Триботехника и основы надежности машин
Триботехника как наука о трении, изнашивании, смазке. Убытки от трения и износа в машинах. Общие сведения о поверхности детали ее геометрии и физико-химических свойствах. Механизм и виды изнашивания металлических поверхностей, полимеров и резины.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курс лекций |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.11.2014 |
| Размер файла | 1,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. ТРИБОТЕХНИКА И ОСНОВЫ НАДЕЖНОСТИ МАШИН
1.1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Триботехника - наука о трении, изнашивании, смазке. Курс триботехники дает представление о природе и закономерностях внешнего трения и изнашивания шероховатых поверхностей, современных теориях трения, в частности молеку- лярно-механической теории, методах определения коэффициентов трения, расчете и прогнозировании интенсивности изнашивания; видах, природе и механизме абразивного изнашивания, значении смазок и присадок при трении и изнашивании, методике подбора материалов для трущихся деталей, методах повышения износостойкости, трении и изнашивании в особых условиях (в агрессивных средах, вакууме, при низких и высоких температурах), методах и оборудовании, применяемых для исследований трения и изнашивания, направления развития.
Большой вклад в развитие триботехники внесли такие ученые: С.Б. Айнбиндер, Б.В. Дерягин, В.А. Белый, Д.Н. Браун, Д.Н. Гаркунов; А.Ю. Ишлинский, И.В. Крагельский, Н.М. Михин, М.А. Левитин; К. Ипрамов; П.А. Ребиндер, М.Н. Хрущов; А.В. Чичинадзе, Ф.П. Боуден, Д. Тейбор.
Взгляды ученых по поводу трения отличаются. Так, представители английской школы (Ф.П. Боуден) считают главным в трении адгезионное взаимодействие двух тел, образование мостиков сварки. Разрушение этих мостиков обуславливает силу трения и износ. Они считают, что объемное деформирование поверхностных слоев играет незначительную роль, для металлов оно всегда пластическое, при этом коэффициент трения является величиной постоянной, его значение определяется отношением сопротивления на срез к твердости менее прочной составляющей пары трения.
Многие другие (в т.ч. отечественные) ученые природу трения объясняют несколько иначе: в нормальных условиях трения образование мостиков сварки между двумя телами может быть устранено смазкой, пленками окислов, первенствующую роль играет объемное деформирование микронеровностей, непрерывно образующихся под нагрузкой. Износ наступает в результате их усталостного разрушения из-за многократной их деформации, неровности деформируются как упруго, так и пластически. В этих условиях коэффициент трения для данной пары варьируется (меняется) в зависимости от давления, размера поверхности, температуры (лаб. работа); таким образом, /- комплексная характеристика зависит от свойств тел, геометрических очертаний микронеровностей и так далее.
Обе точки зрения существуют в реальных процессах.
Ценный вклад в изучение трения в XV веке внес Леонардо да Винчи. Он обосновывает невозможность создания вечного двигателя, одной из причин считает трение. Он впервые ввел понятие коэффициента трения, показал, что сила трения зависит от материала трущихся поверхностей, качества их обработки, изобрел роликовый и шариковый подшипники.
Рисунок 1 - Схема трения
В 1699 г. француз Амонтон впервые сформулировал знаменитый и сейчас применяемый закон зависимости трения от величины нагрузки, нормальной к поверхности трения (рис.1):
Амонтон-трение - это подъем одного тела по поверхности другого.
Л. Эйлер (1750 г.) первый объяснил, почему сопротивление при переходе от состояния покоя к состоянию движения всегда больше (трение покоя и трение движения). Создателем науки о трении считается Шарль Кулон (1781г.). В труде «Теория простых машин» он охватил основные аспекты трения: сопротивление скольжению, качению, стягиванию, обобщил закон Амонтона и показал, что часть трения слабо зависит от нагрузки (или не зависит), то есть
где А - часть трения, зависящая от «сцепляемости» поверхностей трения.
Кулон показал, что трение зависит от многих факторов (нагрузка, скорость, материалы, шероховатость, смазка, температура). Исследуя трение качения, Кулон вывел формулу сопротивления перекатыванию Fк:
где х - коэффициент трения качения, имеет размерность длины; r- радиус перекатывания тела; Fn- его вес, Н.
Эта формула используется и сейчас, хотя ее многократно пытались опровергнуть.
Б. Томпсон (1798г.) показал, что механическая энергия при трении не исчезает, а превращается в тепло.
В середине XIX века впервые были высказаны предположения об адгезионной природе трения (адгезия - сцепление, слипание поверхностей прижатых друг к другу тел).
Трудами многих ученых была разработана концепция молекулярно- механической природы трения, в которой процесс трения представляется как результат двух взаимосвязанных процессов: деформации контактирующих микронеровностей и молекулярного взаимодействия материалов на пятнах фактического контакта. По этой теории коэффициент трения (суммарный)
где FM - молекулярная (адгезионная) составляющая силы трения;
F0 - механическая (деформационная) составляющая силы трения;
ѓм - молекулярная (адгезионная) составляющая коэффициента трения;
ѓ0 - механическая (деформационная) составляющая коэффициента трения.
Триботехнику делят на 4 раздела:
Основы износостойкости при трении.
Конструктивные методы повышения долговечности и надежности ма-
Технологические способы повышения долговечности трущихся деталей.
1.2 ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Трибоника - от греческого «трибос» - трение. Триботехника (шире - наука о контактном взаимодействии твердых тел при их относительном движении) охватывает комплекс вопросов трения, изнашивания, смазки.
Разделы триботехники
Трибохимия - изучает взаимодействие контактирующих поверхностей с химически активной средой: проблемы коррозии при трении, химические основы избирательного переноса материалов, воздействие на поверхность деталей химически активных веществ, выделяющихся при трении из смазки и трущихся поверхностей.
Трибофизика - изучает физические явления взаимодействия контактирующих поверхностей при их взаимном перемещении.
Трибомеханика -- изучает механику взаимодействия контактирующих поверхностей при трении, законы рассеивания энергии, импульса, механическое подобие, колебания при трении, реверсивное трение, уравнения гидродинамики и тому подобное.
Термины по триботехнике стандартизованы ГОСТ 23.002-78 - по трению, износу и смазкам.
Термины
Внешнее трение - явление сопротивления относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей по касательным к ним, сопровождающееся дислокацией энергии (рассеиванием).
Изнашивание - процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и (или) накопления его остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела.
Износ - результат изнашивания, определяемый в установленных единицах. Износ может выражаться в единицах длины, объема, массы и других.
Износостойкость - свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания.
Скорость изнашивания - равна интенсивности изнашивания минус отношение износостойкости к интервалу времени.
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.
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 и направлению.
Трение качения - трение движения двух твердых 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 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.
Коэффициент трения - отношение силы трения двух тел к нормальной силе, прижимающей эти тела друг к другу.
Коэффициент сцепления - отношение наибольшей силы трения покоя двух тел к нормальной относительно поверхностей трения силе, прижимающей тела друг к другу.
В 1979 году издан словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин, содержащий более 1200 терминов.
2. ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С ТРИБОТЕХНИКОЙ
Повышенный износ деталей в сочленениях в одних случаях нарушает герметичность рабочего пространства машины (например, в поршневых машинах), в других - нарушает нормальный режим смазки, в третьих - приводит к потере кинематической точности механизма. В результате изнашивания понижается мощность двигателя, увеличивается расход горюче-смазочных материалов, падает производительность компрессоров; возникает возможность утечки ядовитых и взрывоопасных продуктов через сальники и уплотнения; понижаются тяговые качества транспортных машин, ухудшается управление самолетами и автомобилями (понижается безопасность движения); уменьшается производительность; снижается точность и качество обработки изделий на металлорежущих станках и т.д.
Износ инструмента и рабочих органов машин, помимо снижения производительности, повышает расход энергии. Например, с износом и затуплением зубьев ковша экскаватора уменьшается сечение срезаемой стружки грунта, увеличивается сопротивление резанию последнего, требуется больший путь для заполнения ковша.
Износ и повреждение поверхностей снижают сопротивление усталости деталей и могут служить причиной их разрушения даже при незначительных концентраторах напряжений и весьма низких номинальных напряжениях. Повышенный износ нарушает нормальное взаимодействие деталей в узлах, может вызвать значительные дополнительные нагрузки, удары в сопряжениях и вибрации, стать причиной внезапных разрушений. С повышенным износом нередко связан недопустимый шум машин.
Заедание или заклинивание деталей может привести к аварийной ситуации. Так, заедание лопатки ротора масляного насоса может вызывать его заклинивание, прекращение подачи масла к подшипникам и аварию машины.
В многозвенных механизмах даже небольшой износ отдельных элементов может суммироваться на ведомом звене и нарушать нормальное функционирование механизма.
Износ цилиндропоршневой группы двигателя увеличивает засорение воздуха отработавшими газами: 100 изношенных автомобилей загрязняют воздух отработавшими газами как 125 новых автомобилей.
Примечательно, что масса механизма или машины по мере их износа уменьшается незначительно.
Например, автомобильный двигатель средней мощности после полного износа имеет потерю массы не более 1 % от исходной, а грузовой автомобиль средней грузоподъемности - не более 3 кг.
3. СРОКИ СЛУЖБЫ ТРУЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН
Срок службы машин - календарная продолжительность эксплуатации изделия до разрушения или другого предельного состояния.
Предельное состояние может устанавливаться по изменениям параметров, условиям безопасности, экономическим показателям, по необходимости первого капитального ремонта и т.п.
Выход из строя деталей и рабочих органов машин при нормальных условиях эксплуатации является следствием физического износа разных видов: усталостных разрушений, ползучести материалов, механического износа, коррозии, эрозии, кавитации, старения материала и др.
Особенно велик износ деталей и рабочих органов машин-орудий, которые эксплуатируются в абразивной и агрессивной средах, и деталей транспортных машин, работающих в условиях грязи и пыли.
Например, ресурс дробящих плит составляет в среднем 4...6 месяцев, зубьев ковшей экскаваторов, скреперов и бульдозеров, шнеков - 6.8 месяцев. На дробилке массой 6 тонн при дроблении высокоабразивных пород расходуется в год 17 тонн дробящих плит.
Контрольные сроки службы до капитального ремонта угольных комбайнов 8.12 месяцев, а конвейеров в угольных шахтах - 2.3 года.
Дизели, установленные на мощных автосамосвалах, требуют капитального ремонта после 1500.2000 часов работы, т.е. через 6.8 месяцев. Бортовые шестерни тракторов работают до замены не более 2000.2500 ч., срок службы транспортных трансмиссий до ремонта составляет 2500.3500ч. За сезон работы тракторов на песчаных почвах приходится заменять два-три комплекта гусениц, что в среднем обходится в 50% стоимости нового трактора.
Лемех тракторного плуга в среднем обрабатывает до полного износа всего 15.20 га почвы, это вынуждает ежегодно изготовлять для сельского хозяйства свыше 20 млн. лемехов, не говоря уже о том, что на тяжелых почвах режущая кромка лемеха требует ремонта через 4.6 га работы плуга. Годовая потребность в запасных звеньях приводных цепей сельскохозяйственных машин составляет около 100 млн. штук.
4. УБЫТКИ ОТ ТРЕНИЯ И ИЗНОСА В МАШИНАХ
Большинство машин (85...90%) выходит из строя по причине износа деталей. Затраты на ремонт и техническое обслуживание машины в несколько раз превышают ее стоимость: для автомобилей в 6 раз, для самолетов до 5 раз, для станков до 8 раз.
Причинами малого ресурса двигателей после ремонта являются:
низкое качество обработки поверхностей деталей; станки ремонтных предприятий не обеспечивают той точности обработки, которую имеют детали, изготовленные на заводах серийной продукции;
отсутствие средств надежной промывки деталей перед сборкой, запыленность абразивной пылью сборочных цехов, в целом - невысокая культура производства;
плохая приработка деталей после ремонта, отсутствие современных испытательных стендов, приборов, контролирующих процесс приработки, загрязненность абразивами смазочных и гидравлических систем;
недостаточная специализация производства на ремонтных предприятиях по сравнению с ее уровнем на заводах серийной продукции, что не позволяет разрабатывать и реализовывать наиболее рациональные технологические процессы; результатом этого является, в первую очередь, малый срок службы деталей.
Большие материальные потери народное хозяйство терпит от повышенного трения в узлах машин. Известно, что более половины топлива, потребляемого автомобилями, тепловозами и другими видами транспорта, расходуется на преодоление сопротивления, создаваемого трением в подвижных сочленениях.
В текстильном производстве на преодоление сопротивления трению затрагивается около 80 % потребляемой энергии. Низкие КПД многих машин обусловлены главным образом большими потерями на трение.
Так, КПД глобоидного редуктора, устанавливаемого в лифтах, металлорежущем оборудовании, шахтных подъемниках и др., в приработанном состоянии составляет только 0,65.0,70, а в такой распространенной паре, как винт-гайка, всего лишь 0,25.
5. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ И ЕЕ ГЕОМЕТРИИ
Всякое тело имеет отклонения от идеальной геометрической формы. Погрешности обработанной поверхности бывают трех видов:
макрогеометрические отклонения;
волнистость поверхности;
шероховатость поверхности.
Шероховатость поверхности определяют по её профилю, который образуется в сечении этой поверхности плоскостью, перпендикулярной к номинальной поверхности (рис. 2)
Рис. 2
5.1 ПАРАМЕТРЫ ШЕРОХОВАТОСТИ
Согласно ГОСТ шероховатость поверхности, независимо от материала и способа изготовления, оценивают количественно одним или несколькими параметрами из следующего перечня:
или
Ra - среднее арифметическое отношение профиля - предпочтительный параметр
Rz - высота неровностей профиля на 10 точек
Rmax - наибольшая высота неровностей (расстояние между линиями выступов и впадин);
Sm - средний шаг неровностей;
S - средний шаг местных выступов;
t р - относительная опорная длина профиля;
р - значение уровня сечения профиля;
l - базовая длина;
п - число выбранных точек;
уi - расстояние между любой точкой профиля и средней линией профиля.
5.2 ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ, СТРУКТУРНЫЕ И ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ
Остаточными называют напряжения, существующие в теле при отсутствии внешних силовых нагрузок на него. Наличие этих напряжений обусловлено неравномерностью температуры по объему тела, образованием во время нагрева или охлаждения новых структур с иной плотностью, наличием включений и др. Остаточные напряжения образуют равновесную структуру. В зависимости от объема, который охватывается этой системой, различают собственные напряжения трех родов. Напряжения первого рода уравновешиваются в крупных объемах; соизмеримых с размерами детали; напряжения второго рода (микронапряжения) уравновешиваются в пределах одного или нескольких кристаллических зерен; напряжения третьего рода - субмикроскопические искажения кристаллической решетки. Напряжения второго и третьего родов не имеют ориентировки относительно осей детали.
Пластическая деформация вызывает уменьшение плотности металла или, что то же самое, увеличение его удельного объема. Пластически деформированный при резании слой не может свободно увеличиваться в объеме (этому препятствуют недеформированные металлические изделия), поэтому в наружном слое появляются напряжения сжатия, а в остальной части - напряжения растяжения. Это рассуждение предполагает, что деформируемый слой не находится даже частично в состоянии ползучести. В зависимости от температуры металл может быть в упругом и пластичном состояниях. В состоянии ползучести металла силы упругости не проявляются, и деформация протекает без стремления материала к восстановлению формы. За температуру 1р перехода из упругого состояния металла в пластическое можно принять 4500С для углеродистых сталей и 5500С для легированных. Средняя температура поверхностного слоя стали при шлифовании составляету самой поверхности 800.. ,850°С. Температуры того же порядка развиваются при скоростном точении. Нагрев поверхностного слоя металла при обработке обуславливает образование в нем температурных напряжений (рис. 3).
Рисунок 3 - Схема образования остаточных температурных напряжений в поверхностном слое: а - температура изделия при обработке; б - распределение напряжений в теле изделия при обработке; в - напряжения после остывания наружного слоя до температуры tр; г - остаточные температурные напряжения
Допустим, что в процессе обработки цилиндрической детали слой 1 находится в состоянии ползучести. В этом слое внутренние напряжения отсутствуют, а если до того существовали остаточные напряжения, то они снимаются. В слое 2 с температурой ниже tР, но выше нормальной tн, возникают напряжения сжатия, а в слое 3 - растяжения. Напряжения эти временные. Как только наружный слой охладится до температуры tР, он станет упругим. Встречая сопротивление сокращению, он оказывается растянутым в окружном направлении. В слое 2 сжимающие напряжения возрастают. При дальнейшем охлаждении до полного выравнивания температуры по глубине металла напряжения растяжения в слое 1 возрастают, а в слоях 2 и 3 устанавливается система уравновешивающих напряжений сжатия. По характеру остаточные температурные напряжения, равно, как и обусловленные пластической деформацией, являются напряжениями первого рода. Однако из-за неодинакового тепловыделения на смежных участках обрабатываемой поверхности и различной степени пластической деформации возникают также остаточные напряжения второго рода.
Местные фазовые и структурные превращения поверхностного слоя шлифуемой детали известны под названием шлифовочных прижогов. Они образуются вследствие интенсивного (почти мгновенного) тепловыделения на небольшом участке поверхностного слоя.
При резании металлов протекают два противодействующих друг другу процесса: упрочнение в результате действия сил резания, которые тем выше, чем больше давление резания, и разупрочнение - снятие наклепа за счет повышающейся температуры резания. Степень наклепа и толщина наклепанного слоя при прочих равных условиях зависят от режима резания.
6. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ
Качество поверхности деталей характеризуется микро- и макрогеометрией поверхности, волнистостью, структурой, упрочнением и остаточными напряжениями. Глубина поверхностного слоя и качество поверхности зависят от основного материала, вида обработки, основных параметров инструмента, режима обработки и рода смазочно-охлаждающей жидкости.
Поверхностный слой неоднороден по строению (рис.4)
0,2-0,3 нм
Рисунок 4 - Структура поверхностного слоя шлифованной детали из углеродистой стали
Граничный слой 1 состоит из адсорбированной пленки газов, влаги и смазочно-охлаждающей жидкости, которую можно удалить лишь нагревом детали в вакууме. Слой 2 - деформированный, сильно раздробленный металл с искаженной решеткой кристаллов и с обезуглероженными под действием высоких температур при шлифовании участками; в нем находятся окислы и нитриды, пустоты, надрывы и трещины. Слой 3 состоит из зерен, сильно деформированных под действием давления (шлифовального круга) и тангенциальных сил при шлифовании; в нем содержится структурно-свободный цементит, образовавшийся под действием высоких температур. Слой 4 - металл с исходной структурой. При более тонкой обработке (абразивными брусками, лентами и т.д.) слой 1 не изменяется по толщине, а слои 2 и 3 уменьшаются в соответствии с меньшими давлением и температурой поверхности при обработке.
Наклеп металла под выступами неровностей обычно больше, чем под впадинами. Поверхностный слой в зависимости от указанных выше обстоятельств имеет толщину при точении 0,25.2,0 мм, при шлифовании 12.75 мкм, при тонком шлифовании 2.25 мкм, при полировании 2 мкм.
Следует иметь в виду, что шлифовочные прижоги могут достигать глубины 5 мм. Поверхностный слой может находиться в напряженном состоянии. Остаточные напряжения в нем при механической обработке могут достигать 560.1000 МПа и быть как сжимающими, так и растягивающими.
Система дефектов - слабых мест поверхности детали - является основной, на которой, начиная с самых малых деформаций, развиваются микротрещины. Вследствие наличия дефектов на поверхности естественно ожидать, что разрушение поверхности при трении будет происходить именно в этих местах, т.е. процесс изнашивания будет носить избирательный характер. По мере изнашивания поверхности слабые места будут возникать вновь.
7. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ
7.1 ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ
Поверхностный слой металла обладает большой активностью. Это обусловлено тем, что внутри твердого тела каждый атом кристалла окружен другими атомами и связан с ними прочно по всем направлениям, а у атомов, расположенных на поверхности, с внешней стороны нет соседей в виде таких же атомов. В связи с этим в поверхностном слое у атомов твердого тела остаются свободные связи, наличие которых создает вблизи поверхности атомное (молекулярное) притяжение. Чтобы при таком несимметричном силовом поле атом кристалла находился в равновесии, необходимо иное, чем внутри кристалла, расположение атомов самого верхнего слоя.
Поверхностные атомы вследствие свободных связей обладают большей энергией, нежели атомы внутри твердого тела. Избыток энергии, отнесенной к единице поверхности, называют удельной поверхностной энергией или просто поверхностной энергией. Полная энергия кристалла состоит из внутренней и поверхностной энергии. Последняя пропорциональна поверхности раздела фаз, поэтому особенно возрастает при диспергировании твердых тел. Она во многом определяет свойства высокодисперсных систем - коллоидов.
При соприкосновении двух тел поверхностная энергия исчезает и может выделиться в виде теплоты или затратиться на подстройку в кристаллической решетке одного кристалла к другому.
7.2 АДСОРБЦИЯ И ХЕМОСОРБЦИЯ
В результате взаимодействия ненасыщенных силовых полей твердого тела с силовыми полями молекул газа, движущихся к твердой поверхности, или взаимодействия жидкости, соприкасающейся с твердым телом, поверхность последнего покрывается пленкой веществ, содержащихся в окружающей среде: газов, паров воды, обычно находящихся в воздухе, и паров других жидкостей, а также веществ, растворенных в жидкостях и соприкасающихся с поверхностью твердого тела. Явления образования на поверхности твердого тела тончайших пленок газов, паров или растворенных веществ, либо поглощение этих веществ поверхностью тела называют адсорбцией.
При химической адсорбции (хемосорбции) полярные концы молекул, связываясь с поверхностью тела, образуют в ней монослой, сходный с химическим соединением. Подвижность молекул в результате этого значительно уменьшается.
Так, имеются основания считать, что адсорбция жирных кислот на металлических поверхностях при нормальной температуре носит в основном физический характер, а при повышенной температуре - химический.
Жидкости с молекулами большой длины, содержащие в растворе поверхностно-активные вещества, образуют над монослоем полярных молекул граничный слой, в котором молекулы расположены не беспорядочно, как в объеме жидкости, а правильно ориентированы. Граничные слои находятся в особом агрегатном состоянии, имея квазикристаллическую структуру, что дает основание говорить об особой фазе жидкости - граничной фазе.
8. АДСОРБЦИОННЫЙ ЭФФЕКТ ПОНИЖЕНИЯ ПРОЧНОСТИ (ЭФФЕКТ РЕБИНДЕРА)
Наибольшей способностью к адсорбции обладают поверхностно активные вещества, молекулы которых ориентируются при адсорбции перпендикулярно к поверхности тела, с которым взаимодействуют (органические кислоты, спирты, смолы, дистиллированная вода). Эти молекулы полярные. Например, если поместить металлическое тело рядом с летучим веществом, (например, валерьяновой кислотой), то молекулы кислоты, испаряясь и перемещаясь через воздух, покроют поверхность тела слоем в 1 молекулу, причем, если намочить поверхность, то получается многомолекулярный слой строго ориентированных молекул поверхностно активного вещества (рис.5).
Рисунок 5 - Схема адсорбированного монослоя полярных молекул и ориентация неполярных молекул
П.А. Ребиндером установлено, что поверхностно активная среда значительно снижает сопротивление деформированию (в холодном состоянии) и разрушению твердых тел в результате физической адсорбции поверхностно активных веществ. Принципиальная схема эксперимента представлена на рис. 6. Эффект Ребиндера является внешним эффектом: снижается поверхностная энергия твердого тела - облегчается выход дислокаций (неоднородностей кристаллического строения вещества).
Молекулы поверхности активной среды проникают в трещины и "раздвигают их" (рис. 6).
Рисунок 6 - Схема продавливания шарика без смазочного материала (а) и с окисленным парафином (б) (по данным П.П. Ребиндера): 1 - образец; 2 - пуансон; 3 - шарик; 4 - наплыв металла
Рисунок 7 - Схема адсорбционно-расклинивающего действия полярных молекул смазочного материала (Р - давление адсорбированного слоя; Q- расклинивающие силы)
Расплавленные легкоплавкие металлы являются сильными поверхностно активными веществами по отношению к более тугоплавким и резко снижают их прочность.
9. КОНТАКТ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕЛ
Взаимный контакт деталей происходит по вершинам и выступам шероховатости, которая деформируется под действием внешней нагрузки.
Деформации выступов делят:
на упругие (эластичные тела - например, резина с очень гладкой поверхностью);
упруго пластические без упрочнения;
упруго пластические (упруго пластический контакт) с упрочнением. Схема контакта поверхностей двух тел показана на рис.8. При этом различают:
номинальную площадь контакта, Аа= а х в;
контурную площадь контакта, Ак = 5... 15 % от А;
Рисунок 8 - Схема контакта поверхностей тел
фактическую площадь контакта, Аr = 0,01.0,1% от А
Номинальное давление
Контурное давление
Фактическое давление
Фактическая площадь контакта Аr зависит от нагрузки за счет деформации вершин выступов и меняется после 1-й и последующей нагрузки.
Аr - фактический контакт увеличивается при увеличении нагрузки, уменьшении шероховатости, росте радиуса закруглений выступов г и за счет времени действия нагрузки.
Аr - фактический контакт уменьшается с увеличением предела текучести, высоты неровности (шероховатости).
При взаимодействии двух разных материалов - физические свойства более мягкого и геометрия поверхности более твердого из тел определяют Аr (фактический контакт).
При наличии между поверхностями трения тонкой пленки меди площадь фактического контакта Аr увеличивается в 10.100 раз, снижая износ.
10. ТРЕНИЕ СКОЛЬЖЕНИЯ (СКОРОСТЬ ТЕЛА В РАЗЛИЧНЫХ ТОЧКАХ КАСАНИЯ)
Согласно молекулярно-механической теории трения сила трения определяется как сумма двух составляющих
где Fт - молекулярно-адгезионная составляющая;
Fq - деформационно-механическая составляющая.
Коэффициент трения
Есть методика расчета коэффициента трения ѓ
где ф0, в - фрикционные параметры, определяющие величину колебательного напряжения в результате молекулярного взаимодействия (экспериментально);
аr - коэффициент гистерезиса при растяжении-сжатии;
к1 - константа интегрирования, зависящая от х;
м - коэффициент Пуассона деформируемой поверхности;
r - закругление вершин неровностей (приведенное).
На коэффициент трения / влияют:
Внешняя нагрузка N (Fп). С ростом N уменьшается, увеличивается, то есть молекулы отталкиваются у разнородных материалов, у однородных - притягиваются.
Шероховатость поверхности. Более твердое тело внедряется в более мягкое: ѓ молек. - уменьшается, ѓдеформ - увеличивается.
Механические свойства контактирующих тел. От свойств менее жесткого тела зависит модуль упругости Е.
Температура контактирующего тела: ѓ молек. - уменьшается, ѓдеформ - увеличивается (сваривание).
Скорость скольжения. Влияет неоднозначно.
11. ТРЕНИЕ КАЧЕНИЯ
Сила трения качения по крайней мере в 10 раз меньше силы трения скольжения. Сопротивление качению объясняется деформационными потерями в нижележащем твердом теле. При отсутствии пластической деформации трение обусловлено гистерезисными потерями в твердом теле. При трении качения происходит взаимное проскальзывание поверхностей, которое можно наблюдать при качении шарика (рис.9).
Рисунок 9 - Шарик, катящийся по канавке
Окружность АВ шарика перемещается посередине канавки, а окружность СБ касается ее края. Окружность АВ проходит за один оборот шарика большее расстояние, чем окружность СБ. Эта разница и обуславливает скольжение поверхностей трения.
Сила трения качения примерно в 10 раз меньше трения скольжения - уменьшается работа деформации. При твердых поверхностях Ркачения еще меньше.
Сила трения качения
где k - константа, зависящая от материала;
N - нагрузка;
D - диаметр, D = 2R;
п = 1,7.....1,85;
т = 1,5....1,6 (зависит от смазки).
На Fкачения влияют: вязкость смазки, размер шариков (роликов), трение в сепараторах, шероховатость.
Для подшипников качения ѓкачения = 0,002....0,008.
Если использовать наклонную площадку, то такому ѓкачения соответствует
ц= 0°7'.0°27' (прибор не уловит углов).
Момент трения в подшипниках качения.
где k - коэффициенты трения радиальных и осевых нагрузок, отнесенные к диаметру вала ;
d - диаметр вала;
Fr, Fа - радиальные и осевые нагрузки.
Сила трения в подшипниках качения увеличивается при технологических и монтажных погрешностях, высоких скоростях и трении в уплотнениях.
Значение коэффициента трения в подшипниках ѓ = 0,002...0,008 .
12. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О МЕХАНИЗМЕ ИЗНАШИВАНИЯ ПАР ТРЕНИЯ
Пара трения - два узла машины, контактирующие поверхностями в условиях эксплуатации или испытаний (зубья ковша с землей - не пара трения).
Разрушение поверхностей твердого тела, проявляющееся в изменении его размеров или формы (массы), называют изнашиванием.
Износ - результат изнашивания, выраженный в единицах длины, объема, массы.
Интенсивность изнашивания - отношение износа детали (или испытуемого образца) к пути трения или объему выполненной работы. При определении интенсивности изнашивания может оказаться более целесообразным относить износ к другому показателю, общему для всех узлов и агрегатов данной машины. Так, для автомобилей в качестве такого показателя может быть принято число километров пробега, а для тракторов - число гектаров пахоты.
Скорость изнашивания - отношение износа детали к времени, в течение которого происходило изнашивание.
Износостойкость оценивают величиной, обратной интенсивности или скорости изнашивания.
Предельным износом детали (узла) называют износ, при котором дальнейшая эксплуатация становится невозможной, вследствие выхода детали (узла) из строя, неэкономичной или недопустимой, ввиду снижения надежности механизма.
13. МЕХАНИЗМ ИЗНАШИВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
В процессе изнашивания выделяют три явления:
взаимодействие поверхностей трения;
изменения, происходящие в поверхностном слое металла;
разрушение поверхностей.
Эти явления непрерывно переплетаются, взаимно влияя друг на друга.
Взаимодействие поверхностей может быть механическим и молекулярным. Механическое взаимодействие выражается во взаимном внедрении и зацеплении неровностей поверхностей в совокупности с их соударением в случае скольжения грубых поверхностей. Молекулярное взаимодействие проявляется в виде адгезии и схватывания. Адгезия не только обуславливает необходимость приложения касательной силы для относительного сдвига поверхностей, но и может привести к вырыванию материала. Схватывание свойственно только металлическим поверхностям и отличается от адгезии более прочными связями. Молекулярное взаимодействие возможно также на участках взаимного внедрения поверхностей. Оно обязательно будет при разрушении масляной пленки. Изменения на поверхностях трения обусловлены пластической деформацией, повышением температуры и химическим действием окружающей среды.
Изменения, вызванные деформацией, заключаются в следующем:
Многократные, упругие деформации из-за несовершенства структуры материала приводят в определенных условиях к усталостному выкрашиванию поверхностей качения, а многократные упругие деформации микронеровностей поверхностей скольжения разрыхляют структуру.
Пластическое деформирование изменяет структуру материала поверхностного слоя. Пластическое деформирование твердых тел складывается из четырех наиболее важных элементарных процессов: 1) скольжения по кристаллографическим плоскостям (скольжение в отдельных зернах поликристаллического тела происходит обычно по нескольким плоскостям, число которых возрастает с повышением напряжения); 2) двойникования кристаллов; 3) отклонения атомов от правильного расположения в решетке и их теплового движения; 4) разрушения структуры. Разрушение структуры - это заключительный этап пластической деформации.
Пластическая деформация при температуре ниже температуры рекристаллизации приводит к наклепу поверхностного слоя - его упрочнению. Однако у самой поверхности структура несколько ослаблена, микротвердость понижена. Микротвердость достигает максимума на некоторой глубине, далее уменьшаясь до исходной.
4 При сильно отличающихся по твердости структурных составляющих материала и многократном воздействии нагрузки происходит вначале интенсивное изнашивание мягкой основы, вследствие этого повышается давление на выступающие твердые составляющие, они вдавливаются в мягкую основу, некоторые из них дробятся и перемещаются дополнительно под действием сил трения.
Влияние повышения температуры состоит в следующем:
Если по условиям службы узла или в результате трения температура поверхностных слоев выше температуры рекристаллизации металла, то поверхностный слой не наклепывается, а пребывает в состоянии повышенной пластичности, размягчения - происходит выглаживание поверхности за счет растекания всего металла или только одной составляющей сплава.
Высокая температура и пластическая деформация способствуют диффузионным процессам, в итоге возможно обогащение поверхности некоторыми элементами (например, поверхности стали углеродом).
При интенсивном локальном повышении температуры (температурной вспышке) и последующем резком охлаждении поверхности нижележащей холодной массой металла на поверхности могут образоваться закалочные структуры.
Пластическая деформация, возможные высокие температурные градиенты и структурные превращения, каждое в отдельности или совместно, вызывают напряжения в материале, которые могут влиять на его разрыхление.
При микроскопическом исследовании контакта деталей в условиях высоких нагрузок и температур установлена возможность образования магмы-плазмы (рис.10).
Рисунок 10 - Модель магмы-плазмы: 1 - исходная структура; 2 - расплавленная структура; 3 - плазма; 4 - электроны, движущиеся при трибоэмиссии
Химическое действие среды заключается в следующем:
В среде воздуха на обнаженных при изнашивании чистых металлических поверхностях образуются окисные пленки, в результате действия кислорода газовой фазы или содержащегося в масле и его перекисях. Окисные пленки предохраняют поверхности от схватывания и связанного с ним глубинного вырывания и являются важным фактором не только при трении без смазочного материала и граничной смазке, но и при полужидкостной смазке.
Металлические поверхности, взаимодействуя с химически активными присадками в масле, покрываются пленками химических соединений, роль которых аналогична роли окисных пленок.
Пленки эффективно защищают поверхность от изнашивания, если скорость их образования превышает скорость изнашивания.
Возможно насыщение поверхности углеродом в результате разложения смазочного материала при высокой температуре.
Агрессивные жидкости и газовые среды активизируют изнашивание.
Элементарные виды разрушения поверхностей трения следующие:
Микрорезание. При внедрении на достаточную глубину твердая частица абразива или продукта изнашивания может произвести микрорезание материала с образованием микростружки. Микрорезание при трении и изнашивании проявляется редко, так как глубина внедрения недостаточна при действующих нагрузках.
Царапание. Образовавшаяся или появившаяся на поверхности трения частица при скольжении перемещает в стороны и поднимает материал, оставляя царапину.
Последняя обрывается при выходе внедрившегося элемента из зоны фактического контакта, при раздроблении частицы, ее впрессовывании или износе за пределы области трения.
Отслаивание. Материал при пластическом течении может оттесняться в сторону от поверхности трения и после исчерпания способности к дальнейшему течению отслаиваться. В процессе течения часть материала наплывает на окисные пленки и теряет связь с основной его массой.
Выкрашивание.
Это распространенный вид повреждения рабочих поверхностей деталей в условиях качения.
Для выкрашивания характерна произвольная форма ямок с рваными краями.
Глубинное вырывание. Возникает при относительном движении тел, когда образовавшийся вследствие их молекулярного взаимодействия спай прочнее одного или обоих материалов. Разрушение происходит в глубине одного из тел.
Перенос материала.
Свойственен всем видам трения, кроме трения при жидкостной смазке, и обнаруживается при таких технологических операциях как резание, клепка и сборка болтовых соединений: металл переносится с пневматического молотка на заклепки, с ключа на гайки, с резца на металл.
По сравнению с трением без смазочного материала трение при граничной смазке может снизить перенос в 20 000 раз и более.
14. УСТАЛОСТЬ ПРИ ИЗНАШИВАНИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Впервые на усталостную природу изнашивания при трении скольжения указал Д.В. Конвисаров. Причины усталости поверхностного слоя деталей он усматривал в повторных или знакопеременных движениях деталей машин. Однократное задирание поверхностей, царапание их различными твердыми остриями не относятся к процессам изнашивания в полном смысле этого понятия. Он пришел к выводу, что изнашивание твердых тел при трении сходно с разрушением их от усталости. Пятно контакта испытывает многократное воздействие (тепловое, механическое) других пятен контакта. В результате в материале образуется трещина, и происходит его разрушение.
Усталостная теория изнашивания базируется на молекулярно-механической теории трения.
Изнашивание - отделение частиц материала размером от долей микрона до микрона и более из-за многократного воздействия нагрузок и температуры на единичные неровности. Накапливаются необратимые изменения, появляются трещины и отделяются частицы.
Изнашивание - это результат нарушения фрикционных связей, оно зависит от отношения глубины внедрения к радиусу единичной неровности и от отношения тангенциальной прочности молекулярной связи ф к пределу текучести материала основы (физико-механическая характеристика).
По Н.В. Крагельскому, существует 5 видов нарушения фрикционной связи (табл.1):
Упругое оттеснение - если напряжение в контакте меньше ут (износ из- за усталости).
Пластическое оттеснение - когда ун = ут - металл обтекает контртело (малоцикловый износ, пластическое деформирование).
Микрорезание - ун > ут.
Адгезионное нарушение фрикционной связи - разрушение пленок: не приводит к разрушению, но влияет на величину контактных напряжений, когда пленка менее прочна, чем основа (прочность с глубиной растет).
Когезионный отрыв - прочность пленки (фрикц. связи) выше прочности основы (прочность с глубиной падает - глубинное вырывание).
Таблица 1 - Виды нарушения фрикционной связи
15. МЕХАНИЗМ ИЗНАШИВАНИЯ ПОЛИМЕРОВ И РЕЗИНЫ
При контакте металла с эластичным материалом шероховатость поверхности металла не оказывает сильного влияния на трение, т.к. при отсутствии пластической деформации на перемещение затрачивается меньшая работа (либо механическая, либо молекулярная). Для уменьшения трения и снижения износа полимерного материала в него добавляют различные активные вещества, которые в процессе трения взаимодействуют с рабочими поверхностями пары трения. Значительное влияние смазочного материала на коэффициент трения можно объяснить различием физико-химических
16. ВИДЫ ИЗНАШИВАНИЯ
Различают следующие виды изнашивания:
водородное изнашивание;
абразивное изнашивание;
окислительное изнашивание;
изнашивание вследствие пластической деформации;
изнашивание вследствие диспергирования (измельчения) участков контакта;
выкрашивание вновь образуемых структур;
коррозионное, кавитационное, эрозионное изнашивание;
коррозионно-механическое изнашивание в сопряжениях;
изнашивание при схватывании и заедании поверхностей;
изнашивание при фреттинг-коррозии;
трещинообразное на поверхностях трения;
избирательный перенос.
16.1 ВОДОРОДНОЕ ИЗНАШИВАНИЕ
Водородное изнашивание открыто 15-20 лет назад Д.Н. Гаркуновым и А.А. Поляковым. Сравнимо с абразивным изнашиванием.
Водородное изнашивание зависит от концентрации водорода в поверхностных слоях трущихся деталей.
Водородное изнашивание обусловлено следующими процессами, происходящими в зоне трения:
интенсивным выделением водорода при трении в результате разрушения водородосодержащих материалов, создающего источник непрерывного поступления водорода в поверхностный слой стали или чугуна;
адсорбцией водорода на поверхностях трения;
диффузией водорода в деформируемый слой стали, скорость которой определяется градиентами температур и напряжений, что создает эффект накопления водорода в процессе трения;
особым видом разрушения поверхности, связанного с одновременным развитием большого числа зародышей трещин по всей зоне деформирования. Характерным для разрушения является мгновенное образование мелкодисперсного порошка материала.
Область проявления водородного изнашивания
Область проявления водородного изнашивания весьма обширна. Практически все поверхности трения стальных и чугунных деталей содержат повышенное количество водорода и, следовательно, подвержены повышенному изнашиванию. Наличие в воздухе паров воды создает благоприятные условия для водородного изнашивания, не говоря уже о разложении в зоне контакта смазочного материала, топлива или пластмассы. Водород образуется при трении, а также может образовываться при различных технологических процессах.
Виды водородного изнашивания
Имеются два основных вида изнашивания поверхностей стальных и чугунных деталей под воздействием водорода: изнашивание диспергированием и изнашивание разрушением.
Водородное изнашивание диспергированием (ВИДИС). При этом виде изнашивания каких-либо изменений в поверхностном слое деталей вследствие обычного износа при диспергировании не наблюдается. Водород усиливает (в зависимости от его количества в поверхностном слое) диспергирование стали или чугуна. На поверхностях трения нет вырывов, задиров, заметного переноса материала с одной поверхности трения на другую; они могут иметь блеск и очень мелкие царапины, которые не видны невооруженным глазом и расположены в направлении движения.
Водородное изнашивание разрушением (ВИРАЗ). Имеет специфическую особенность: поверхностный слой стальной или чугунной детали разрушается мгновенно на глубину 1.2 мкм. Это происходит, когда поверхностный слой накапливает большое количество водорода. Ранее отмечалось, что процесс трения создает условия высокой концентрации водорода в поверхностных слоях стали. Трение воздействует на смазочный материал, и водород получает возможность занять большее число адсорбционных центров на поверхности.
Методы предупреждения и уменьшения водородного изнашивания
Рассмотрим рекомендации по снижению водородного изнашивания трущихся деталей машин.
При выборе материалов для узлов трения необходимо учитывать степень их наводороживания и охрупчивания. Введение в сталь хрома, титана, ванадия снижает проникновение в нее водорода. Наклеп стали может увеличивать поглощение водорода. Холоднодеформированная сталь может поглотить в 1 000 раз больше водорода, чем отожженная.
Необходимо, где возможно, исключать из узлов трения полимеры, способные к быстрому разложению и выделению водорода. Введение в тормозные материалы на основе полимеров измельченной на куски латунной проволоки улучшает фрикционные характеристики.
Полезно применять для узлов трения, если имеется вероятность водородного изнашивания, смазочные материалы, которые мало подвержены гидрогенизации.
В качестве присадок к смазочным жидкостям и фрикционным полимерным материалам могут быть введены кремний и органические соединения (силаны), содержащие несколько атомов хлора, которые легко соединяются с выделившимся водородом. С уменьшением числа атомов хлора эффективность присадки снижается.
Обезвоживание смазок (вода в масле разлагается на водород и кислород, водород внедряется в металл и приводит к разрушению-износу) производится введением присадок. Добавка 0,1% изопропиланинэтанола нейтрализует вредное влияние 1 % воды.
В парах трения «сталь - медный сплав» необходимо исключать из последнего примеси сурьмы, соединения мышьяка, серы и др., способствующие выделению водорода.
Коррозию в узлах трения можно уменьшать путем изменения режимов работы: снижением температуры, скорости скольжения и давлений. Так, для пары трения «бронза-сталь» при работе в глицерине или в спиртоглицериновой смеси основным фактором наводороживания является температура. При 65...70°С наво- дороживание происходит в несколько раз интенсивнее, чем при температуре 60°С.
Проникновение водорода можно существенно снизить, если из зоны наводороживания удалить (при их наличии) вещества, способствующие проникновению водорода: сероводород, фосфорводород, соединения мышьяка, селена, сурьмы, теллура.
Чтобы избежать водородного изнашивания, достаточно в пластмассу ввести небольшое количество другой электроотрицательной пластмассы, например ПТФЭ. В этом случае стальная деталь будет заряжена положительно, а пластмассовая - отрицательно. Водород не будет проникать в стальную деталь.
Между прокатными валками и прокатываемым материалом или только между валками образуется электрический потенциал, и в соответствии с условиями прокатки в рабочем зазоре выделяется повышенное количество водорода, образующегося за счет использования водородосодержащих смазочных материалов. Затруднить проникновение водорода в поверхности трения можно путем создания положительного электрического потенциала по отношению к наводороживаемой детали. На основании этого в ФРГ, например, предложено приспособление для предотвращения износа валков при холодной прокатке с использованием водоро- досодержащих смазочных материалов.
В целях снижения отрицательного действия водорода при создании новых фрикционных материалов для автомобилей во фрикционную пластмассу вводят закись меди или другие добавки, которые соединялись с водородом. Износостойкость фрикционного материала и сопряженного контртела при этом повышается в несколько раз, а главное, исчезает один из недостатков фрикционного материала - намазывание на него стали или чугуна.
В процессе технологических операций происходит усиленное наводороживание металлических деталей. При этом водород локализуется в приповерхностном слое, где концентрация его более чем в 20 раз выше, чем в сердцевине детали. Методом вакуум-плавления для ряда последовательных технологических операций получены следующие количества водорода, см /100г: токарная обработка без применения смазочно-охлаждающей жидкости - 0,4; то же с применением смазочно-охлаждающей жидкости - 5,6; закалка - 12,6; отпуск - 6,8; цементация - 15,4; отжиг - 14; закалка - 18,8; обработка холодом - 17,7; отпуск - 17,4; старение - 15,1.
Разработан метод удаления технологического водорода путем полирования поверхностного слоя детали (последняя технологическая обработка). При полировании, по мере незначительного удаления поверхностного слоя детали, верхние слои металла нагреваются, и деталь подвергается своеобразной термической обработке.
16.2 АБРАЗИВНОЕ ИЗНАШИВАНИЕ
Общие сведения
Абразивным материалом называют материал естественного или искусственного происхождения, зерна которого имеют достаточную твердость и обладают способностью резания (царапания). Абразивное изнашивание - это разрушение поверхности детали в результате его взаимодействия с твердыми частицами при наличии относительной скорости.
К таким частицам относятся:
а) неподвижно закрепленные твердые зерна, входящие в контакт по касательной либо под небольшим углом атаки к поверхности детали (например, шаржирование посторонними твердыми частицами мягких антифрикционных материалов);
б) незакрепленные частицы, входящие в контакт с поверхностью детали (например, насыпные грузы при их транспортировании соответствующими устройствами, абразивные частицы в почве при работе почвообрабатывающих машин и т.д.);
...Подобные документы
Сущность трения, износа и изнашивания в современной механике. Разновидности трения и их отличительные признаки. Оценка влияния скорости скольжения и температуры на свойства контакта и фрикционные колебания. Инерционные и упругие свойства узлов трения.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 29.08.2008Зависимость, описывающая основное принципиальное положение теории внешнего трения. Схема строения поверхности при повреждаемости и изнашиваемости. Понятие окислительного износа. Факторы возникновения усталостных повреждений. Описание фреттинг-процесса.
реферат [216,7 K], добавлен 23.12.2013Трение как процесс взаимодействия твердых тел при относительном движении либо при движении твердого тела в газообразной или жидкой среде. Виды трения, расчет трения покоя, скольжения и качения. Расчет коэффициентов трения для различных пар поверхностей.
практическая работа [92,5 K], добавлен 10.05.2010Силы, возникающие между соприкасающимися телами при их относительном движении. Определение величины и направления силы трения скольжения, закон Амонтона—Кулона. Виды трения в механизмах и машинах. Сцепление с поверхностью как обеспечение перемещения.
презентация [820,2 K], добавлен 16.12.2014Общие сведения об электрических машинах. Неисправности, разборка, ремонт токособирательной системы электрических машин. Коллекторы. Контактные кольца. Щеткодержатели. Ремонт сердечников, валов и вентиляторов электрических машин. Сердечники. Вентиляторы.
реферат [104,0 K], добавлен 10.11.2008Предмет физики Земли. Геофизические поля. Методы исследований, предназначенных для наблюдений в атмосфере, на земной поверхности, в скважинах и шахтах, на поверхности и в глубине водоёмов. Общие сведения о Земле. Глобальные и промежуточные границы.
презентация [4,6 M], добавлен 24.10.2013История развития учения о трении. Классические законы трения, открытые французскими учеными Амонтоном и Кулоном в XVII-XVIII в. Трение скольжения, покоя и качения, а также способы его уменьшения. Вредное и полезное трение. Формула Эйлера. Конус трения.
реферат [2,8 M], добавлен 05.05.2013Механическая передача — механизм, служащий для передачи и преобразования механической энергии. Роль и назначение передач в машинах. Классификация механических передач. Краткая характеристика зубчатых, червячных, цепных, ременных, фрикционных передач.
презентация [1,2 M], добавлен 19.03.2012Основные химические и технические названия гидратцеллюлозных волокон, их виды и функции. Общая характеристика и техническая формула гидрата целлюлозы. Сущность, физико-химические свойства и технические способы осуществления метода синтеза полимеров.
реферат [53,1 K], добавлен 10.09.2010Характеристики микрогеометрии поверхностного слоя. Фактическая площадь контакта. Шероховатости приработанных поверхностей. Фактическая площадь контакта. Приближенные формулы для расчета фактического давления. Микротвердость шероховатой поверхности.
реферат [83,7 K], добавлен 23.12.2013Сущность закона определения максимальной силы трения покоя. Зависимость модуля силы трения скольжения от модуля относительной скорости тел. Уменьшение силы трения скольжения тела с помощью смазки. Явление уменьшения силы трения при появлении скольжения.
презентация [265,9 K], добавлен 19.12.2013Сила трения как сила, возникающая при соприкосновении тел, направленная вдоль границы соприкосновения и препятствующая относительному движению тел. Причины возникновения трения. Сила трения покоя, скольжения и качения. Применение смазки и подшипников.
презентация [2,9 M], добавлен 12.11.2013Сила трения как сила, возникающая при соприкосновении тел, направленная вдоль границы соприкосновения и препятствующая относительному движению тел. Причины возникновения трения. Роль силы трения в быту, в технике и в природе. Вредное и полезное трение.
презентация [1,5 M], добавлен 09.02.2014Характеристика приближенных методов определения коэффициента трения скольжения, особенности его расчета для различных материалов. Значение и расчет силы трения по закону Кулона. Устройство и принцип действия установки для определения коэффициента трения.
лабораторная работа [18,0 K], добавлен 12.01.2010Причина возникновения силы трения и ее примеры: движение оси колеса, шарик, катящийся по горизонтальному полу. Формулы расчета силы трения в физике. Роль силы трения в жизнедеятельности на Земле: осуществление ходьбы, вращение ведущих колес экипажа.
презентация [90,8 K], добавлен 16.01.2011Пути повышения служебных характеристик современных материалов. Методы управления процессами, в которых используются жидкие металлы. Физико-химические характеристики металлических расплавов. Технологии извлечения трития из литийсодержащих расплавов.
автореферат [1,1 M], добавлен 12.10.2008Конструкция обмотки статора высоковольтных электрических машин. Дефекты в изоляции высоковольтных статорных обмоток, возникающие в процессе производства. Общие сведения об адгезии. Методы неравномерного отрыва. Характеристика ленты Элмикатерм 52409.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 18.10.2011Трения в макро- и наномире. Принципиальное отличие сил трения от сил адгезии. Движение твердого тела в жидкой среде. Основные типы галактик: эллиптические, спиральные и неправильные. Пространственная структура Вселенной. Принцип относительности Галилея.
презентация [2,1 M], добавлен 29.09.2013Экономичность и надежность энергосбережения. Общие сведения о теплоэлектроцентралях. Переход с раздельного производства энергии на теплофикацию. Виды теплоцентралей в Беларуси. Механизм модернизации производства энергии. Снижение тепловой нагрузки.
реферат [22,2 K], добавлен 20.11.2011Наука электротехника, её принципы и основные понятия. Основные электрические величины и их расчёт. Понятие электрической цепи, её элементы и их виды. Режимы работы активных элементов. Конструктивные особенности источника напряжения и источника тока.
лекция [115,7 K], добавлен 08.04.2012
