Вплив зональності стовбура на триботехнічні характеристики пари тертя "деревина – сталь з йонно-плазмовим покриттям"

The results of the conducted researches show that the evaporation of vacuum ion-plasma coatings on a tool working in contact with wood significantly reduces such indicators as friction force, wear intensity and cutting force. It is found that the range of change of the friction force along the fibres, depending on the location of the specimen on the height of the trunk, correlates with the range of change of the face hardness, and the decrease in the friction force of indenters with ion-plasma coatings in comparison with other methods of strengthening does not depend on what height of the trunk is taken specimen and is from 1.5…2.9 times for oak; 1,5…3,1 – for beech; 1.3…3.1 – for pine; 1,4…3,5 – for fir. In the case of friction across the fibres, the range of change on the friction force, depending on the location of the specimen on the height of the trunk, does not correlate with the range of hardness change, that is, in deciduous species the friction force is less than that which could be predicted based on the ratio of specimens hardness in different parts of the trunk. To determine the deviation from the expected value of the friction force, the coefficient of compliance is introduced. The reasons for the relative reduction of resistance to friction may be due to the following factors. The content of lignin, which determines the strength of trunks, in wood of pine and fir ranges from 26 to 30 %, and in oak and beech is 20…24 %. All the analyzed species contain gemicellulose about the same amount – 22…26 %. It consists of hexosans (C6H10O5) п and pentosans (C5H804) n. But the content of hexosans with a higher molecular weight in coniferous species is twice as large as in deciduous. The mechanical function in coniferous species is also made of tracheid fibres, the length of which is 4…6 mm. Libriform fibres that perform a similar function in deciduous, have a length of up to 1 mm. Peculiar ribs of hardness of hardwood trees are core rays. In oak their volume reaches 30 %. But they are oriented in the radial direction, so during the motion of the indenter across the fibres do not substantially impede its displacement. When friction of the indenter with a coating on wet wood, the friction force decreases for all investigated species at any height of the trunk in 1.7…2.3 times, which can be explained by the fact that moisture acts as a lubricant. The least value of the friction force of 0.1 H×10-2 was recorded in the friction pair "Ti-Ni-N + TiN coating – a specimen from the upper part of the fir trunk" after six passes of the indenter along the fibres. The results of studies on determining of wear intensity and friction force have shown that its values decrease in the sequence (Ti-Ni-N) – (TiN) – (Ti + TiN) – (Ti-Ni-N + TiN) in all variants of the ratio of regime cutting parameters.Наведено результати досліджень сили тертя, інтенсивності зношування та сили різання сталі Р6М5 з йонно-плазмовими покриттями. Показано, що їх нанесення на інструмент, що працює в контакті з деревиною, істотно зменшує ці показники. Виявлено, що діапазон зміни сили тертя вздовж волокон залежно від розташування зразка за висотою стовбура корелює з діапазоном зміни торцевої твердості, а зменшення сили тертя інденторів з йонно-плазмовими покриттями порівняно з іншими методами зміцнення, не залежить від того, з якої висоти стовбура взято зразок і становить 1,5…2,9 раза для дуба; 1,5…3,1 – для бука; 1,3…3,1 – для сосни; 1,4…3,5 – для ялиці. Встановлено, що під час тертя поперек волокон діапазон зміни сили тертя залежно від розташування зразка за висотою стовбура не корелює з діапазоном зміни твердості, тобто в листяних порід сила тертя є меншою від того значення, яке можна було б спрогнозувати, ґрунтуючись на співвідношенні твердості зразків у різних частинах стовбура. Для визначення відхилення від очікуваного значення сили тертя введено коефіцієнт відповідності. Наведено причини відносного зменшення опору тертю. З'ясовано, що під час тертя індентора з покриттям по вологій деревині сила тертя зменшується для всіх досліджуваних порід на будь-якій висоті стовбура в 1,7…2,3 раза. Найменше значення сили тертя 0,1 Н×10-2 зафіксовано в парі тертя "покриття Ті-Ni-N + ТіN – зразок із верхньої частини стовбура ялиці" після шести проходів індентора вздовж волокон. Результати досліджень з визначення інтенсивності зношування та сили тертя показали, що значення цих величин зменшуються в послідовності (Ті-Ni-N) – (ТіN) – (Ті+ТіN) – (Ті-Ni-N + ТіN) за всіх варіантів співвідношення режимних параметрів різання