- •1.1. Введение. Роль курса в подготовке инженера-механика. План изучения дисциплины
- •1.1.1. Этапы развития трибологии
- •1.1.2. Изучение триботехники
- •1.1.3. Основные термины и определения
- •1.2. Микрогеометрия поверхностей
- •1.2.1. Геометрические характеристики поверхностей
- •1.2.2. Контакт поверхностей.
- •1.3. Нагрузка, скорость и температура в контакте
- •1.3.1. Нагрузки в контакте
- •1.3.2. Скорость в контакте
- •1.3.3. Температура в контакте
- •Лекция 2
- •2.1. Физико-химические свойства поверхностных слоев трущихся тел
- •2.1.1. Качество поверхности
- •2.1.2. Остаточные напряжения и микротвердость
- •2.1.3. Поверхностная энергия
- •2.1.4. Адсорбция и хемосорбция
- •2.1.5. Эффект Ребиндера (Эффект адсорбционного понижения прочности)
- •2.1.6. Диффузия
- •2.1.7. Химическая активность
- •2.1.8. Агдезия
- •2.1.9. Структура поверхности
- •2.2. Краткий обзор видов трения и изнашивания
- •2.2.1. Виды трения в узлах машин
- •2.2.2. Трение покоя без смазочного материала
- •2.2.3. Трение скольжения без смазочного материала
- •2.2.4. Трение качения без смазочного материала
- •2.2.5. Трение со смазочным материалом
- •2.2.6. Трение при граничной смазке
- •2.2.7. Трение при гидродинамической смазке
- •2.2.8.Трение при эластогидродинамической смазке
- •2.2.9. Трение при смешанной смазке
- •2.2.10. Виды изнашивания
- •2.2.11. Абразивное изнашивание
- •2.2.12. Усталостное изнашивание
- •2.2.13. Изнашивание при заедании
- •2.2.14. Эрозионное изнашивание
- •2.2.15. Кавитационное изнашивание
- •2.2.16. Изнашивание при фреттинге
- •2.2.17. Окислительное изнашивание
- •2.2.18. Изнашивание при фреттинг-коррозии
- •2.2.19. Водородное изнашивание
- •2.2.20. Изнашивание при избирательном переносе
- •2.2.21. Дополнительные замечания
- •2.3. Триботехнические характеристики пар трения и их зависимость от условий эксплуатации
- •2.3.1. Удельная нагрузка (номинальное давление ра)
- •2.4. Классы износостойкости
- •2.5. Классификации пар трения
- •3.1. Смазка и смазочные материал
- •3.1.1. Жидкие см
- •3.1.1.1. Моторные масла
- •3.1.1.2. Трансмиссионные масла
- •3.1.1.3. Индустриальные масла
- •3.1.2. Пластичные смазочные материалы
- •3.1.3. Специальные смазочные материалы
- •3.1.4. Выбор см
- •3.2. Смазочные устройства
- •3.3. Уплотнительные устройства
- •Лекция 5 4. Основы расчета узлов трения
- •4.1. Расчет фактической площади контакта и фактического давления
- •4.3.1. Основы усталостной теории изнашивания.
- •4.3.2. Использование закона изнашивания
2.2.6. Трение при граничной смазке
В результате адсорбции из жидкой или газообразной внешней среды на поверхности твердых тел образуются граничные слои, препятствующие их непосредственному контакту. Наиболее прочные адсорбционные слои на металлах образуют ПАВ, входящие в состав СМ, такие как жирные кислоты, их спирты и эфиры, животные и растительные жиры, а также амины, амиды и их производные.
При образовании адсорбционный слой в результате воздействия поверхности приобретает упругость формы, переходя в квазитвердое или квазикристаллическое состояние. Такие слои могут выдерживать давление до 1000 МПа.
Молекулы смазочного материала ориентируются перпендикулярно к твердой поверхности и образуют граничную пленку, которую можно представить для наглядности в виде «ворса». Благодаря подвижности молекул смазочного материала на поверхности трения адсорбция протекает с большой скоростью, что придает смазочной пленке свойство «залечиваться» при местных повреждениях. Это свойство играет большую роль в предупреждении лавинного процесса схватывания.
При трении покоя роль граничных смазочных слоев в основном сводится к уменьшению коэффициента сцепления (обычно в 2... 3 раза), за счёт уменьшения молекулярной составляющей.
Трение скольжения при граничной смазке нельзя сводить только к контактированию молекул СМ, т. к. в результате нагрева и интенсивной пластической деформации поверхностные слои металла и СМ становятся более активными и, взаимодействуя между собой, а также внешней средой, изменяются - модифицируются. Значения коэффициента трения зависят от сочетания свойств материалов пары трения и СМ и обычно лежат в диапазоне 0,1... 0,15. Трение при граничной смазке реализуется при значениях относительной толщины смазочной пленки λ< 1.
Трение при граничной смазке может иметь место в узлах при использовании СМ любого вида: газообразного, жидкого, пластинчатого и твердого, хотя в первом и последнем случае механизм образования граничных слоев отличается от описанного выше.
2.2.7. Трение при гидродинамической смазке
Гидродинамическая смазка обычно имеет место в узлах трения скольжения, например, в жидкостных подшипниках скольжения, и в очень редких случаях - в узлах трения качения (легкозагруженные подшипники качения).
При гидродинамической смазке поверхности трения полностью разделены слоем СМ, а избыточное давление на нем появляется в результате относительного движения. Необходимым условием создания смазочной пленки является наличие сужающегося клинового зазора.
Для осуществления гидродинамической смазки необходимо, чтобы наименьшая толщина смазочного слоя при гладких поверхностях и прочих идеальных условиях была не менее толщины, при которой проявляются объемные свойства жидкости (вязкость). Для шероховатых поверхностей относительная толщина смазочного слоя должна быть не менее: λ > 5 . Толщина смазочного слоя обычно находится в пределах 10... 100 мкм.
Избыточное давление, возникающее в слое СМ, в рассматриваемом случае не столь велико, чтобы вызывать заметные деформации деталей или существенно изменить вязкость СМ, что учитывается в расчетах.
Трение при гидродинамической смазке не зависит от материалов пар трения и является наиболее предпочтительным, обеспечивающим наименьшее значение коэффициента трения (0.001... 0.005).