18. Лекция

Перспективы развития и проблемы триботехники в XXI. Интересы здоровья и охраны окружающей среды

Развитие машиностроения и триботехника.

Триботехника – наука о трении, смазке и изнашивании машин в настоящее время находится в начале нового этапа развития. Уста­ревшие представления еще прочно занимают свои позиции, а новые взгляды и положения еще недостаточно окрепли и лишь постепенно получают признание. Движение той или иной науки определяется объективными законами, однако для успешного развития науки необходимо знать ее магистральные направления.

В обозримом будущем машиностроение будет развиваться в плане создания автоматизированных комплексов и систем машин, произ­водства оборудования по автоматизации сборочных работ и в целом строительства автоматических цехов и заводов. Можно ожидать развертывания работ по освоению шельфа морей и океанов. Это потребует создания совершенно новой техники.

Одним из направлений развития научно-технического прогресса в ближайшие годы является создание и внедрение гибких авто­матизированных производств (ГАП). Это будет осуществлено на многих предприятиях и даже в целых отраслях и потребует усилий тысяч специалистов. Внедрение ГАП сулит значительный рост про­изводительности труда и эффективности работы предприятий. ГАП будут компоноваться из технологических комплексов, которые, в свою очередь, будут состоять из гибких технологических модулей (ГТМ). В состав ГТМ войдут станки и машины с ЧПУ, оснащенные средствами для автоматической смены инструмента, подачи деталей и другими системами, обеспечивающими «безлюдное» изготовление разных изделий и работу в течение длительного времени.

Уже в настоящее время перед триботехникой стоит ряд сложных задач:

– существенно, в 2...3 раза, повысить сроки службы сельско­хозяйственной техники, двигателей внутреннего сгорания, ком­прессоров, автомобилей, металлообрабатывающего оборудования и других машин массового применения;

– снизить затраты на ремонт машин и их техническое обслуживание, для чего уменьшить регулировочные работы, в несколько раз сокра­тить объем смазочных работ, исключить дорогостоящие финишные операции при изготовлении трущихся деталей, снизить расход смазочных материалов;

– снизить силы трения в машинах, повысить их КПД, сократить время приработки машин;

– создать новые антифрикционные, фрикционные и износостойкие материалы для узлов трения, способные нести нагрузки в 1,5 ... 2 раза большие, чем прежние;

– разработать новые смазочные материалы для работы при вы­соких температурах, с лучшей смазывающей способностью, обеспе­чивающие большую задиростойкость материалов при трении.

Указанные задачи вполне выполнимы, они исходят из арсе­налов научных достижений триботехники.

Новый подход к изучению триботехники.

За последние 20 лет интенсивно развивается новый подход к из­учению физических, химических и биологических систем на основе синергетики – дисциплины, которую можно характеризовать как направление в современном естествознании. В основе этой дисцип­лины лежат самоорганизующиеся процессы в результате коопери­рования отдельных элементов (подсистем), с одной стороны, и раз­вития термодинамики открытых систем, с другой.

Основополагающими в этой области являются работы И. Пригожина, П. Гленсдорфа (Бельгия), Г. Хакена и В. Эбелинга (Германия). Широко известны самоорганизующиеся химические реакции Б. П. Белоусова и А. М. Жаботинского.

Сейчас многие физические и химиче­ские явления объясняют с позиций синергетики, включая кавитацию.

Триботехника базируется на ряде дисциплин: механике, физике, химии, металловедении и др. Специалисты по триботехнике (А. А. По­ляков, Б. И. Костецкий, Л. И. Бершадский и др.) обратили внимание и на синергетику, поскольку трибосистема является открытой и в ней могут происходить кооперативные явления.

Естественно, специалисты по триботехнике не могут разрабаты­вать теоретические положения синергетики; это дело физиков и химиков. Однако некоторые разделы триботехники могут быть отнесены к синергетике: это ИП при трении и водо­родное изнашивание. Оба явления характеризуются рядом после­довательных этапов и кооперативным действием отдельных элементов. Синергетический подход к изучению ИП и водородного изнашивания дает возможность глубже проникнуть в механизм явлений, что облегчит разработку новых эффективных методов борьбы с изнашиванием машин и оборудования. Так, из последовательных этапов проявления водородного изнашивания достаточно разорвать одно звено (этап), как может на­рушиться вся цепь процессов. В одних случаях выделившийся водород можно связать химически с другими элементами или ве­ществами, в других – «отогнать» водород электрическим или магнит­ным полем, в третьих – затруднить процесс диффузии водорода в глубь металла.