ON ESTIMATION OF ENERGY QUANTITY SPENT ON WEAR UNDER CUTTING CONDITIONS
Abstract
Primary channels of the energy dissipation under friction and material cutting are considered. On the basis of the known testing data, it is shown that not all the energy released in these processes is spent on the wear process with the formation of wear particles. A new approach is used to calculate friction and wear characteristics. Proposed dependences differ from the known ones in that they to the fuller extent take into account the quantity of the friction energy “responsible” for the deterioration.The known approaches to assess the energy balance under friction and cutting are analyzed. The relationship between the surface energy and absorbed energy of materials is shown through comparing energy (thermal) costs in macrovolumes and on the actual contact spots. A quantity of energy “responsible” for wear is estimated in the first approximation.
Keywords
friction energy balance,
absorbed energy,
wear-out rate,
friction energy coefficient,
“responsible” for wear.
Supporting agencies: The research is done with the financial support from RFFI. Grant project 12-08-01328/13.
About the Authors
Anatoly Andreyevich Ryzhkin
Don State Technical University, Russia
Russian Federation
Russian Federation
Konstantin Grigoryevich Shuchev
Don State Technical University, Russia
Russian Federation
Russian Federation
Denis Vitalyevich Moiseyev
Don State Technical University, Russia
Russian Federation
Russian Federation
Flora Alexandrovna Vistoropskaya
Don State Technical University, Russia
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Рыжкин, А. А. Обработка материалов резанием: физические основы / А. А. Рыжкин. — Ростов-на-Дону : Изд. центр Дон. гос. техн. ун-та, 1995. — 242 с.
2. Рыжкин, А. А. Теплофизические процессы при изнашивании инструментальных режущих материалов / А. А. Рыжкин. — Ростов-на-Дону : Изд. центр Дон. гос. техн. ун-та, 2005. — 311 с.
3. Кузнецов, В. Д. Физика твёрдого тела / В. Д. Кузнецов. — Томск: Полиграфиздат, 1947. — Т. 4. — 542 с.
4. Епифанов, Г. И. Об энергетическом балансе процесса резания металлов / Г. И. Епифанов, П. А. Ребиндер // Докл. Акад. наук СССР. — 1949. — Т. 66, № 4. — С. 32–40.
5. Хрущов, М. М. Исследования изнашивания металлов / М. М. Хрущов, М. А. Бабичев. — Москва : Изд. центр Акад. наук СССР, 1960. — 351 с.
6. Кузнецов, В. Д. Поверхностная энергия твёрдых тел / В. Д. Кузнецов. — Москва : Госте-хиздат, 1954. — 220 с.
7. Трояновский, Е. А. Связь поверхностной энергии металлов с микротвёрдостью / Е. А. Трояновский // Тр. Моск. энергет. ин-та. — 1975. — Вып. 213. — С. 44–49.
8. Кунин, Л. Л. О формулах для вычисления поверхностного натяжения металлов / Л. Л. Кунин // Докл. Акад. наук СССР. — 1952. — Т. 79, № 1.— С. 93–96.
9. Демченко, В. В. О взаимной связи работы выхода электрона с поверхностным натяже-нием / В. В. Демченко, Н. Е. Хомутов // Тр. Моск. хим.-технол. ин-та им. Д. И. Менделеева. — 1962. — Вып. 39. — С. 115.
10. Семенченко, В. К. Поверхностные явления в металлах и сплавах / В. К. Семенченко. — Москва : Гостехиздат, 1957. — 491 с.
11. Карапетянц, М. Х. Химическая термодинамика / М. Х. Карапетянц. — Москва : Химия, 1975. — 584 с.
12. Костецкий, Б. И. Трение, смазка и износ в машинах / Б. И. Костецкий. — Киев : Технiка, 1970. — 396 с.
13. Поверхностная прочность материалов при трении / Б. И. Костецкий [и др.]. — Киев : Технiка, 1976. — 296 с.
14. Костецкий, Б. И. О роли вторичных структур в формировании механизмов трения сма-зочного действия и изнашивания / Б. И. Костецкий // Трение и износ. — 1980. — Т. 1, № 4. — С. 622–637.
15. Даниелян, А. М. Теплота и износ инструментов в процессе резания / А. М. Даниелян. — Москва : Машгиз, 1954. — 276 с.
16. Даниелян, А. М. Тепловой баланс при резании титанового сплава ВТ-2 / А. М. Даниелян // Вестн. машиностроения.— 1957. — № 1. — С. 15–18.
17. Обработка резанием жаропрочных сталей, сплавов и тугоплавких металлов / А. М. Да-ниелян [и др.]. — Москва : Машиностроение, 1968. — 308 с.
18. Тепловые явления и обрабатываемость резанием авиационных материалов / А. И. Бе-лоусов [и др.]. — Москва : Машиностроение, 1966. — 180 с.
19. Грановский, Г. И. Резание металлов / Г. И. Грановский, В. Г. Грановский. — Москва : Высш. шк., 1985. — 304 с.
20. Васин, С. А. Резание материалов / С. А. Васин, А. С. Верещака, В. С. Кушнер. — Москва : Изд-во Моск. гос. техн. ун-та им. Баумана, 2001. — 447 с.
21. Ящерицын, П. И. Теория резания / П. И. Ящерицын, Е. Э. Фельдштейн, М. А. Корниевич. — Минск : Новое изд., 2007. — 512 с.
22. Чичинадзе, А. В. Расчёт и исследование внешнего трения при торможении / А. В. Чи-чинадзе. — Москва : Наука, 1967. — 231 с.
23. Способ определения оптимальной скорости резания : а. с. 983512 СССР / А. А. Рыжкин [и др.]. — Заявл. 06.04.81 ; опубл. 23.12.82, Бюл. № 47. — 5 с.
24. Термодинамический подход к расчёту интенсивности окислительного изнашивания твёрдых сплавов / А. А. Рыжкин [и др.] // Вестн. Рост. гос. ун-та путей сообщ. — 2012. — № 1. — С. 28–38.
Review
For citations:
Ryzhkin A.A., Shuchev K.G., Moiseyev D.V., Vistoropskaya F.A. ON ESTIMATION OF ENERGY QUANTITY SPENT ON WEAR UNDER CUTTING CONDITIONS. Vestnik of Don State Technical University. 2014;14(3):152-163. (In Russ.) https://doi.org/10.12737/5718
Views:
557
Email this article 