- •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
Лекция 2
2.1. Физико-химические свойства поверхностных слоев трущихся тел
2.1.1. Качество поверхности
Для обеспечения заданного ресурса любой машины или механизма наряду с требованиями выбора оптимального сочетания материалов деталей пар трения, условиями их смазки, точности изготовления важное значение имеет качество поверхностей. Термин «качество поверхности» в технике используется для характеристики комплекса свойств, приобретенных поверхностью в результате ее обработки. Качество поверхности деталей характеризуются микро - и макрогеометрией поверхности, волнистостью, структурой, упрочнением и остаточными напряжениями.
2.1.2. Остаточные напряжения и микротвердость
Остаточными напряжениями, называются напряжения, существующие в теле при отсутствии внешних силовых воздействии на него. Их наличие обусловлено:
неравномерностью температуры по объему тела;
пластическими деформациями поверхностных слоев;
неоднородными по объему структурными превращениями;
наличиями включений.
Остаточные напряжения могут возникать и уравновешиваться в различных по размеру объемах -соизмеримых с размером детали, одного или нескольких кристаллических зерен, небольшой группы атомов. Знак напряжений (растяжение или сжатие) в поверхностном слое зависит от того, какой из факторов, вызывающих их появление, превалирует. При трении остаточные напряжения изменяют напряженное состояние поверхностного слоя, а также приводят к появлению дефектов кристаллической решетки и понижению прочности.
Под влиянием пластической деформации, имеющей место при механической обработки и трении, как правило, механическая прочность и микротвердость поверхностных слоев увеличивается по сравнению с основным материалом. Однако, наряду с упрочнением могут происходить процессы, снижающие прочность: разрыхление деформируемого слоя и генерация температуры. В результате в процессе трения микротвердость наиболее близка к поверхности слоев, снижается и формируется положительный градиент механических свойств по глубине, способствующий протеканию внешнего трения.
2.1.3. Поверхностная энергия
Поверхностный слой твердого тела обладает большой активностью. Это обусловлено тем, что внутри тела каждый атом кристалла окружен другими атомами и связан с ними точно во всех направлениях, а у атомов, расположенных на поверхности, с внешней стороны нет соседей в виде таких же атомов. Поэтому в поверхностном слое у атомов твердого тела остаются свободные связи, наличие которых создает вблизи поверхности атомное (молекулярное) притяжение. На частицу, расположенную на поверхности, действуют несимметричные силы, равнодействующая которых направлена внутрь тела. Такое силовое взаимодействие вызывает искажение строения поверхностного слоя. Поверхностные атомы вследствие свободных связей обладают большей энергией, нежели атомы внутри тела. Избыток энергии, отнесенный к единице поверхности, называют удельной поверхностной энергией или просто поверхностной энергией.
При соприкосновении двух тел поверхностная энергия может выделиться в виде теплоты или затратиться на подстройку в кристаллической решетке одного кристалла к другому.