У Вас все же уникальная задача - сложно что-то посоветовать. Крагельского конечно надо проштудировать. Может в Решетове Д.Н. Детали машин. В других старых изданиях деталей машин 40-60-х годов.

[zai]

А что более изнашивается: рельс или шестеренка движителя. Мне как то кажется Вы просто хотите выцыганить чего-то. Вся теория износа разработана для конечного числа с одной и с другой стороны. Десять километров подъема по рельсам - Боливар расчетных оценок этого не выдержит.

[ETCartman]

Сообщение от zai А что более изнашивается: рельс или шестеренка движителя. Мне как то кажется Вы просто хотите выцыганить чего-то. Вся теория износа разработана для конечного числа с одной и с другой стороны.

Мой начальный вопрос вполне простой - есть две контактирующие поверхности которые прижаты друг к другу и движутся относительно друг друга.
Как посчитать величину износа через какое то время? методики разнообразные естественно существуют. На основе Крагельского. Сама по себе это типичная задача. просто нигде не нашел методику в частом виде без привязки к конкретным типовым передачам, машинам и тд.

[zai]

Да Я Вам уже сообщал о четвертой степени напряжений. Зачем же вам этого мало?. Талантливый конструктор очень похож на скалолаза, который по отвесной скале поднимается выше от предыдущих имевших место дюбелей, забитых в скалу и неудачников, рвется вверх и опирается на предыдущие к новому и возможно титановому.

[ETCartman]

я нашел довольно толковую статью по износу http://edu.dvgups.ru/METDOC/GDTRAN/D.../frame/5_3.htm
(там несколько глав до и после)
буду выложить ее тут для того чтобы не забыть и не потерять, так как пока не до этого
Надо будет сделать эксель для расчета - хорошо если бы вы примеров тоже каких то накидали

[zai]

Я очень обрадован Вашим совершенно новым энергетическим подходом. Он несколько необычен для классической теории износа. Связать КПД движителя с энергией размельчения поверхностей при износе - это очень круто (это связь была возможно установлена только для токарной обработки). Но Вашем случае несовершенство явлений на рельсе(температура окружающего воздуха - лето зима, шаг фрезировки отдельных прогонов для нескольких тысяч метров пути, люфты между рельсами, окисление поверхностей после тангенциальных значительных напряжений) вероятно это неприменимо.