Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Обобщенные закономерности трения твердых тел

Трение в узлах трения реальных машин и механизмов, подвер­женных атмосферному и производственному воздействию, имеет сложный характер. Однако, несмотря на это, анализ фрикционных процессов у большого количества машин и специально поставленные исследования позволяют выделить и вполне определенные законо­мерности. В условиях высоких контактных давлений влияние скорости скольжения на граничное трение сталей нельзя сводить, однако, толь­ко к тепловым эффектам. При различных скоростях скольжения меня­ется и характер взаимодействия трущихся тел со смазочными мате­риалами и окружающей средой. При реализации граничного трения в контактной зоне происходят процессы разрушения поверхностных пленок и процессы «залечивания» образовавшихся ювенильных по­верхностей новыми органическими пленками сорбционного происхож­дения. В зависимости от соотношения этих процессов, протекающих в контактной зоне, и реализуется тот или иной коэффициент трения. С уменьшением скорости относительного скольжения скорость химиче­ского взаимодействия твердого тела со смазочной или газовой среда-


ми оказывается выше скорости натирания поверхностных слоев. В области низких скоростей относительного скольжения особо важное значение приобретают реологические свойства контактирующих тел и их поверхностных слоев. Согласно современному учению о трении твердых тел важное влияние на реализацию силы трения оказывают как свойства поверхностных слоев трущихся тел, так и свойства сма­зочных веществ и адсорбционных пленок. Исследование строения, состава и свойств поверхностных слоев позволит подойти к выявле­нию причин значительных колебаний трения, наблюдающихся в экс­плуатационных условиях (рис. 5.24).



Анализируя представленное, можно сформулировать требо­вания для обеспечения удовлетворительной работы узлов трения машин и механизмов.

1. Тщательный учет реальных нагрузок на узел трения.

2. Подбор материала поверхностей трущихся тел.

3. Конструктивное выполнение узла трения.

4. Выбор соответствующего смазочного материала.



Р, Кг/см'

\> V

1Г1ПГ


^



,50


V, м/с


Рис. 5.24. Зависимости коэффициента трения от: а - нормального давления Р; б - скорости скольжения V

Только сочетание специально подобранных выше указанных тре­бований и параметров узлов трения может обеспечить их нормальную работу. Нарушение хотя бы одного из указанных требований (напри­мер, увеличение нагрузок на узел трения) может резко ухудшить усло­вия работы узла трения. Для устранения случившегося требуется вновь осуществлять подбор тех или иных параметров для данного узла трения. Это может стать возможным или за счет изменения материала трущихся тел, изменения конструкции узла трения или выбора другого смазочного материала.


ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Каковы особенности площадей контактирования твердых тел?

2. Каковы виды адгезионного взаимодействия твердых тел?

3. Каковы типы фрикционных связей?

4. Какова роль и виды трещин в развитии механических про­цессов при трении?

5. Что такое работа трения и ее составляющие?

6. Каковы температуры, реализуемые при трении твердых тел?

7. В чем сущность химического модифицирования и физиче­ского процесса (эффект П.А. Ребиндера и др.) при трении?

8. Каково влияние ориентации молекул смазки на уровень трения?

9. Каковы особенности поверхности слоев реальных трущихся тел?

Глава 6. ИЗНАШИВАНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Общие понятия и определения

Процесс постепенного изменения размеров тела при трении, проявляющийся в отделении с поверхности трения материала и (или) остаточной деформации, получил название изнашивание. Ре­зультат же изнашивания, проявляющийся в виде отделения мате­риала или в его остаточной деформации, получил название износ. Продуктами процесса изнашивания являются частицы износа, отде­лившиеся с трущихся поверхностей в виде полидисперсного мате­риала и материала трущихся тел, пластически оттесненного из зоны трения. Обычно величину износа ЛИ определяют по толщине слоя /1/7, объему Л\/ или массе материала ЛМ, вынесенного из зоны тре­ния, которые связаны между собой соотношением

^ АУ АМ
АН =----- = ,

Аа РАгде Аа - номинальная площадь поверхности трения; р - плотность из­нашиваемого материала.

Наиболее распространенной характеристикой процесса изнаши­вания является интенсивность изнашивания, представляющая от­ношение износа ЛИ к пути ЛЗ, на котором происходило изнашивание, или к объему работы ЛА, при выполнении которой накоплен износ

. АИ , АИ

1 = — или 1 = —.

АЗ АА


В том случае, когда ЛЗ^-0 (или ЛА^-О), говорят о мгновенной интенсивности изнашивания, и тогда величину /' рассматривают как первую производную износа по пути трения (или по работе), т.е.

,, с1И„ с1И

I = — или 1 = —.

с15

Обычно процесс изнашивания характеризуют безразмерной ве­личиной - интенсивностью линейного изнашивания /'Л, представляю­щей первую производную от толщины /7 изношенного слоя по пути 5

. АН СИП

1И = или 1Ь = —■

А5 с13

Аналогичным образом можно выразить объемную интенсив­ность изнашивания /'^или интенсивность изнашивания по массе Гт.

Энергетическая интенсивность линейного изнашивания вы­ражается в виде

А/7 _ А/7

'эн '

\Л/ м-РаАаУЛ

где // - коэффициент трения; Аа- номинальная площадь поверхности трения; Ра - давление в зоне трения; V - скорость относительного скольжения; I- продолжительность процесса трения.

Процесс изнашивания характеризуется также скоростью изна­шивания \/п, представляющей собой отношение износа ЛИ к интер­валу времени Л1, за которое он наработан

А1

Величина, обратная интенсивности изнашивания, получила на­звание износостойкости. Она характеризует собой способность па­ры трения сопротивляться изнашиванию.

Классы износостойкости

Износостойкость в настоящее время стала одним из норма­тивных комплексных и наиболее универсальных показателей трибо-технического узла трения. Значения износостойкости на практике колеблются в очень широких пределах: от 103 до 1013. Поэтому ее часто представляют в виде некоторой логарифмической шкалы. Весь диапазон шкалы износостойкости фрикционных пар разделя­ется на классы и разряды. Для их определения используется пока­зательная или аналогичная логарифмическая зависимость


73 ^ = ая-10к,

где ак - мантисса логарифма 0 < 1д(а^) < 1 (1 < ак < 10); к - целое число, обозначающее номер класса износостойкости.

Устанавливаются десять классов износостойкости - от 3-го до 12-го класса включительно. Нижняя граница 3 в каждом классе не входит в его состав (табл. 6.1, 6.2).

Таблица 6.1 Классы износостойкости

 

Класс износостойкости Износостойкость Класс износостойкости Износостойкость
103...104 108...109
104..105 109...1010
105...106 1010...1011
106...107 1011...1012
107...108 1012...1013

Таблица 6.2 Класс износостойкости типовых узлов трения

 

Узел трения Класс износостойкости
Цилиндропоршневая группа автомобиля 11, 12
Цилиндропоршневая группа компрессора
Направляющая токарного станка 9, 10
Дисковый тормоз 6...10
Подшипники скольжения 6...8
Резцы

Располагая конкретными данными об износостойкости того или иного узла трения, можно, использовав представленные выше зависи­мости и таблицы, определить соответствующий ему класс износостой­кости, а, следовательно, и триботехнические качества данного узла.






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2021 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.