Mar писал(а):
............
В связи с обсуждаемыми явлениями всплывает вопрос о максимальных давлениях, которые могут возникать в трущихся деталях самоблоков.
Попробуем сделать оценку:
По большому счету, в самом поганом случае, самоблок должен обеспечить силу на ободе колеса, способную поднять автомобиль. Например, наехали на край пенька, зацепились за него зубастым протектором и пытаемся проехать через пенек дальше. Колеса четыре - пусть это будет ¼ части веса автомобиля, то есть для Шнивы ~ 2000/4 = 500 кГ. Для 30 дюймовых колес рычаг будет 30*25.4/1000/2 = 0.381 метра, а момент - соответственно 190.5 кГ*метр. Пусть в это
время самоблок работал линейно и обеспечил на втором, буксующем, колесе половину от этого момента. Тогда вторая половина должна прийтись на момент, который создает сила трения, внутри самоблока в кГ*метрах это будет 95.25. Поскольку сателлитов 8 штук, на 1 сателлит придется 95.25/8 = 11.9 кГ*м.
По фотографии оцениваем радиус сателлита - это порядка 12 мм и вычислим силу трения, которая должна возникнуть в гнезде, где он крутится - это будет 11.9/0.012 = 992 кГ.
Коэффициент трения сталь по стали - берем из справочника физических величин - 0.16, следовательно, прижимающая сила должна быть 992/0.16 = 6200 кГ. Для вычисления давления осталось найти площадь, на которую эта сила действует - а это вершины зубьев сателлитов, которые трутся по внутренней поверхности гнезд. Оцениваем по фотографии площадь торцов - у меня получилось 3мм*32мм = 96 мм2 = 0.96 см2 - это у одного зуба.
А вот сколько зубьев одновременно трут - наверное один - поскольку сила прижимает сателлит только в одну сторону. Тогда давление получается 6200/0.96 = 6460 кГ/см2 (атмосфер), в мегапаскалях, как это принято в справочниках, это примерно 650 МПа.
Смотрим в справочник Григорьева про прочность сталей: - ура проходит... не всякая сталь, а только стали не ниже средней прочности, а если запасы создавать - то только высокой.
То есть, получилось где то на грани… При работе шершавости, которые уменьшают площадь контакта должны исчезнуть - полировку мы действительно наблюдаем…
Интересно, если сравнивать три вида самоблоков: шариковый, винтовой и дисковый с точки зрения контактных давлений, то шариковый, у которого площадь соприкосновения шариков с канавками равна в идеале нулю – с моей точки зрения вообще-то больше является дифференциалом пластической деформации, чем повышенного трения, винтовой - да, повышенного трения, но уже вблизи предела, а вот у дисковых ограничений по этому параметру практически нет - сколько надо дисков - столько можно и поставить.
Поскольку мы оценили силу трения,
то сам бог велел посчитать и разогрев.
Сила трения в гнезде была оценена в 992 кГ. Положим буксующее колесо крутится у нас со скоростью 1 оборот в секунду, сателлит при этом будет крутиться - как соотносятся число зубцов - в 15/6 раз быстрее. Длина окружности у него 2*пи*12мм = 75мм. То есть в секунду будет проходить путь 188 мм. Совершенная работа в секунду 992*0.188*9.8 = 1832 Джоуля - это 1.8киловатта. 8 сателлитов в сумме дадут 14.7 кВт.
Если предположить, что все железо в заднем мосту весит килограмм эдак 25, то за 60 секунд нагрев составит 79 градусов (теплоемкость взята 25Дж/моль*град, моль- 56грамм). То есть 2 минуты можно беспроблемно буксовать - потом остывать долго, хотя если мостом в луже сидишь или в снегу, то и не так уж и долго…
Все.
Не все: Пойду ка я и остатки второго флакона масла в мост залью, наклоню и залью.... не понравилось мне про нагрев...
Сделай давай, а! :