Розділ 2 контактування твердих тіл

2.1 Основні терміни

Трібологія– науково-технічна дисципліна об’єднує проблеми тертя, спрацьовування і змащування, вивчає процеси взаємодії поверхонь при їх відносному русі. Термін з’явився в 1966 році в Англії (автор – П.Джост).

Тріботехніка– вміщує прикладну частину трібології, методи і засоби забезпечення працездатності вузлів тертя. Ця наука про контактну взаємодію твердих тіл при їх відносному русі, охоплює весь комплекс питань тертя, спрацьовування й змащування машин.

В останні роки в тріботехниці одержали розвиток нові розділи – трібохімія, трібофізика, трібомеханіка.

Трібохімія– вивчає взаємодію контактуючих поверхонь з хімічно активним середовищем. Вона вивчає питання корозії при терті, хімічні основи вибіркового переносу і дію на поверхню деталей хімічно активних речовин, які виділяються при терті, внаслідок деструкції полімерів або змащувального матеріалу.

Трібофізика– вивчає фізичні аспекти взаємодії контактуючих поверхонь при їх взаємному переміщенні.

Трібомеханіка– вивчає механіку взаємодії контактуючих поверхонь при терті. Вона розглядає закони розсіювання енергії, імпульсу, а також математичну подібність; релаксаційні коливання при терті, реверсивне тертя, рівняння гідродинаміки і інші, стосовно тертя, спрацьовування і змащування.

В деяких країнах замість терміна тріботехніка використовують термін трибоніка. В технічній літературі зустрічається термін динамічне металознавство – це розділ металознавства, який вивчає структуру і властивості поверхневих шарів металів і сплавів в процесі тертя.

Терміни, які відносяться до тріботехніки стандартизовані (ДОСТ 23002-78), вміщають 98 термінів, які класифікуються по видам тертя, спрацьовування, змащування, методам змащування і змащувальним матеріалом.

До загальних понять тріботехніки відносяться наступні терміни:

Зовнішнє тертя– явище опору відносному переміщенню, яке виникає між двома тілами в зонах дотику поверхонь по дотичній до них, яке супроводжується дисипацією енергії. Розрізняють тертя спокою, руху, ковзання, кочення і кочення з ковзанням. Частковим випадком тертя ковзання є тертя верчення з коченням і ковзанням.

Коефіцієнт тертя– відношення сили тертя до нормальної сили, яка притискає тіла одне до іншого.

Коефіцієнт зчеплення ‑ відношення неповної сили тертя до нормальної сили (найбільшої сили тертя спокою).

Спрацьовування– процес руйнування і відокремлення матеріалу з поверхні твердого тіла і (або) накопичення його залишкових деформацій при терті, яке виявляється в поступовій зміні розмірів і (або) форми тіла.

Знос– результат спрацьовування, яке визначається у встановлених одиницях. Знос може визначатись в одиницях довжини, об’єму, маси і інше.

Зносостійкість– властивість матеріалу чинити опір спрацьовуванню в певних умовах тертя, яка оцінюється величиною, зворотній швидкості спрацьовування або інтенсивності спрацьовування.

Швидкість спрацьовування– відношення зносу до інтервалу часу, в якому він відбувався.

Відносна зносостійкість– відношення зносостійкості матеріалу, що випробується, до зносостійкості еталонного матеріалу в однакових умовах.

Змащувальний матеріал– матеріал, який вводиться на поверхню тертя, для зменшення сил тертя і (або) інтенсивності спрацьовування.

Змащення– дія змащувального матеріалу, внаслідок якого між двома поверхнями зменшується сила тертя і (або) інтенсивність спрацьовування.

Змащування– підведення змащувального матеріалу до поверхні тертя.

По виду взаємодії поверхонь і стану змащувального шару класифікують тертя по наступним ознакам:

• тертя фізично чистих (ювенільних) поверхонь;

• тертя при граничному змащенні;

• тертя при гідродинамічному (газодинамічному) змащенні;

• тертя при гідростатичному (газостатичному) змащенні;

• тертя при контактно (еласто) – гідродинамічному змащенні;

• тертя в умовах електромагнітних взаємодій.

• На практиці часто зустрічаються змішані режими змащення і відповідно тертя.

• Тертя руху – тертя двох тіл, які перебувають в відносному русі.

• Тертя спокою – тертя двох тіл при мікро переміщеннях до переходу до відносного руху.

Тертя без змащувального матеріалу (сухе тертя)– тертя двох тіл при відсутності на поверхні тертя будь-якого змащувального матеріалу.

Тертя із змащувальним матеріалом (межове тертя)– тертя двох тіл при наявності на поверхні тертя введеного будь-якого змащувального матеріалу.

Тертя ковзання– тертя руху двох твердих тіл, при якому їх швидкість в точках дотику різні по величині і напрямку, або по величині, або по напрямку.

Тертя кочення- тертя руху двох твердих тіл, при якому їх швидкість в точках дотику однакові по величині і напрямку.

Сила тертя– сила опору при відносному переміщенні одного тіла по поверхні другого під дією зовнішньої сили, яка спрямована по дотичній до загальної межі, між цими тілами.

Найбільша сила тертя– сила тертя спокою, будь-яке пере вершення якої веде до появи руху.

Попереднє зміщення– відносне мікропереміщення двох твердих тіл при терті в межах переходу від стану спокою до відносного руху.

Швидкість ковзання– різниця швидкостей тіл в точках дотику при ковзанні.

Поверхня тертя– поверхня тіла, яка приймає участь у терті.