Коэффициент трения между поверхностями

Пример.

Станок ЧПУ стоит на бетонном основании и имеет размеры: длину 1000 мм, ширину 900 мм, высоту 1800 мм и массу 800 кг. Определить предельное значение скоростного напора, не приводящее к смещению незакрепленного станка.

Решение

1. Коэффициент трения чугуна по бетону f = 0,35 (табл. 2.16), а коэффициент аэродинамического сопротивления С_ч = 1,3 (табл. 2.15).

Таблица 2.15

Коэффициент аэродинамического сопротивления лобовой площадки для тел различной формы

Форма тела	Сх	Направление движения воздуха
Параллелепипед с квадратным основанием	0,85 1,3	Перпендикулярно квадратной стороне Перпендикулярно прямоугольной стороне
Куб	1,6	Перпендикулярно стороне
Диск	1,6	Перпендикулярно диску
Пластина-квадрат	1,45	Перпендикулярно пластине
Цилиндр при отношении высоты к диаметру, равному 1 равному 10	0,4 0,2	Перпендикулярно оси цилиндра
Сфера	0,25	Перпендикулярно поверхности
Полусфера	0,8	Параллельно плоскости основания
Пирамида с квадратным основанием	1,1	Параллельно основанию и перпендикулярно грани основания

Таблица 2.16

Наименование трущихся материалов	Величина коэффициента трения	Наименование трущихся материалов	Величина коэффициента трения
При скольжении	При качении
Сталь по стали	0,15	Стальное колесо:
Сталь по чугуну	0,30	по рельсу	0,05
Металл по линолеуму	0,2...0,4	по кафелю	0,1
Металл по дереву	0,6	по линолеуму	0,15...0,2
Металл по бетону	0,2...0,5	по дереву	0,12...0,15
Чугун по бетону	0,35
Дерево по дереву	0,4...0,6

2. Подставив эти значения в формулу, получим:

Р_ск = 0,35*800*9,81 / (1,3*0,9*1,8) = 1 300 Па = 1,3 кПа.

3. Чтобы узнать, при каком избыточном давлении может произойти смещение, надо воспользоваться графиком, рис. 2.4. Давлению скоростного напора 1,3 кПа соответствует избыточное давление 20 кПа.

Задача 2.4. Расчет опрокидывания оборудования под действием УВВ (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Момент сил, приводящий к опрокидыванию оборудования

Опрокидывающий момент создается силой F^, действующей на плече Z = 0,5h. Противодействующий момент создается весом оборудования G на плече L/2 и реакцией крепления болтов на разрыв Q на плече L. Опрокидывание произойдет, если выполняется соотношение (при отсутствии крепления оборудования): F_смZ ≥ G L/2

Точки приложения сил смещения, веса (центр лобовой площадки, центр тяжести), расчетные формулы и их величины те же, что и в задаче 2.3. Таким образом, величина скоростного напора, достаточная для опрокидывания объекта, определяется формулой:

Найдем предельное значение избыточного давления, при котором станок еще не опрокинется.

Решение

1. Предельное значение скоростного напора составит:

2. Зная величину предельного скоростного напора, по графику на рис. 2.4 определяем соответствующее значение избыточного давления, равное 25 кПа.

3. Таким образом, если избыточное давление во фронте ударной волны превысит 25 кПа, то станок будет опрокинут и получит средние разрушения.

Задача 2.5. Расчет инерциальных разрушений элементов оборудования от действия ускорений, полученных за счет ударной волны или при падении. Элемент оборудования, обладая массой и упругостью, под действием инерционных сил может получить повреждения в виде нарушения паек, отрыва элементов схем, соединительных проводов и т. п. Зависимость лобового давления (Р_лоб) от величины избыточного давления УВВ представлена в виде графика, рис. 2.6. Величину лобовой силы можно определить по формуле F_лоб = (Р_ф + Р_ск)S, где S - площадь поверхности, на которую действуют скоростной напор и избыточное давление УВВ, м². Сила инерции определяется выражением: ma = F_лоб – F_тр - Q, где m - масса аппаратуры, кг; а - ударное ускорение, м/с²; F - сила трения; Q - реакция крепления, выраженная в ньютонах.

Для решения задачи необходимо задаться значением допустимого ударного ускорения а, не приводящего к инерциальным разрушениям, а затем определить, какому лобовому давлению это соответствует.

Рис. 2.6. Зависимость лобового давления от величины избыточного давления

Дата добавления: 2015-05-31