» » Методы определения коэффициента трения
21.12.2014

Правильно определить контактные напряжения и коэффициент трения можно только в условиях рассматриваемых процессов ОМД.
Прямое измерение сил контактного трения, по которым определяют коэффициент трения.
Косвенный метод - определение какого-либо параметра процесса, по которому определяют коэффициент трения.
Первая группа методов основана на том, что с помощью измерительной аппаратуры (точечные месдозы, торсиометры и др.) измеряют в каждой точке поверхности контакта величины нормальных и касательных напряжений, по которым определяют коэффициент трения. Эти методы требуют сложной дорогой измерительной техники, которая может быть использована только в лабораторных условиях и не воспроизводит полностью производственных условий.
Методы определения коэффициента трения
Методы определения коэффициента трения

Вторая группа методов основана на том, что в лабораторных или производственных условиях определяют величину какого-либо параметра (сопротивление деформации, величину деформации, скорость скольжения и др.), связанного с коэффициентом трения математической зависимостью. Эти методы менее точны.
А. Метод конусных бойков при осаживании

Имея набор конусных бойков с разными углами конусности и соответствующие им образцы с коническими выточками, определяют угол конусности а, при котором для данной пары трения в процессе осаживания сохраняется цилиндрическая форма образца. При этом касательная составляющая нормального давления бойка Tn уравновешивает силу трения Т.
Если боковая поверхность образца не искажается, значит касательная составляющая силы нормального давления уравновешивает силу трения.
Nf = N*tgα; f = tgα.

Метод громоздкий и не отличается большой точностью, так как имеет место неоднородность деформированного состояния.
Б. Метод осаживания двух образцов

Два образца с различным отношением d/h осаживают с одинаковой степенью деформации (ε - const), графическим путем определяют сопротивление металла деформации (σт). Затем определяют коэффициент трения (f), используя формулу Зибеля:
Методы определения коэффициента трения

σ1 и σ2 определяют экспериментально (пo прибору);
σт - определяют графическим путем (см. рисунок).
(σ = р = Р/F , здесь р - давление металла на инструмент).
Методы определения коэффициента трения

Достоверность метода определяется тем, насколько верно формула Зибеля отражает зависимость удельного давления от условий трения.
В. Определение коэффициента трения при прокатке (Метод предельного угла захвата)

Определяется наибольшее обжатие, которое можно получить при естественном захвате полосы валками.
f = tg αmax

Для осуществления процесса прокатки необходим захват металла валками. В начальный момент захвата в точках соприкосновения металла с валками действуют сила нормального давления P и сила трения
T = Pfзахв,

где fзахв - коэффициент трения при захвате.
Горизонтальные составляющие этих сил Pх - отталкивающая сила и Tx - втягивающая сила - направлены в противоположные стороны.
Tx= Tcosα = Pfсosα;

Методы определения коэффициента трения

При естественном захвате существует равновесие сил Px и Тх, результирующая сил P и T-F - направлена вертикально вниз, тогда угол захвата α равен углу трения при захвате β Эти силы будут находиться в равновесии при условии α =β3.
Методы определения коэффициента трения

При установившемся процессе прокатки P - равнодействующая сил нормального давления, распределенных вдоль очага деформации. Равновесие сил при этом достигается при α =2β.
Методы определения коэффициента трения

При установившееся процессе прокатки коэффициент трения можно определить:
-по давлению

Методы определения коэффициента трения

- по уширению (формула Б.П. Бахтинова)
Методы определения коэффициента трения

- торможением полосы в валках
Методы определения коэффициента трения

- при пробуксовке полосы в валках (метод крутящего момента)
Методы определения коэффициента трения

где M - момент прокатки; P - нормальное усилие; R - радиус валка; α - угол захвата.