1. Введение в дисциплину

Научные истины просты в своей

основе и доступны всем.

Л. А. Растригин

1.1 «Трение и износ в машинах» как системная дисциплина

Построение системных закономерностей

издавна было и остается одной из самых

актуальных проблем науки.

А. А. Колесников

Современная общемашиностроительная практика с очевидностью доказала: проектируется, изготавливается и эксплуатируется не некоторое техническое изделие, а весьма широкий организационно-материальный комплекс реальных условий, необходимый для эффективного функционирования данного изделия. Для выполнения этих условий инженер, разрабатывающий узлы трения, должен оперировать не изолированными деталями конструкции, а рассматривать всё это как определённые подсистемы-элементы целостной системы-машины, отросли производства, научной дисциплины [58,32].

Система - это субъективно и искусственно выделенный из окружающей среды набор связанных элементов, объединённых общей целью.

Субъективность выделения системы из среды следует понимать как действие, выполняемое исследователем (субъектом) в соответствии с его целью, квалификацией и научной интуицией. Искусственность выделения системы понимается как отсутствие однозначной материальной границы на стыке система – среда. Среда – это не просто окружение системы, а окружение, выделенное с позиций системной цели. Таким образом, среда представляет существенные связи данной системы с окружением.

Представим наглядную схему "трения и износа" как системной общеинженерной дисциплины (рис.1), используя для краткости и удобства старый термин "трибоника" (только в этом разделе). Её декомпозиция в виде подсистем первого уровня - трибологии и триботехники требует выработки механизма агрегирования частных результатов, то есть координации, обеспечивающей интеграцию этих подсистем.

Трибологию следует понимать как научную часть, рассматривающую трение, изнашивание, смазку и взаимодействие контактирующих поверхностей.

Триботехнику - как технические мероприятия, обеспечивающие разработку, изготовление и эксплуатацию узлов трения.

Рис. 1. Трибоника систем.

Естественно-научные классические дисциплины, являющиеся подсистемами второго уровня, относятся в основном к трибологии, выполняя познавательные функции, а технические - к триботехнике, основные функции которой направлены на созидание (разработку конструкций, технологий и т.п.). Математика и трибометрия обслуживают как трибологию, так и триботехнику.

Все дисциплины и естественно-научные и технические взаимодействуют и используются только в приделах системной области трибоники, представляющей собой информационную подсистему базовых понятий. Это как бы внутренняя смысловая граница, отделяющая трибонику от смежных технических дисциплин.

Одной из внешних системных границ трибоники, охватывающей все её подсистемы, является нормативно- законодательная база - специальные разделы стандартизации, метрологии и сертификации.

Существующая практика показывает, что подавляющее большинство машин успешно выполняют свои функции при относительно низких КПД и удовлетворяющих требованиям эксплуатации ресурсах. Следовательно, системной целью трибоники является ресурс – время работы трибообъекта от начала его эксплуатации до перехода в предельное состояние.

Системная функция трибоники, гарантирующая выполнение системной цели, - это обеспечение качества трибосистем. Для узлов трения это прирабатываемость, несущая способность, износостойкость, металлоёмкость и ещё целый ряд характеристик.

Объектом трибоники, как технической дисциплины, являются контактные взаимодействия (трибоконтакт), а её предметом – трибосистемы с их конструктивными элементами, функциональными связями между ними и эксплуатационными характеристиками.

Приведённая схема наглядно показывает системный характер трибоники, состоящей из подсистем разного иерархического уровня. Трибоника, как техническая системная дисциплина, сформировалась в результате синтеза законов и теорий классических естественных наук со структурой и функциями триботехнических устройств.

В рамках системного подхода объект рассматривается в триадном комплексе: надсистема - система - подсистема. Причём, системная цель синтезируется в надсистеме, а анализ рассматривает связи подсистем.

Все этапы системного подхода связаны с синтезом и анализом. Анализ даёт ограниченную информацию о системе, выявляя её структурный аспект. Синтез обобщает комплекс системных функций, позволяет установить влияние окружающей среды на систему.

Неотъемлемая часть системных исследований - это модель. Она пред-

ставляет системную цель, которая сама является моделью желаемого состояния преобразуемой системы.

Если входные параметры трибосистем, формируемые во внешней по отношению к системе среде и определяющие её состояние, варьируются в допустимых пределах, то система устойчива. Превышение параметрами допустимых пределов вызывает дестабилизацию системы. Следовательно, любая трибосистема для поддержания своего стабильного состояния требует дополнительного регулирования или управления, являющихся общесистемными функциями.

Обе основные подсистемы трибоники – трибология и триботехника неразрывны, а наиболее острым вопросом в этом блоке является переход от теории к практике. Однако, следует помнить, что общая направленность трибоники в настоящее время носит прикладной характер [16].

Именно триботехника представляет собой источник нерешенных технических проблем, стимулирующих, направляющих и управляющих как развитием всей трибоники, так и её теоретической подсистемы – трибологии.

Изложенное позволяет сделать ряд выводов.

1. Современная наука о трении и изнашивании системна, включает неразрыв-

ный комплекс основных равнозначных подсистем - трибологии и триботехники и требует чёткого установления внутренних системных границ в виде базовых понятий.

2. Анализ системной концепции в этой дисциплине показал роль информа-

ции, как внутреннего системообразующего фактора; моделирования, как

универсальной системной операции, и управления, как интегральной сис-

темной функции.

3. Системная концепция в науке о трении и износе позволяет реализовать

преимущества системной методологии, что, на основании центрального

понятия - "ресурс" трибосистемы, обеспечивает целостный подход к

подсистеме трибологии и эффективность разработок в подсистеме три-

ботехники.