- •В. В. Квасницький тріботехніка і основи надійності машин Київ
- •2011 Р.
- •Isbn 000-000-000-0
- •Передмова
- •Розділ 1
- •1.1 Стан і етапи розвитку тріботехніки
- •1.2 Етапи розвитку тріботехніки
- •1.3 Вчення про тертя і спрацьовування деталей
- •1.4 Оптимізація конструктивних рішень вузлів тертя
- •1.5 Технологічні методи підвищення зносостійкості деталей
- •1.6 Експлуатаційні заходи підвищення довговічності машин
- •1.7 Тривалість служби деталей машин
- •1.8 Збитки від тертя і спрацьовування в машинах
- •Розділ 2 контактування твердих тіл
- •2.1 Основні терміни
- •2.1.1 Приклади практичного вирішення задач тріботехніки
- •2.1.2 Деякі приклади вирішення задач тріботехніки на промислових підприємствах
- •2.1.3 Загальні відомості про поверхню деталей та її геометрію
- •2.4 Шорсткість поверхні
- •2.5 Основні поняття та визначення при контактуванні поверхонь
- •2.6 Моделі шорстких поверхонь
- •2.7 Площа контакту та зближення при контакті шорсткої поверхні з гладкою
- •2.8 Розрахунки деяких характеристик контакту поверхонь
- •2.8.1 Контакт поверхонь при різних умовах деформації
- •2.9 Стрижнева модель. Контакт двох шорстких поверхонь
- •2.9.1 Розрахунок контурних поверхонь контакту
- •2.9.2 Взаємний вплив мікронерівностей.
- •2.9.3 Площі контакту при одночасній дії тангенціальних і нормальних сил.
- •Розділ 3 зовнішнє тертя
- •3.1 Загальні поняття
- •3.1.1 Взаємодія поверхонь
- •3.1.2 Молекулярна (адгезійна) взаємодія
- •3.1.3 Енергія різних видів зв’язків
- •3.1.4 Механічна взаємодія
- •3.1.5 Зміни властивостей поверхневого шару при терті
- •3.2 Правило градієнта зсувного опору
- •3.3 Руйнування поверхонь тертя
- •3.3.1 Класифікація видів руйнування фрикційних зв’язків
- •3.3.2 Класифікація м. Б. Петерсена, основана на характері відокремлення частинок.
- •3.3.3 Основні характеристики фрикційних зв’язків
- •3.3.4 Основні закономірності процесів контактної взаємодії ковзаючих поверхонь.
- •3.4 Критичні точки, які характеризують умови переходу від одного виду фрикційної взаємодії до іншої
- •3.4.1 Фактори, які обумовлюють виникнення критичних точок
- •3.4.2 Умови виникнення заїдання
- •3.5 Попереднє зміщення і сила тертя спокою
- •3.5.1 Контакт пружних сфер при одночасній дії нормальних і тангенційних сил
- •3.6 Попереднє зміщення шорстких тіл
- •3.6.1 Пружний контакт
- •3.6.2 Пластичний контакт
- •3.6.3 Сухе і граничне тертя
- •3.6.4 Молекулярно-механічна теорія тертя
- •3.6.5 Молекулярна складова сили тертя
- •3.6.6 Вплив температур на τ0 і β
- •3.7 Механічна складова сили тертя
- •3.7.1 Одинична поверхня.
- •3.7.2 Множинний контакт
- •3.7.3 Вплив температури на механічну складову
- •3.8 Розрахунок сумарного коефіцієнту тертя
- •3.8.1 Одиничний контакт.
- •3.8.2 Деякі особливості тертя в вакуумі
- •3.8.3 Вплив товщини покриття на коефіцієнт тертя
- •3.8.4 Зовнішнє тертя при великих швидкостях ковзання
- •3.8.5 Вплив температури навколишнього середовища на коефіцієнт тертя
- •3.8.6 Тертя кочення
- •3.9 Просковзування – одне із джерел опору кочення
- •3.9.1 Гістерезисна теорія тертя кочення
- •3.9.2 Роль пластичних деформацій при коченні металів
- •Розділ 4 спрацьовування твердих тіл при терті
- •4.1 Характеристики процесу спрацьовування
- •4.2 Втомна теорія спрацьовування
- •4.3 Основне рівняння спрацьовування
- •4.4 Розрахунки зношення при пружному контакті
- •4.5 Зв’язок спрацьовування з пружно-міцностними властивостями матеріалів
- •4.6 Розрахунок зношення при пластичному контакті
- •4.7 Експериментальна перевірка розрахункових співвідношень втомної теорії спрацьовування
- •4.8 Спрацьовування.
- •Розділ 5 основи надійності машин
3.3.3 Основні характеристики фрикційних зв’язків
-
Характер деформування
Пружне відтиснення
Пластичне відтиснення (передеформація)
Мікрорізання
Адгезійне порушення фрикційного зв'язку
Когезійний відрив
Число циклів (n), які призводять до руйнування основи
n→∞
1<n<∞
n→1
n→∞
n→1
Умова здійснення
, чорний метал;
, кольоровий метал
Зносостійкість визначається не тільки механічною міцністю, але й в великій мірі здатністю не створювати при повторних діях неоднорідностей, які є джерелом зародження і розвитку дефектів (тріщин). Тому більш зносостійким буде не гранично жорсткий матеріал, а матеріал більш “рухомий”, який здатний сам заліковувати дефекти. Однак такий матеріал має малу несущу здатність. Звідси виникає принцип “бутерброда” – двохшаровості фрикційного матеріалу. Двохшаровість повинна бути створена завчасно штучно чи може створюватися в процесі тертя.
3.3.4 Основні закономірності процесів контактної взаємодії ковзаючих поверхонь.
1. Трьохшаровий характер процесу тертя. На фрикційному контакті протікають 3 взаємопов’язаних процеси взаємодії поверхонь: зміна під впливом сил тертя поверхневих шарів твердих тіл і присутніх на поверхнях плівках; руйнування поверхневого шару (f і U = f(M і P). P = f(T, V, p))
2. Дискретність контакту твердих тіл. Шорсткість і хвилястість твердих тіл призводять в дію контакти в окремих плямах (діаметром від 0,1...20-30 мкм), зосереджених в районах, які знаходяться на вершинах хвиль.
3. Практична постійність фактичного тиску при збільшенні навантаження.
4. Підсумування тангенційних опорів. . Дисипація енергії при створенні і руйнуванні одиничного фрикційного зв’язку обумовлена двома видами опору : молекулярним опором і механічним опором.
5. Градієнт зсувного опору
6. Формування третього тіла при терті. Необхідність дотримання правил опору зсуву.
7. Стаціонарний стан пари тертя. На фрикційному контакті при незмінних зовнішніх параметрах (P,V, навколишнє середовище) протікають самостійно процеси прироблення, які призводять, як правило до мінімального значення тертя, спрацьовування, температури і формування шорсткості. Це знаходиться у відповідності до принципу мінімального виробництва ентропії, який формулюється неврівноваженою термодинамікою.
8. Критичні точки. В процесі тертя і спрацьовування існують критичні точки, відповідні при зміні зовнішніх параметрів переходу від одного виду контактної взаємодії до іншого.
9. Оптимальна концентрація активної фази. При монотонному збільшенні концентрації активної речовини, яка взаємодіє з твердим тілом, величина інтенсивності спрацьовування і коефіцієнта тертя переходять через мінімум. Це пояснюється закономірністю зміни товщини плівки, яка утворюється на поверхні.
3.4 Критичні точки, які характеризують умови переходу від одного виду фрикційної взаємодії до іншої