П.1

1. Бугебрин Шуаиб Аспирант 4-ого Курса Каф.МАШ +7 914 894 89 29 bouguebrine.c@gmail.com

Теория трения и
изнашивания
Бугебрин Шуаиб
Аспирант 4-ого Курса
Каф.МАШ
+7 914 894 89 29
bouguebrine.c@gmail.com

2.

Практическое занятие 1. Термины, определения, понятия
триботехники
Практическое занятие 2. Определение параметров шероховатости
поверхности по профилограмме
Практическое занятие 3. Характеристики черные сплавы,
применяемые в триботехнике
Практическое занятие 4. Сплавы на основе цветных металлов
триботехнического назначения
Практическое
занятие
5.
Полимерные
материалы
с
антифракционными свойствами Композиционные материалы
Практическое занятие 6. Анализ подшипника качения по
назначению и исполнению
Практическое занятие 7. Анализ условий разрушения поверхностей
активно

3.

Практическая работа №1
Термины, определения, понятия
триботехники

4.

Цель работы – Усвоение основных понятий курса.
Задачи:
Изучить основные процессы, явления, характеристики
Триботехника — наука о контактном взаимодействии твердых тел
при их относительном движении, охватывающая весь комплекс
вопросов трения, изнашивания и смазки машин.
В настоящее время триботехнику можно разделить на пять
основных разделов: 1 – износ; 2 – безызносность; 3 и 4 –
конструктивные и технологические методы повышения надежности и
долговечности трущихся деталей; 5 – вопросы эксплуатации машин в
связи с их долговечностью по износу.

5.

В первый раздел триботехники (износ) входят такие вопросы, как
качество поверхности, физико-химические свойства и контактирование
поверхностей деталей, виды трения в узлах машин, механизм изнашивания
деталей пар трения и рабочих органов, виды разрушения рабочих поверхностей
деталей и рабочих органов машин (сюда входит все многообразие видов
изнашивания, включая разрушения при контактных нагрузках), связь
сопротивления усталости деталей с процессами трения и изнашивания,
распределение износа по поверхности деталей и многие другие вопросы.
В целом это направление именуется как молекулярно-механическая теория
трения и изнашивания, цель которой дать инженерный расчет на трение и
износ. Молекулярно-механическая теория трения и изнашивания наиболее
полно отражает физическую картину изнашивания в режимах трения при
граничной смазке и без смазочного материала.

6.

Во второй раздел триботехники входят вопросы безызносности при трении. В
последние годы в нашей стране и за рубежом широко изучается "эффект
безызносности" (избирательный перенос при трении).
Избирательный перенос (ИП) — это комплекс физико-химических явлений на
контакте поверхностей при трении, который позволяет преодолеть ограниченность
ресурса трущихся сочленений машин и снизить потери на трение.
Факторы, обусловливающие безызносность, следующие:
контактирование поверхностей происходит через мягкий слой металла,
основной металл испытывает пониженное (в 10 раз) давление;
металлическая пленка при деформации в процессе трения не наклепывается и
может многократно деформироваться без разрушения;
трение происходит без окисления поверхностей, эффект Ребиндера реализуется
в большей степени;
продукты износа переходят с одной трущейся поверхности на другую и обратно,
в зоне трения продукты износа удерживаются электрическими силами.

7.

Избирательный перенос является одним из эффективных средств снижения
интенсивности водородного изнашивания деталей. На основе этого явления
разработаны новые смазочные материалы и присадки к ним, металлические и
неметаллические материалы, приработочные покрытия и конструкции узлов
трения, снижающие затраты энергии на трение и значительно повышающие
износостойкость трущихся деталей машин и оборудования.
Дальнейшее развитие работ по созданию практически неизнашиваемых узлов
трения машин, оборудования и приборов с использованием ИП – одна из
важнейших проблем современной триботехники.

8.

Третий раздел триботехники – конструктивные методы повышения
долговечности и надежности работы трущихся деталей - содержит ряд важных
вопросов, которые должен решать конструктор.
Главные его задачи в этом плане:
оценка и выбор принципиальной схемы узла трения машины в целом с
позиций ее влияния на износостойкость и надежность конструкции;
выбор материалов и сочетания их в парах трения; назначение размеров и
формы деталей с учетом местной и общей прочности;
обеспечение нормального функционирования узлов трения в заданных
условиях путем организации соответствующей смазочной системы, защиты от
загрязняющего и химического воздействия среды, блуждающих токов и
перегрева, а также от возможных перегрузок узлов трения в эксплуатации;
обеспечение эксплуатации узлов трения с минимальными затратами;
защита трущихся поверхностей деталей и узлов от возможных аварийных
повреждений в эксплуатации.

9.

Четвертый раздел триботехники – технологические способы повышения
долговечности и надежности работы трущихся деталей - охватывает вопросы
получения материалов и покрытий, а также заготовок, с заданными свойствами
применительно к трущимся деталям; вопросы обработки заготовок для
получения деталей требуемой формы и надлежащей точности, упрочнения
рабочих поверхностей деталей, сборки в агрегаты и испытания узлов машин.
Применяют следующие технологические процессы для повышения
долговечности работы трущихся деталей: пластическое деформирование,
термическую, химико-термическую и химическую обработку рабочих
поверхностей деталей, гальванические покрытия, металлизацию напылением и
наплавку
поверхностей,
электроискровое
упрочнение,
финишную
антифрикционную обработку (ФАБО) и др. Задача процесса заключается в
создании износостойкой (при тех или иных условиях внешней среды) или
хорошо прирабатывающейся рабочей поверхности детали. Способ обработки
рабочей поверхности выбирает конструктор совместно с технологом после
выполнения технико-экономических расчетов.

10.

Пятый раздел триботехники рассматривает вопросы эксплуатации машин в связи с
их долговечностью по износу.
Под технической эксплуатацией понимают сумму технических и организационных
мероприятий, обеспечивающих наиболее эффективное использование машин при
наименьших материальных и трудовых затратах.
Задачами технической эксплуатации являются: обеспечение исправного
технического состояния машины во время ее эксплуатации и консервации; обеспечение
безаварийной работы машины при надлежащей ее экономичности. Уровень технической
эксплуатации машин, в общем, определяется установкой их в надлежащем месте,
рациональным использованием в соответствии с назначением, квалификацией
обслуживающего персонала, постановкой ухода за машинами и технического надзора за
ними, организацией смазочного хозяйства.
Конечным выражением эффективности использования машин, или целью
технической эксплуатации является получение эксплуатационного периода максимально
возможной длительности.
В последние годы в триботехнике получили развитие новые разделы: трибохимия,
трибофизика и трибомеханика.

11.

Трибохимия – изучает взаимодействие контактирующих поверхностей с
химически активной средой. Она исследует проблемы коррозии при трении,
химические основы избирательного переноса и взаимодействие с поверхностью
деталей химически активных веществ, выделяющихся при трении вследствие
деструкции полимеров или смазочного материала.
Трибофизика – изучает физические аспекты взаимодействия
тактирующих поверхностей при их взаимном перемещении.
кон-
Трибомеханика – изучает механику взаимодействия контактирующих
поверхностей при трении. Она рассматривает законы рассеяния энергии,
импульса, а также механическое подобие, релаксационные колебания при
трении, реверсивное трение, уравнения гидродинамики и др. применительно к
задачам трения, изнашивания и смазки.

12.

Основные понятия и определения
Надежность технологического устройства – это свойство объекта сохранять во
времени в установленных пределах значений всех параметров, характеризующих
способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения,
технологического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Надежность
является сложным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его
применения включает безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.
Для характеристики безотказности используют вероятность безотказной работы,
среднюю наработку до отказа, установленную безотказную наработку, интенсивность
отказов и т.д.
Долговечность изделий характеризуется такими показателями, как средний ресурс,
назначенный или установленный срок службы и др.
Ремонтопригодность количественно определяют вероятностью восстановления
работоспособного состояния за заданное время и средним временем восстановления
работоспособного состояния
Ряд терминов, относящихся к триботехнике, стандартизован. ГОСТ 27674-88 «Трение,
изнашивание и смазка. Термины и определения» включает 107 терминов по видам трения,
изнашивания, смазки, методам смазывания и смазочным материалам. К общим понятиям
триботехники относятся следующие термины.

13.

Внешнее трение — явление сопротивления относительному перемещению,
возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей по
касательным к ним, сопровождаемое диссипацией энергии. Сила трения направлена
тангенциально и характеризует сопротивление относительному перемещению
трущихся тел. Различают трение покоя, движения, скольжения, верчения, качения и
качения со скольжением. Частным случаем трения является трение верчения с
качением и скольжением. По виду взаимодействия поверхностей и состоянию
смазочного слоя различают трение: физически чистых (ювенильных) поверхностей,
при граничной смазке, при гидродинамической (газодинамической) смазке, при
гидростатической (газостатической) смазке, при контактно-гидродинамической
(эласто-гидро-динамической) смазке, в условиях электромагнитных взаимодействий.
В практике часто встречаются смешанные режимы смазки и соответственно трения.
Коэффициент трения — отношение силы трения к нормальной силе,
прижимающей тела друг к другу.
Коэффициент сцепления – отношение наибольшей силы трения покоя двух тел
к нормальной относительно поверхностей трения силе, прижимающей тела друг к
другу.

14.

Износостойкость — свойство материала оказывать сопротивление
изнашиванию в определенных условиях трения, оцениваемое величиной,
обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания.
Смазочный материал — материал, вводимый на поверхности трения для
уменьшения силы трения и (или) интенсивности изнашивания.
Смазка — действие смазочного материала, в результате которого между
двумя поверхностями уменьшается сила трения и (или) интенсивность
изнашивания.
Смазывание — подведение смазочного материала к поверхности трения.
Трение покоя — трение двух тел при микроперемещениях до перехода к
относительному движению.
Трение движения — трение двух тел, находящихся в относительном
движении.
Трение без смазочного материала — трение двух тел при отсутствии на
поверхности трения введенного смазочного материала любого вида.

15.

Трение со смазочным материалом — трение двух тел при наличии на поверхности
трения введенного смазочного материала любого вида.
Трение скольжения — трение движения двух твердых тел, при котором скорости тел
в точках касания различны по величине и направлению, или по величине или
направлению.
Трение, качения — трение движения двух твердых тел, при котором их скорости в
точках касания одинаковы но величине и направлению. Сила трения — сила
сопротивления при относительном перемещении одного тела по поверхности другого
под действием внешней силы, направленной по касательной к общей границе между
этими телами.
Наибольшая сила трения покоя — сила трения покоя, любое превышение которой
ведет к возникновению движения.
Предварительное смещение — относительное микроперемещение двух твердых тел
при трении в пределах перехода от состояния покоя к относительному движению.
Скорость скольжения — разность скоростей тел в точках касания при скольжении.
Поверхность трения — поверхность тела, участвующая в трении.
Антифрикционность — свойство трущихся тел (материалов) реализовать низкие
значения силы (коэффициента) трения, фрикционность — высокие значения силы
(коэффициента) трения. Понятие фрикционного взаимодействия используется как
характеристика взаимодействия твердых тел при трении.

16.

Износ – результат изнашивания, определяемый в установленных единицах
(длина, объём, масса и др.).
Изнашивание — процесс поверхностного разрушения и изменения
размеров тела при трении вследствие отделения материала с поверхности
твердого
тела,
накопления
необратимых остаточных деформаций
поверхностных слоев трущихся тел.
Скорость изнашивания — отношение износа к интервалу времени, в
течение которого он происходил. Различают мгновенную и среднюю скорости
изнашивания.
Интенсивность изнашивания - отношение значения износа к
обусловленному пути, на котором происходило изнашивание, или объему
выполненной работы.
Износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление
изнашиванию в определённых условиях трения, оцениваемое величиной,
обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания.
Относительная
износостойкость
—
отношение износостойкости
испытуемого материала к износостойкости эталонного материала в одинаковых
условиях трения.

17.

Прирабатываемость
материала
деталей
–
свойство материала
уменьшать силы трения, температуру поверхностей и интенсивность
изнашивания в процессе приработки.
Схватывание при трении - явление местного соединения двух твердых тел,
происходящего вследствие действия молекулярных сил при трении.
Заедание поверхностей - процесс возникновения и развития повреждений
поверхностей трения вследствие схватывания и переноса материала.
Трение качения – трение движения двух твёрдых тел, при котором их
скорости в точках касания одинаковы по величине и направлению.
Сила трения – сила сопротивления при относительном перемещении
одного тела по поверхности другого под действием внешней силы,
направленной по касательной к общей границе между этими телами.
Наибольшая сила трения покоя – сила трения покоя, любое превышение
которой ведёт к возникновению движения.