CC BY
18
DISCRETE PRESENTATION OF THE PROFILE OF THE CUTTING EDGE OF THE
MULTISTAGE CUTTING PLATE
S.Y. Khludov, M.O. Boriskina, A.S. Khludov
The Considered particularities of the designing the multistage cutting plate with discrete performance of the cutting edge for equipping turning incisor with mechanical fastening SMP for quick-and-dirty processing. As variant of the performance is considered cutting plate with cutting edge, executed on лекальной crooked "arc - a straight line - an arc", but all step cut alike on depth material.
Key words: scheme of the removing the material; the cutting edge, cutting plate, shaped curve.
Khludov Sergei Yakovlevich, doctor of technical sciences, professor, polyteh2010@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Boriskina Margarita Olegovna, postgraduete, polyteh2010@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Khludov Aleksey Sergeevich, postgraduete, _polyteh2010@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.2.082.18
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА ФРИКЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГЕТЕРОФАЗНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ
А. Д. Бреки, А.Е. Гвоздев, И.В. Минаев, С.Н. Кутепов, А. А. Калинин
В работе представлены результаты исследования процесса фрикционного взаимодействия гетерофазных металлических систем на примере изучения трение верчения шара из стали ШХ15 по плоской поверхности призмы из порошковой стали 10Р6М5-МП. Установлено, что в результате трения верчения по схеме «шар-плоскость», при установившемся режиме изнашивания, момент трения верчения также является установившимся. Показано, что момент трения верчения при изменении радиуса контакта фрикционных поверхностей вследствие износа вначале меняется нелинейно, но с определённого значения радиуса устанавливается. Данные закономерности неразрывно связаны с процессами уменьшения контактного давления и приработки, а также со степенью дисперсности, строением и состоянием структурных и фазовых составляющих.
Ключевые слова: процесс, трение верчения, износ, шар-плоскость, закон трения, сталь ШХ-15, сталь 10Р6М5-МП, металлическая система.
Известно, что соприкосновение прижатых друг к другу реальных тел происходит всегда по некоторой площадке, размеры которой зависят от действующих нагрузок, материалов металлических систем тел
39
из которых они изготовлены, их структуры, свойств и других факторов. В частности, в случае контакта шара и пластины имеет место быть площадка в форме круга. Приведению одного из тел во вращение по другому телу препятствуют силы трения скольжения, распределенные по площадке соприкосновения и определяющие в своей совокупности так называемое трение верчения [1].
Совокупность этих сил может быть приведена к паре, которая уравновешивается парой, приложенной к телу и стремящейся повернуть его вокруг оси, перпендикулярной к площадке соприкосновения. Определение предельной величины момента пары трения верчения представляет собой сложную задачу, так как этот момент зависит от распределения давлений по площадке соприкосновения, а последние в свою очередь от формы поверхностей и упругих свойств прижатых друг к другу тел. Предельную величину момента трения верчения принимают пропорциональной прижимающей силе N и определяют формулой [1, 2]:
Мтрв = /те • N , (1)
где /те - коэффициент трения верчения, имеющий размерность длины;
N - нормальная нагрузка; мтв - предельная величина момента трения верчения (установившееся значение момента в процессе трения). Коэффициент трения верчения в свою очередь зависит от коэффициента трения скольжения /
Согласно теоретическим выводам академика Л.А. Галина в сложном случае соприкосновения тела, ограниченного поверхностью вращения, с телом, ограниченным плоской поверхностью, момент трения верчения определяется из соотношения [2]:
МЩРе = /• N • а, (2)
16
где а - радиус пятна контакта вследствие упругих деформаций; / - коэффициент трения скольжения.
Известно, что в случае контакта шара с упругим полупространством радиус области контакта можно приблизительно определить с использованием формулы Герца [3]:
' 3NR ^1/3
а = -
V 4 Е
где R - радиус шара, а Е* определяется из соотношения:
(3)
1 =1 -т2 + ьт!, (4)
Е* Е1 Е2
где Е1 и Е2 - модули упругости (Юнга) для шара и тела ограниченного плоскостью соответственно; и ^2 - коэффициенты Пуассона для шара и тела ограниченного плоскостью.
В границах данной работы исследован процесс трения верчения шара из стали ШХ15 по плоской поверхности призмы из порошковой стали 10Р6М5-МП. Радиус шара составлял Я ~ 6,35*10-3 м. Модули упругости сталей принимались приблизительно равными Е1 ~ Е2 ~ 2,1*105 МПа. Коэффициенты Пуассона также принимались приблизительно равными ц1 ~ ~ 0,3. Соответственно, при подстановке исходных данных в (4) имеем Е* ~ 1,154х105 МПа.
Подставляя значения параметров в (3) получаем зависимость радиуса контакта от нормальной нагрузки тел из сталей ШХ15 и 10Р6М5-МП:
а = 3,456 -10-5 #1/3. (5)
Справедливость формул (3) и (5) можно принять в первом приближении при трении верчения покоя (отличаем от трения покоя при линейном предварительном смещении). При реализации трения верчения идёт процесс изнашивания и изменение радиуса контакта происходит в соответствии с закономерностью изнашивания во времени. В связи с этим изменение радиуса контакта при трении верчения шара по плоскости во времени может быть выражено следующим образом:
а^, (N, г) = а + Аа( N, г) = Аа( N, г) +
'3Ш>1/3
V 4 Е-1/3
(6)
= Аа( N, г) + 3,456 -10^ Nl где ам> (N, г) - радиус пятна износа; Аа(N, г) - приращение радиуса контакта вследствие износа.
Необходимы экспериментальные исследования для выявления (6) а также проверки, закона (1) и его модификации (2) для трения верчения с изнашиванием шара из стали ШХ15 по плоской поверхности призмы из стали 10Р6М5-МП порошкового производства.
Материалы и методы исследования
Исследование в условиях трения верчения по схеме «шар - плоскость» осуществляли на машине трения ПБД-40 (рис.1, а).
Рис. 1. Испытательное оборудование: а - машина трения ПБД-40;
б - схема испытаний
41
В качестве вращающегося образца использовался шарик стали марки ШХ-15, диаметром 12,7 мм. В качестве неподвижного контртела использовалась прямоугольная призма из стали 10Р6М5-МП. Образцы зажимались в специальную струбцину, трение осуществляли по грани призмы с наибольшей площадью. Перед началом испытания шар приводили в контактное взаимодействие с плоскостью образца согласно схеме (рис.1, б). Далее шар прижимался к призме с силами 145Н, 195Н и 235Н. Далее запускали движение шара, зажатого в цанге с частотой вращения 850 об/мин. Время одного испытания при одной нагрузке составляло 600 с (10 мин). Момент трения фиксировался в процессе эксперимента с помощью осциллографа и записывался на компьютер. Радиусы пятна контакта измеряли с помощью микроскопа после завершения каждого испытания.
Результаты и их обсуждение
Зависимости радиуса пятна износа на шаре при разных нагрузках в зависимости от времени показаны на рис. 2.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
Время трения, с
Рис. 2. Изменение радиуса контакта вследствие изнашивания
При нагрузке в 145 Н зависимость aw (t) аналитически выражается следующим образом:
0,0000002t + 0,0007 ......_4
aw (t)
+ (1,81 -10^).
(7)
1 + ехр(-0,14(? - 30)) При нагрузке в 195 Н зависимость а^ (?) аналитически выражается следующим образом:
0,0000002? + 0,00077 _ _-4
aw (t):
+ (2 -10"^)
(8)
1 + ехр(-0,14(? - 30)) При нагрузке в 235 Н зависимость ам/ (?) аналитически выражается следующим образом:
0,0000002? + 0,000865 ......-4
aw (t)
1 + exp(-0,14(t - 30)) 42
+ (2,14 -10"^).
(9)
Вторые слагаемые в (7) - (9) есть результаты расчёта по формулам (3) - (5), а первые слагаемые определены экспериментальными данными по пятну износа на шаре.
Зависимость Мтв(1) - момента трения верчения от времени, при нагрузке 145Н приведена на рис. 3.
При нагрузке в 145 Н зависимость Мтв(1) аналитически выражается следующим образом:
м ) _ 0,0285 тв _ 1 + ехр(-0,12(1 - 35)). ( )
Зависимость момента трения верчения от времени при нагрузке 195Н приведена на рис. 4.
0.07
г ППЯЗ
X
й 0.056
§ 0.04Э
Г
А 0.042
и
И 0.035
| 0.023
0.021
| 0.014
Е о 0.007
г 0
-1-1-1-
Сталь ШХ15
_Ч | II С1
Л \с теп 10 Р6М1-М Л")'
V* ш - • 1 ' 1* п
9 1 Г* * • 1 1ГЛ
V = 1 - 85 45 Н Омиь
• / */* п г1
О 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
Время трения, с
Рис. 3. Зависимость момента трения верчения от времени
при нагрузке 145Н
0.1
е о.оэ
К
й 0.03
§ 0.07
Г
04 и.оь
<и
И 0.05
0.04
в- 0.03
1 0.02
е о 0.01
г 0
П-1-1 Г - 1 Сталь ШХ15 1-
к
_с V
+ а о ист, 101
• *
Ч1 тага« » '
* *
• 1 I п V = 1 = 85 95 Н Омии
/• г1—
у
О 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
Бремя трения, с
Рис. 4. Зависимость момента трения верчения от времени
при нагрузке 195Н
43
При нагрузке в 195 Н зависимость Мтв(() аналитически выражается следующим образом:
) _ 0,045 .11.
тв _ 1 + ехр(-0,12(( - 35))' (
Зависимость момента трения верчения от времени при нагрузке 235Н приведена на рис. 5.
Время трения, с
Рис. 5. Зависимость момента трения верчения от времени
при нагрузке 235Н
При нагрузке в 235Н зависимость Мтв(() аналитически выражается следующим образом:
Мтв(() _ 1 + ехр(-0,12(( - 35))'
В результате анализа (7) - (9) зависимость а№ (N, () аналитически можно выразить (в пределах нашего диапазона нагрузок) следующим образом:
_ О^ОРОО* + (5,6-10-5)+ 3 6 10-5N1/3. (13) ^ 1 + ехр(-0,14(( - 30))
График зависимости радиуса пятна износа от нагрузки и времени (функции (13)) приведён на рис. 6.
Зависимость Мтв (N, () аналитически можно выразить (в пределах нашего диапазона нагрузок) следующим образом:
М (Иг) _ (2,21 -10-4) - N
тв _ 1 + ехр(-0,12(( - 35)). ( )
График функции (14) приведён на рис. 7.
44
Рис. 6. График зависимости радиуса пятна износа (контакта)
от нагрузки и времени
Рис. 7. График зависимости момента трения верчения от нагрузки и времени фрикционного взаимодействия
В формулах (10), (11) и (12) в числителях приведены значения, так называемого установившегося момента трения верчения. А в числителе формулы (14) приведена зависимость установившегося момента трения верчения от нормальной нагрузки:
Мтв (N) _ (2,21 -10-4) N. (15)
График функции (15) показан на рис. 8, из которого видно, что на выбранном диапазоне нагрузок полученные значения установившегося момента трения верчения хорошо аппроксимируется законом (1).
45
Соответственно коэффициент трения верчения равен /тв = 2,21x1с-4 м. Согласно соотношению (2), выведенному теоретически академиком Л.А. Галиным, установившийся момент трения верчения пропорционален как нагрузке, так и радиусу пятна контакта [2].
В результате оцифровки зависимостей (7) - (9) и (10) - (12), и постановке в соответствие значений радиусов пятен контакта (пятен износа на шаре) значениям моментов трения верчения, полученных в одни и те же моменты времени, определены зависимости момента трения от радиуса контакта при нагрузках 145 Н, 195 Н и 235 Н.
Графики зависимостей момента трения верчения шара из стали ШХ15 по призме из стали 10Р6М5-МП от радиуса контакта при нагрузках 145 Н, 195 Н и 235 Н, приведены на рис.9.
Ё i о ^
S к
* S
u S
а
б а
о
S
н
и
>>
Г &
й
Рн Н
0.1
0.0Э 0.08 0.07 0.08 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0
0
1 Опить U1X15 J
} Сим а
10Р6МЗ-Шу
30
60
210
240
270
300
Рис.
90 120 150 180 Нормальная нагрузка, Н
8. График зависимости предельного (установившегося) момента трения верчения от нагрузки
При нагрузке в 145 Н зависимость МЦр (а*) аналитически выражается следующим образом:
Мпр К) =-010285-. (16)
тр * 1 + ехр(-10500(а* -0,0006)) При нагрузке в 195 Н зависимость М трр (а*) аналитически выражается следующим образом:
М тр К) =
0,045
1 + exp(-10500(aw - 0,0006)) 46
(17)
Рис. 9. Изменение момента трения верчения в зависимости от радиуса контакта (пятна износа) шара с плоскостью
При нагрузке в 235 Н зависимость мтр (а^) аналитически выражается следующим образом:
0,05
м трр К)
1 + ехр(-10500(^ - 0,0006))
(18)
С учетом зависимостей (16) - (18), зависимость момента трения верчения шара из стали ШХ15 по призме из стали 10Р6М5-МП от нагрузки и радиуса контакта имеет следующий вид:
мтрр (N, aw)
(2,21 -10-4) N
1 + ехр(-10500(^ - 0,0006)) График функции (19) приведён на рис. 10.
(19)
Рис. 10. График зависимости момента трения верчения от нагрузки и радиуса контакта
47
Полученная зависимость (19) показывает более сложное изменение момента трения верчения по сравнению с (2). С другой стороны, соотношение (1) справедливо, как показано выше (рис.7), при трении верчения шара из стали ШХ15 по призме из стали 10Р6М5-МП в выбранном диапазоне нагрузок.
Выводы
На основании проведённого исследования можно сделать следующие основные выводы:
1. Исследован процесс фрикционного взаимодействия гетерофоз-ных металлических систем на примере трения верчения шара из конструкционной шарикоподшипниковой стали ШХ15 по плоской поверхности призмы из порошковой высоколегированной инструментальной стали 10Р6М5-МП.
2. Построены математические модели характеристик процесса фрикционного взаимодействия: радиуса пятна износа от времени и момента трения верчения от времени при различных нагрузках и установлены закономерности поведения данных характеристик от времени в процессе изнашивания.
3. Установлено, что при установившемся режиме изнашивания момент трения верчения также является установившимся.
4. Выявлено, что изменение момента трения верчения от нагрузки имеет линейный вид, подобный закону Г. Амонтона, что говорит об отсутствии явлений схватывания второго рода в выбранном диапазоне нагрузок.
5. Показано, что момент трения верчения при изменении радиуса контакта вследствие износа вначале меняется нелинейно, но с определённого значения радиуса устанавливается. Это связано с процессами уменьшения контактного давления и приработки, а также зависит от дисперсности, строения и состояния структурных и фазовых составляющих металлических систем.
Полученные результаты могут быть использованы при создании ресурсосберегающих технологий обработки металлических материалов с использованием новых нанокомпозиционных смазок и покрытий [4-42].
Работа выполнена по проекту №11.6682.2017/8.9.
Список литературы
1. Лойцянский Л.Г., Лурье А.И. Курс теоретической механики: В 2-х томах. Т. I. Статика и кинематика. 8-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1982. 352 с.
2. Галин Л. А. Контактные задачи теории упругости и вязкоупруго-сти. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1980. 304 с.
3. Попов В. Л. Механика контактного взаимодействия и физика трения. От нанотрибологии до динамики землетрясений. М.: ФИЗМАТЛИТ,
2013. 352с.
4. Гетерогенное зарождение графита в углеродистых сталях при распаде цементита в процессе ТЦО вблизи точки А0 / А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, А.В. Маляров, Н.Н. Сергеев, И.В. Тихонова // Материаловедение. 2013. № 10. С. 48-52.
5. Влияние элементов графитизаторов на распад цементита при термоциклической обработке вблизи А0 углеродистых сталей / А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, А.В. Маляров, Н.Н. Сергеев, И.В. Тихонова // Материаловедение. 2013. № 11. С. 43-45.
6. Механические свойства конструкционных и инструментальных сталей в состоянии предпревращения при термомеханическом воздействии / А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, О.В. Кузовлева, Н.Н. Сергеев, И.В. Тихонова // Деформация и разрушение материалов. 2013. № 11. С. 39-42.
7. Условия проявления нестабильности цементита при термоцикли-ровании углеродистых сталей / А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, А.В. Маляров, Н.Н. Сергеев, И.В. Тихонова, М.Е. Пруцков // Материаловедение.
2014. № 10. С. 31-36.
8. Особенности протекания процессов разупрочнения при горячей деформации алюминия, меди и их сплавов / А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, Д.Н. Боголюбова, Н.Н. Сергеев, И.В. Тихонова, Д. А. Провоторов // Материаловедение. 2014. № 6. С. 48-55.
9. Влияние разнозернистости аустенита на кинетику перлитного превращения в мало- и среднеуглеродистых низколегированных сталях / А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, Д. А. Провоторов, И.В. Минаев, Н.Н. Сергеев, И.В. Тихонова // Материаловедение. 2014. № 7. С. 23-26.
10. Роль процесса зародышеобразования в развитии некоторых фазовых переходов второго рода / А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, И.В. Минаев, И.В. Тихонова, А.Г. Колмаков // Материаловедение. 2015. № 1. С. 15-21.
11. Синтез и триботехнические свойства композиционных покрытий с матрицей из полиамида ПМ-ДАДФЭ и наполнителями из наночастиц дихалькогенидов вольфрама при сухом трении скольжения / А.Д. Бреки,
A. Л. Диденко, В.В. Кудрявцев, Е.С. Васильева, О.В. Толочко, А.Г. Колмаков, Ю.А. Фадин, Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, Н.Е. Стариков, Д.А. Провоторов // Материаловедение. 2015. № 12. С. 36-40.
12. Многопараметрическая оптимизация параметров лазерной резки стальных листов / А.Е. Гвоздев, И.В. Голышев, И.В. Минаев, А.Н. Сергеев, Н.Н. Сергеев, И.В. Тихонова, Д.М. Хонелидзе, А.Г. Колмаков // Материаловедение. 2015. № 2. С. 31-36.
13. Постановка задачи расчета деформационной повреждаемости металлов и сплавов / Г.М. Журавлев, А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев,
B.И. Золотухин, Д.А. Провоторов // Производство проката. 2015. № 10.
C. 18-26.
14. Влияние деформационной повреждаемости на формирование механических свойств малоуглеродистых сталей / Г.М. Журавлев, А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, Д.А. Провоторов // Производство проката. 2015. № 12. С. 9-13.
15. Гвоздев А.Е., Журавлев Г.М., Колмаков А.Г. Формирование механических свойств углеродистых сталей в процессах вытяжки с утонением // Технология металлов. 2015. № 11. С. 17-29.
16. Зависимость показателей сверхпластичности труднодеформиру-емых сталей Р6М5 и 10Р6М5-МП от схемы напряженного состояния / А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, Д.А. Провоторов, Н.Н. Сергеев, Д.Н. Боголюбова // Деформация и разрушение материалов. 2015. № 11. С. 42-46.
17. Features of softening processes of aluminum, copper, and their alloys under hot deformation // A.E. Gvozdev, D.N. Bogolyubova, N.N. Sergeev, A.G. Kolmakov, D.A. Provotorov, I.V. Tikhonova // Inorganic Materials: Applied Research. 2015. T. 6. № 1. P. 32-40.
18. Grain size effect of austenite on the kinetics of pearlite transformation in low-and medium-carbon low-alloy steels / A.E. Gvozdev, I.V. Minaev, N.N. Sergeev, A.G. Kolmakov, D.A. Provotorov, I.V. Tikhonova // Inorganic Materials: Applied Research. 2015. T. 6. № 1. P. 41-44.
19. Role of nucleation in the of first-order phase transformations / A.E. Gvozdev, N.N. Sergeyev, I.V. Minayev, A.G. Kolmakov, I.V. Tikhonova // Inorganic Materials: Applied Research. 2015. T. 6. № 4. P. 283-288.
20. Multiparametric optimization of laser cutting of steel sheets / A.E. Gvozdev, I.V. Golyshev, I.V. Minayev, A.N. Sergeyev, N.N. Sergeyev, I.V. Tikhonova, D.M. Khonelidze, A.G. Kolmakov // Inorganic Materials: Applied Research. 2015. T. 6. № 4. P. 305-310.
21. Использование обобщенного треугольника Паскаля для описания колебаний силы трения материалов / А.Д. Бреки, А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков // Материаловедение. 2016. № 11. С. 3-8.
22. Синтез и триботехнические свойства композиционного покрытия с матрицей из полиимида (Р-ООО) ФТ и наполнителем из наночастиц дисульфида вольфрама при сухом трении скольжения / А.Д. Бреки, А. Л. Диденко, В.В. Кудрявцев, Е.С. Васильева, О.В. Толочко, А.Г. Колмаков, А.Е. Гвоздев, Д.А. Провоторов, Н.Е. Стариков, Ю.А. Фадин // Материаловедение. 2016. № 4. С. 44-48.
23. Композиционные покрытия на основе полиимида А-ООО и наночастиц WS2 с повышенными триботехническими характеристиками в условиях сухого трения скольжения / А.Д. Бреки, А. Л. Диденко, В.В. Кудрявцев, Е.С. Васильева, О.В. Толочко, А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, Д.А. Провоторов, Н.Е. Стариков, Ю.А. Фадин, А.Г. Колмаков // Материаловедение. 2016. № 5. С. 41-44.
24. О фрикционном взаимодействии металлических материалов с учетом явления сверхпластичности / А.Д. Бреки, А.Е. Гвоздев, А.Г. Колма-ков, Н.Е. Стариков, Д.А. Провоторов, Н.Н. Сергеев, Д.М. Хонелидзе // Материаловедение. 2016. № 8. С. 21-25.
25. Распределение температур и структура в зоне термического влияния для стальных листов после лазерной резки / А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, И.В. Минаев, А.Г. Колмаков, И.В. Тихонова, А.Н. Сергеев, Д.А. Провоторов, Д.М. Хонелидзе, Д.В. Малий, И.В. Голышев // Материаловедение. 2016. № 9. С. 3-7.
26. Вытяжка с утонением анизотропного упрочняющего материала / Г.М. Журавлев, А.Е. Гвоздев, В.И. Золотухин, Д.А. Провоторов // Производство проката. 2016. № 4. С. 5-10.
27. Вариант расчета максимального упрочнения малоуглеродистых сталей в процессах пластической деформации / Г.М. Журавлев, А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, Д.А. Провоторов // Производство проката. 2016. № 7. С. 9-13.
28. Расчет деформационной повреждаемости в процессах обратного выдавливания металлических изделий / А.Е. Гвоздев, Г.М. Журавлев, А.Г. Колмаков, Д.А. Провоторов, Н.Н. Сергеев // Технология металлов. 2016. № 1. С. 23-32.
29. Исследование изнашивания стали ШХ15 в среде пластичных смазочных композиционных материалов, содержащих дисперсные частицы слоистого модификатора трения / В.В. Медведева, А.Д. Бреки, Н.А. Крылов, Ю.А. Фадин, Н.Е. Стариков, А.Е. Гвоздев, С.Е. Александров, А.Н. Сергеев, Д.А. Провоторов, Д.В. Малий // Технология металлов. 2016. № 7.С. 9-15.
30. Synthesis and tribotechnical properties of composite coatings with PM-DADPE polyimide matrix and fillers on tungsten dechalcogenide nanoparti-cles upon dry sliding friction / A.D. Breki, E.S. Vasilyeva, O.V. Tolochko, A.L. Didenko, V.V. Kudryavtsev, A.G. Kolmakov, N.N. Sergeyev, A.E. Gvozdev, N.E. Starikov, D.A. Provotorov, Y.A. Fadin // Inorganic Materials: Applied Research. 2016. T. 7. № 4. P. 542-546.
31. Триботехнические свойства композиционного материала «алюминий-углеродные нановолокна» при трении по сталям 12Х1 и ШХ15 / А.Д. Бреки, Т.С. Кольцова, А.Н. Скворцова, О.В. Толочко, С.Е. Александров, А.Г. Колмаков, А.А. Лисенков, А.Е. Гвоздев, Ю.А. Фадин, Д.А. Провоторов // Материаловедение. 2017. № 11. С. 37-42.
32. Формирование пластических зон около сферической полости в упрочненных низкоуглеродистых сталях в условиях водородной стресс-коррозии / Н.Н. Сергеев, В. А. Терешин, А.Н. Чуканов, А.Г. Колмаков, А.А. Яковенко, А.Н. Сергеев, И.М. Леонтьев, Д.М. Хонелидзе, А.Е. Гвоздев // Материаловедение. 2017. № 12. С. 18-25.
51
33. Противоизносные свойства пластичных смазочных композиционных материалов «Литол-24-частицы гидросиликатов магния» / А.Д. Бре-ки, В.В. Медведева, Н.А. Крылов, А.Г. Колмаков, Ю.А. Фадин, А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, С.Е. Александров, Д.А. Провоторов // Материаловедение. 2017. № 3. С. 38-42.
34. Многоуровневый подход к проблеме замедленного разрушения высокопрочных конструкционных сталей под действием водорода / В.П. Баранов, А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, Н.Н. Сергеев, А.Н. Чуканов // Материаловедение. 2017. № 7. С. 11-22.
35. On friction of metallic materials with consideration for superplastici-ty phenomenon // A.D. Breki, A.E. Gvozdev, A.G. Kolmakov, N.E. Starikov, D.A. Provotorov, N.N. Sergeyev, D.M. Khonelidze // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. Т. 8. № 1. С. 126-129.
36. Temperature distribution and structure in the heat-affected zone for steel sheets after laser cutting / A.E. Gvozdev, N.N. Sergeyev, I.V. Minayev, I.V. Tikhonova, A.N. Sergeyev, D.M. Khonelidze, D.V. Maliy, I.V. Golyshev, A.G. Kolmakov, D.A. Provotorov // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. Т. 8. № 1. С. 148-152.
37. Synthesis and dry sliding behavior of composite coating with (R-OOO)FT polyimide matrix and tungsten disulfide nanoparticle filler / A.D. Breki, A.L. Didenko, v V.V. Kudryavtse, E.S. Vasilyeva, O.V. Tolochko, A.G. Kolmakov, A.E. Gvozdev, D.A. Provotorov, N.E. Starikov, Yu.A. Fadin // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. Т. 8. № 1. С. 32-36.
38. Composite coatings based on A-OOO polyimide and WS2 nanoparti-cles with enhanced dry sliding characteristics / A.D. Breki, A.L. Didenko, V.V. Kudryavtsev, E.S. Vasilyeva, O.V. Tolochko, A.E. Gvozdev, N.N. Sergeyev, D.A. Provotorov, N.E. Starikov, Yu.A. Fadin, A.G. Kolmakov // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. Т. 8. № 1. С. 56-59.
39. Breki A.D., Gvozdev A.E., Kolmakov A.G. Application of generalized Pascal triangle for description of oscillations of friction forces // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. Т. 8. № 4. С. 509-514.
40. Антифрикционные свойства плазмохимических покрытий на основе SIO2 с наночастицами MoS2 в условиях трения верчения по стали ШХ15 / А.Д. Бреки, С.Е. Александров, К.С. Тюриков, А.Г. Колмаков, А.Е. Гвоздев, А.А. Калинин // Материаловедение. 2018. № 1. С. 31-35.
41. Механизмы водородного растрескивания металлов и сплавов. Ч! (обзор) / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Г. Колмаков, А.Е. Гвоздев // Материаловедение. 2018. № 3. С. 27-33.
42. Механизмы водородного растрескивания металлов и сплавов. Ч.П (обзор) / Сергеев Н.Н., А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Г. Колмаков, А.Е. Гвоздев // Материаловедение. 2018. № 4. С. 20-29.
Бреки Александр Джалюльевич, канд. техн. наук, доцент, зам. зав. кафедрой МиОК, с.н.с. лаборатории ИЭС, albreki@yandex. ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Институт проблем машиноведения РАН,
Гвоздев Александр Евгеньевич, д-р техн. наук, профессор, gwozdew.alexandr2013@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,
Минаев Игорь Васильевч, генеральный директор, ivminaev1960@yandex.ru, Россия, Тула, ООО НПП «Телар»,
Кутепов Сергей Николаевич, канд. пед. наук, kutepov. sergei@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,
Калинин Антон Алексеевич, инженер, antony-ak@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
MA THEMA TICAL MODELS OF CHARACTERISTICS OF THE PROCESS OF FRICTION INTERACTION OF HETERO-PHASEMETALLIC SYSTEMS
A.D. Breki, A.E. Gvozdev, I. V. Minaev, S.N. Kutepov, A.A. Kalinin
The paper presents the results of the investigation of the friction interaction of heterophase metal systems using the example of studying the friction of the ball of steel ShKh15 on a flat surface of a prism made from powder steel 10R6M5-MP. It is established that as a result of the friction of the "ball-plane" rotation, under the steady wear regime, the frictional torque is also steady. It is shown that the frictional friction moment when changing the contact radius of frictional surfaces due to wear changes at first nonlinearly, but from a certain radius value is established. These regularities are inextricably linked with the processes of reducing contact pressure and run-in, as well as with the degree of dispersion, structure and state of the structural and phase components.
Key words process, the pivoting friction, wear, ball-plane, the law of friction, steel ShKh15 steel 10Р6М5^Р, the metal system.
Breki Alexander Dzhalyulyevich, candidate of technical science, associate professor., deputy department chair of MIOK, senior research associate of IES laboratory, al-hreki ayandex. ru, Russia, St. Petersburg, Peter the Great St.Petersburg Polytechnic University, Institute of problems of engineering science of RAS.,
Gvozdev Aleksandr Evgen'yevich, doctor of technical science, professor, gwozdew.alexandr2013@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Minaev Igor' Vasil'yevch, General Director, ivminaev1960@yandex.ru, Russia, Tula, LLC "NPP "Telar",
Kutepov Sergey Nikolaevich, candidate of pedagogical science, kutepov. sergei@mail. ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Kalinin Anton Alekseevich, engineer, antony-ak@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
