Теории трения

Механическая теория трения рассматривает трение как чисто механический процесс, объясняя его шероховатостью поверхности соприкасающихся тел. При их относительном движении происходит механическое сцепление, сдвиг микронеровностей, деформации и возникает сила трения, пропорциональная нормальной силе.

Молекулярная теория трения объясняет явление трения, исходя из сил молекулярного взаимодействия, возникающему между соприкасающимися поверхностями, вследствие чего происходит взаимное притяжение этих поверхностей. Чем выше чистота обработки поверхностей, те сильнее молекулярное взаимодействие и больше сила трения.

Энергетическая теория трения и износа базируется на физико-химических явлениях, возникающих при движении тел. При этом происходит непрерывное скачкообразное превращение энергии поступательного перемещения в энергию волновых и колебательных движений частей тела, в результате чего возникают термические, акустические, термоэлектронные и другие явления.

Гидродинамическая теория трения. В условиях полной смазки поверхностей деталей особое место занимает жидкостное трение. Трение между деталями заменяется трением между слоями жидкости. Например, в подшипниках скольжения масляный клин между валом и подшипником в процессе движения приподнимает вал, вследствие возрастания давления в нижней, более тонкой части масляного клина. Жидкостное трение имеет место, когда толщина слоя смазки больше суммарной высоты микронеровностей вала и подшипника.

3. Изнашивание.

Изнашивание – процесс постепенного изменения размеров деталей при трении с отделением материала детали от поверхности трения. Износ – результат изнашивания.

1. Механическое изнашивание – результат механического воздействия и включает следующие виды: абразивное, гидроабразивное, эрозионное, усталостное, и кавитационное:

а) абразивное изнашивание возникает в результате режущего и царапающего действия твердых тел или частиц, попадающих в смазку извне или отделившихся от трущихся деталей;

б) гидроабразивное изнашивание возникает в результате воздействия твердых тел или частиц, увлеченных потоком жидкости;

в) эрозионное изнашивание возникает в результате непосредственного воздействия потока жидкости или газа;

г) усталостное изнашивание является результатом многократного деформирования микрообъема материала, приводящего к появлению трещин и отделению частиц от материала;

д) кавитационное изнашивание происходит при относительном движении твердого тела в жидкости в условиях кавитации.

2. Молекулярно-механическое изнашивание – это изнашивание в результате одновременного механического воздействия и воздействия молекулярных и атомарных сил, при котором происходит перенос металла с одной поверхности к другой.

3. Коррозионно-механическое изнашивание наблюдается при трении материала, находящегося в агрессивной среде. Образующиеся на поверхности деталей окисные пленки при трении снимаются, а на их месте образуются новые окисные пленки.

На изнашивание деталей влияют следующие факторы:

а) конструктивные: 1) форма и размеры деталей, определяющие развиваемые удельные давления; 2) зазоры и посадки деталей, обеспечивающие минимальный износ; 3) материал деталей и система их смазки; 4) конструкция, обеспечивающая оптимальный тепловой режим; 5) режимы работы, скорости перемещения; 6) условия доступа к деталям для техобслуживания и ремонта и др.

б) технологические: 1) качество материала; 2) качество механической обработки; 3) вид и качество термообработки; 4) соблюдение технологических процессов изготовления и сборки и др.

в) эксплуатационные: 1) соблюдение режима работы; 2) качество смазки и топлива; 3) соблюдение режима смазки; 4) своевременность и качество техобслуживания и ремонтов и др.

Предельный износ деталей – это достижение таких размеров и состояния, при которых дальнейшая нормальная работа деталей становится невозможной или опасной.

Допустимый износ деталей – это такой износ, при котором сопряженные детали могут работать весь межремонтный период. Допустимыми являются размеры и другие технологические характеристики детали, при которых она может быть использована в машине без ремонта.