Гаркунов Д.Н. Триботехника. Износ и безызносность. Страница 105

Площадь фактического контакта поверхностей состоит из множества дискретных малых площадок, расположенных на различных высотах пятна касания в местах наиболее полного сближения поверхностей. Между площадками касания тел имеются соединенные между собой или закрытые микрополости, заполненные воздухом или другой газовой средой, смазочным материалом, продуктами износа и т.п.

Площадь фактического контакта зависит от микро- и макрогеометрии поверхностей, волнистости, физико-механических свойств поверхностного слоя и от нагрузки. При небольшой нагрузке ее рост сопровождается увеличением размеров площадок контакта. С дальнейшим ростом нагрузки увеличивается число площадок касания при сохранении размеров их почти неизменными. При снятии нагрузки в зависимости от ее величины исчезает 30...70% площадок контакта (по данным Н.Б. Демкина [4]).

Площадь фактического контакта составляет от одной десятитысячной до одной десятой номинальной площади касания. Даже при высоких нагрузках площадь фактического контакта не превышает 40% номинальной площади. Так, в случае контактирования стали по стали при нагрузке 15 МПа отношение площадей составляло 0,2 при обработке поверхности до Ra = 0,63...0,32 мкм и 0,35 при Ra = 2,5...1,25 мкм.

Площадь фактического контакта возрастает с увеличением удельной нагрузки, снижении шероховатости поверхности и росте радиуса закругления вершин ее неровностей; она несколько увеличивается при большей длительности действия нагрузки. Эта площадь убывает с увеличением упругих характеристик, предела текучести материала и высоты неровностей поверхностей. Для поверхностей с грубой шероховатостью влияние различия в степени последней незначительно. При сопряжении двух различных материалов площадь фактического контакта определяется физико-механическими свойствами более мягкого материала и геометрией поверхности более твердого материала. При наличии между трущимися поверхностями тонкой квазиожиженной медной пленки, образуемой при трении в условиях режима избирательного переноса, площадь фактического контакта может увеличиться в 10... 100 раз. Это является одной из причин резкого снижения интенсивности изнашивания трущихся поверхностей.