- •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
2.4. Классы износостойкости
Интенсивность изнашивания в машинах и механизмах в зависимости от их назначения и условий работы находятся в очень широком диапазоне величин Ih = 10-3...10-13.
Для объективного контроля и прогнозирования состояния узлов трения введен унифицированный показатель триботехнического качества - износостойкость И: И=1/I
hЗапишем величину И в виде:
И=αк * 10к, где 1 < αк < 10.
Логарифмируя, получим lgИ=К+lg αк, где К-целое число, обозначающее номер класса износостойкости.
К |
И |
|
К |
И |
|
3 |
103 |
-104 |
8 |
108- |
109 |
4 |
104 |
-105 |
9 |
109- |
1010 |
5 |
105 |
-10б |
10 |
1010- |
1011 |
6 |
10б |
-107 |
11 |
1011- |
1012 |
7 |
107 |
-108 |
12 |
1012 |
-1013 |
Классификация сопряжений по условиям изнашивания
2.5. Классификации пар трения
Одним из наиболее важных классификационных признаков следует считать сопряжения по условиям изнашивания (см. рис. 2.6). В зависимости от характера сближения деталей при износе их поверхностей все сопряжения подразделяются на два типа и пять групп:
I - сопряжения имеют дополнительные неизнашиваемые направляющие, которые обеспечивают сближение деталей при износе только в заданном направлении (Х-Х);
II- сопряжения с самоустановкой изношенных деталей и их взаимное расположение зависит от формы изношенных поверхностей. В этом случае износ более сильно сказываются на функциональных свойствах пары.
1.группа - точки, расположенные на одной траектории, имеют одинаковые условия изнашивания.
группа - условия изнашивания сохраняются только для точек одного тела, лежащих на даннойтраектории (подшипники скольжения, колодочные тормоза).
группа - сопряжения с низкими парами (направляющие, кулисные механизмы).
группа - сопряжения с высшими парами (подшипники качения, кулачковые механизмы).
группа - детали, контактирующие с твердой средой - почвой, породой обрабатываемойдеталью.
Для 3 и 4 групп условия изнашивания непостоянны для всех точек обоих тел, поэтому возможен неравномерный износ поверхностей.
Возможны и другие виды пар трения по иным классификационным признакам.
Лекция 4
3.1. Смазка и смазочные материал
Как указывалось ранее, по физическому состоянию СМ делятся на газообразные, жидкие, пластичные и твердые. СМ являются конструкционным элементом узлов трения, во много определяющим долговечность, надежность и потери на трение в трибосопряжениях,
3.1.1. Жидкие см
ЖСМ (или масла) выполняют в узлах трения следующие функции:
Снижение силы трения.
Уменьшение износа и предотвращение задиров.
Уменьшение количества выделяемого тепла.
Отвод тепла от трущихся поверхностей.
Защита поверхностей трущихся деталей от коррозии.
Уплотнение зазоров между сопряженными деталями.
Удаление из зоны трения продуктов изнашивания, коррозии и прочих загрязнений.
Демпфирующее действие.
Для выполнения указанных функции в общем случае должны обладать следующими характеристиками:
оптимальными вязкостно-температурными свойствами;
смазывающими свойствами (проявляются при граничной и смешанной смазке);
высокой устойчивостью к окислению;
моющими свойствами, т. е. не допускать отложение осадков на поверхности трущихся деталей;
низкой коррозионной активностью;
- защитными свойствами, т. е. защищать от действия окружающей среды;
низкой испаряемостью;
низкой пенообразующей способностью.
Физико-химические характеристики регламентируются следующими показателями:
плотность номинальная (при заданной температуре);
вязкость номинальная (обычно при Θ=50 или 1000С);
температура вспышки - наинизшая температура вспышки паров нагреваемого СМ приприближении пламени в условиях обычного давления;
температура застывания - наивысшая температура, при которой масло теряет текучесть (масло
после наклона стандартной пробирки на 45° остается неподвижным в течение 1 мин.).
кислотное число (КОН) - число мг едкого калия, необходимое для нейтрализации 1г СМ;
коксуемость;
зольность;
содержание механических примесей:
воды серы кислот щелочей растворителей и пр.
Присадки к смазочным маслам
Для улучшения свойств ЖСМ применяются различные присадки, добавляемые в базовые масла (основы). Присадки должны хорошо растворяться в них, не выпадать в виде осадка, не задерживаться на фильтрах и не оседать на поверхностях трения. Различают антифрикционные, противоизносные, депрессорные (для понижения t застывания масел), противоокислительные, моющие, противопенные и т.д.
Смазочные масла делят по способу получения (происхождения) и назначению. По происхождению выделяют нефтяные, синтетические и растительные масла.
По назначению выделяют следующие основные группы масел: моторные, трансмиссионные, индустриальные, турбинные, компрессорные, приборные, а также другие более узкого назначения.