книги / Трибология

3

ВВЕДЕНИЕ В ТРИБОЛОГИЮ

Известно, что одна из важнейших тенденций научнотехнического прогресса в машиностроении – повышение точности, надежности машин и механизмов при одновременном уменьшении их размеров, веса, потребляемой мощности, увеличении скорости вращения, эксплуатации в широком диапазоне рабочих температур. Машины и механизмы должны надежно выполнять функции, определяемые их целевым назначением, т.е. обеспечивать в заданных пределах и во времени точность вращения, постоянство сил трения, уровни собственной вибрации и шума, иметь необходимый ресурс работы. Для обеспечения этих требований широкое применение находят опоры трения качения и скольжения.

Каковы причины выхода из строя машин и механизмов? Если конструктор не ошибся при проектировании, то первой причиной будет износ. Управление процессами трения и изнашивания в машинах и механизмах является серьезной научно-технической проблемой.

Цель учебной дисциплины – ознакомление с концептуальными основами трения и износа как современной комплексной фундаментальной науки о контактном взаимодействии твердых тел при их относительном движении; формирование навыков по оптимизации конструкторских решений и технологических способов повышения износостойкости механизмов.

Задачи учебной дисциплины:

изучение процессов изнашивания и методов исследования поверхностей трения;

формирование умения оценивать работоспособность узлов трения и предлагать мероприятия по повышению износостойкости;

4

формирование навыков работы с испытательной аппаратурой, проведения трибологических экспериментов и анализа полученных результатов.

Предметом освоения дисциплины являются следующие объекты:

параметры, структура и физико-механические свойства материала поверхностного слоя;

классификация видов изнашивания;

смазочные материалы;

методика расчета износа сопряжений;

экспериментальные методы в триботехнике;

методы снижения интенсивности износа.

5

1. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ

Трибология (от греч. tribos – трение и logos – наука) – наука о явлениях, закономерностях и процессах трения, изнашивания и смазки.

Триботехника – часть трибологии, изучающая контактное взаимодействие твердых тел при их относительном движении, охватывающая весь комплекс вопросов трения, изнашивания и смазывания машин.

ГОСТ 27674–88 устанавливает 107 терминов, применяемых в науке, технике и производстве в области трения, изнашивания и смазки. Термины, установленные этим стандартом, обязательны для применения во всех видах документации и литературы, входящих в сферу действия стандартизации или использующих результаты этой деятельности.

Внешнее трение – явление сопротивления относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкасания поверхностей по касательным к ним.

Изнашивание – процесс отделения материала с поверхности твердого тела и (или) увеличения его остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела.

Износ – результат изнашивания, определяемый в установленных единицах (длины, объема, массы и др.).

Износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания.

Смазочный материал – материал, вводимый на поверхность трения для уменьшения силы трения и (или) интенсивности изнашивания.

6

Смазка – действие смазочного материала, в результате которого между двумя поверхностями уменьшаются износ, повреждения поверхности и (или) сила трения.

Смазывание – подведение смазочного материала к поверхности трения.

Трение покоя – трение двух тел при микросмещениях без макросмещения.

Трение движения – трение двух тел, находящихся в движении относительно друг друга.

Трение скольжения – трение движения, при котором скорости телвточкекасанияразличныпозначениюи(или)направлению.

Трение качения – трение движения, при котором скорости соприкасающихся тел одинаковы по значению и направлению, по крайней мере в одной точке зоны контакта.

Трение качения с проскальзыванием – трение движения двух соприкасающихся тел при одновременном трении качения и скольжения в зоне контакта.

Сила трения – сила сопротивления при относительном перемещении одного тела по поверхности другого под действием внешней силы, тангенциально направленная к общей границе между этими телами.

Наибольшая сила трения покоя – сила трения покоя, лю-

бое превышение которой ведет к началу макросмещения. Скорость скольжения – разность скоростей тел в точках

касания при скольжении.

Коэффициент трения – отношение силы трения двух тел к нормальной силе, прижимающей эти тела друг к другу.

Допустимый износ – значение износа, при котором изделие сохраняет работоспособность.

Работоспособность – состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями нормативно-технической документации.

Надежность – свойство изделия сохранять требуемые показатели качества в течение всего периода использования.

7

Тест для самоконтроля

1.Явлением сопротивления относительному перемещению, возникающим между двумя телами в зонах соприкасания поверхностей по касательным к ним, называется

1) внешнее трение

2) изнашивание

3) износ

4) износостойкость

2.Процесс отделения материала с поверхности твердого тела и (или) увеличения его остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела, это

1) внешнее трение

2) изнашивание

3) износ

4) износостойкость

3.В каких единицах определяется результат изнашивания? 1) в единицах длины 2) в единицах объема 3) в единицах массы

4) безразмерная величина

4.Для чего смазочный материал вводится на поверхность

трения?

1) для уменьшения шероховатости

2) для уменьшения остаточных напряжений

3) для уменьшения интенсивности изнашивания

4) для уменьшения силы трения

5.Трение движения, при котором скорости тел в точке касания различны по значению и (или) направлению, это

1) трение качения

8

2)трение скольжения

3)трение качения с проскальзыванием

4)трение покоя

6.Трение движения, при котором скорости соприкасающихся тел одинаковы по значению и направлению, по крайней мере в одной точке зоны контакта, это

1) трение качения

2) трение скольжения

3) трение качения с проскальзыванием

4) трение покоя

7.Трение двух тел, находящихся в движении относительно друг друга, при котором скорости соприкасающихся тел одинаковы по значению и направлению, по крайней мере в одной точке зоны контакта, это

1) трение качения

2) трение скольжения

3) трение качения с проскальзыванием

4) трение покоя

8.Трение двух тел, находящихся в движении относительно друг друга, при котором скорости тел в точке касания различны по значению и (или) направлению, это

1) трение качения

2) трение скольжения

3) трение качения с проскальзыванием

4) трение покоя

9.Силой сопротивления при относительном перемещении одного тела по поверхности другого под действием внешней силы, тангенциально направленной к общей границе между этими телами, называется

1) наибольшая сила трения покоя

2) сила проскальзывания

9

3)сила тангенциального перемещения

4)сила трения

10.Отношением силы трения двух тел к нормальной силе, прижимающей эти тела друг к другу, называется

1) коэффициент скольжения

2) коэффициент качения

3) коэффициент трения

4) коэффициент сцепления

11.Работоспособность – это

1)свойство изделия работать без перерывов до предельного состояния

2)состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями нормативно-технической документации

3)свойство изделия выполнять функции, заданные рабочим

циклом

4)свойство изделия выполнять заданные функции в течение заданного времени

12. Свойством изделия сохранять требуемые показатели качества в течение всего периода использования называется

1)жесткость

2)надежность

3)коррозионная стойкость

4)прочность

10