1. Трибология и триботехника: основные понятия, значение, применение на практике.

Трибология или трибоника - наука о трении, износе и смазке, взаимодействии контактирующих твердых тел при их взаимном перемещении

Значение трибологии как средства ослабления глобальных проблем очень велико. КПД большинства машин далек от 50%, прежде всего, из-за потерь на трение. Используя достижения трибологии, можно экономить материалы, уничтожаемые изнашиванием.

Понятия относящихся к трению стандартизированы ГОСТ 27674-88, который включает около 100 терминов.

Внешнее трение или просто трение — сопротивление относительному перемещению двух соприкасающихся тел, которое возникает в зонах их касания и действует в плоскости соприкосновения.

Внутреннее трение — явление сопротивления относительному перемещению частей одного и того же тела.

Изнашивание — процесс отделения материала с поверхности твердого тела при трении и (или) накопления его остаточной деформации, что проявляется в постепенном изменении размеров и (или) формы.

Износ — результат процесса изнашивания.

Пара трения — система из двух элементов, соприкасающиеся поверхности которых перемещаются друг относительно друга. Один из них называют материалом трения, другой — контртелом.

Материал трения - материал, используемый для работы в условиях трения.

Контртело - элемент пары трения, работающий вместе с материалом трения.

Поверхность трения — поверхность, участвующая в трении.

Смазочный материал — материал, вводимый на поверхность трения для уменьшения износа, повреждений поверхности и (или) силы трения.

Сила трения — сила сопротивления при относительном перемещении одного тела по поверхности другого под действием внешней силы. Она направлена по касательной к общей границе между телами.

Триботехника — прикладной раздел трибологии, который охватывает конечную стадию создания узлов трения.

2. Основные этапы развития триботехники и трибологии.

Создателем науки о трении считают французского физика Шарля Кулона. В 1781 году за работу в области трения он был удостоен премии Французской Академии наук. Это тот самый Кулон, который установил законы электрического и магнитного воздействия и заложил основы современной электростатики. Он изучил три основных аспекта трения: сопротивление скольжению, качению и страгиванию.

Первым человеком, понявшим, что механическая энергия при трении не исчезает, а превращается в теплоту, был Б. Томпсон. Он занимался сверлением пушечных стволов и ставил опыты, в которых обрабатываемую тупым сверлом заготовку помещал в воду. Спустя некоторое время вода закипала. В докладе королевскому обществу Лондона он писал: “Источник тепла, возникающего при трении в этих опытах, является, по-видимому, неисчерпаемым”. Это казалось по тем временам совершенно неожиданным.

Эта проблема в современном виде была решена в середине XIXв., когда в 1842 году Роберт Майер и в 1843 году Джеймс Джоуль выдвинули принцип эквивалентности механической энергии и теплоты, а в 1847 году Герман Гельмгольц ввел фундаментальное понятие энергии и сформировал закон ее сохранения в наиболее общем виде. Позднее немецкий физик Рудольф Клаузиус заложил основы механической теории теплоты и ввел понятие энтропии.

В 1804 году Лесли выдвинул гипотезу о рассеянии энергии при трении в результате необратимого деформирования неровностей на поверхностях трения

Уже в наше время идея рассеяния (диссипации) энергии при обмене адгезионными связями между поверхностями трения была развита в различных теориях трения В.Д. Кузнецовым.

Методы исследования, развивавшиеся в 50-60-е годы, позволили тщательно изучить рельеф и микроструктуру поверхностей трения. Это были годы становления молекулярно-механической теории трения, которая создана усилиями И.В. Крагельского английских трибологов Ф. Боудена и Д. Тейбора. По И.В. Крагельскому сила трения слагается из двух составляющих: сопротивления, обусловленного деформацией материала.