Лекция 1 основы Триботехники

лекции

основ повышения ресурса машин в различных условиях эксплуатации
Задачи дисциплины –

Антифрикционные материалы
6. Фрикционные материалы
7. Повышение износостойкости деталей машин
8. Трибонанотехнологии

– наука о трении и связанных с ним процессах изнашивания

Разделы трибологии:
трибофизика,
трибохимия,
триботехника

трении
Физические процессы при трении:
механические
тепловые
диффузионные
электрические

наводороживание металлов
разложение смазочных материалов
каталитические свойства твердых веществ электрохимических

Влияния химического состояния поверхности на трение:
уменьшение трения при наличии воды или кислорода зависимость трения от ориентации молекул в пленке ПАВ зависимость трения от степени окисления смазочного масла избирательный перенос при трении

Трибофизика – раздел трибологии, который изучает химические процессы, происходящие при трении

трибосистем

при трении; разработка конструкционных триботехнических материалов
Триботехнология – разработка технологических процессов

Химмотология смазочных материалов – изучение свойств смазочных материалов и методов их использования в узлах трения

Трибометрия – разработка методов и средств измерения силы трения, износа, несущей способности трущихся тел, шероховатости поверхностей трения

Триботехника

прогрессивных триботехнических материалов
Разработка технологий обработки поверхностей трения
Совершенствование конструкции узлов трения

друга, которое характеризуется тем, что в плоскости контакта (касания) тел

их относительному движению

впервые
установил закономерности трения
В 1751 г. Амонтон сформулировал закон трения

В 1785 г. Кулон уточнил закон Амонта с учетом сцепления контактирующих поверхностей

Строгая теория трения с учетом молекулярного взаимодействия твердых тел разработана Дерягиным в 1930-е годы

трения

aSф + bP,
a – средняя интенсивность молекулярной составляющей силы трения;

Сухое трение

иногда в атмосферных условиях достигает 0,8...0,9; а в вакууме и

Сухое трение

(≤ 0,1 мкм)
Примеры использования граничного трения

разъединены слоем смазочной жидкости (масла)
Схема разреза слоя жидкостной смазки
1- поверхность

граничной смазки

друг по другу

происходящий на контакте поверхностей при трении, который заключается в самопроизвольном

увеличения его остаточной деформации в процессе трения, проявляющийся в постепенном

Износ –  результат изнашивания

Скорость изнашивания – отношение значения износа к интервалу времени, в течение которого он произошел

Интенсивность изнашивания – отношение значения износа к обусловленному пути, на котором происходило изнашивание, или к объему выполненной работы

Износостойкость –  свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания

изнашивание

царапающего действия твердых тел или твердых частиц

вырывания материала, переноса его с одной поверхности трения на другую

микрообъемов поверхностного слоя

воздействия, сопровождаемого химическим взаимодействием материала со средой

относительном микросмешении
Фреттинг-коррозия – это коррозионно-механическое изнашивание соприкасающихся тел при малых

воздействием внешней среды

тела относительно жидкости, при котором пузырьки газа захлопываются вблизи поверхности,

трения вследствие поглощения металлом водорода

сопряженными деталями узла;
- снижение износа и предотвращение задиров трущихся

низкие температуры ;
пыльные условия;
крайне высокие нагрузки;
коррозионно-активная среда.

поверхностях,
не выдавливаются из контакта,
обладают хорошей смазочной способностью в

машин (подшипники, втулки и др.), работающих в условиях трения скольжения,

Антифрикционные подшипниковые материалы

работающих в условиях трения скольжения без смазки, и имеющие большой

Требования к фрикционным материалам:
- высокий коэффициент трения
- хорошая прирабатываемость
- низкая способность к адгезии
- высокие тепловые свойства

рациональный выбор конструктивной схемы узла трения с позиции влияния ее

следовать за деформацией сопряженной детали и приспосабливаться к неточностям ее

Жёсткость  детали - способность детали сопротивляться деформации при внешнем воздействии

Обеспечение равномерного распределения нагрузки по поверхности сопрягаемых деталей за счет деформируемого вкладыша

Неравномерное распределение нагрузки по поверхности сопрягаемых зубьев зубчатой передачи из-за деформации недостаточно жестких элементов конструкции

Сочетать твердый материал с мягким
2. Сочетать твердый металл с

Принцип взаимного дополнения качеств

качения

качества обработанной поверхности на свойства деталей
Влияние шероховатости поверхности
Влияние

Влияние остаточных напряжений

обработка
Поверхностное оплавление и аморфизация
Вакуумно-конденсационное напыление
Газотермическое напыление
Магнитно-абразивная обработка
Наплавка покрытий
Нанесение электрохимических покрытий
Нанесение

перемещений подвижных узлов;
- отсутствие вибраций механизмов;
- плавность включения и выключения

шин
в период остановки

и в смазочной системе
Пенообразование
Смазывание узлов трения при эксплуатации

узлов трения -осуществляется без проведения разборочно-сборочных операций впроцессе непрерывной эксплуатации

Предельный износ по техническому критерию :
- резкое возрастание интенсивности изнашивания;
- снижение прочности изнашиваемой детали вследствие изменения ее размеров;
- усиление влияния износа рабочего органа или деталей сопряжения на - работоспособность других деталей;
- самовыключение механизма при работе

Предельный износ по функциональному критерию :
- изменение по мере изнашивания качества функций, выполняемых узлом или машиной.

размерами хотя бы в одном из трех измерений, причем, эти

Наноструктурные материалы – это материалы, содержащие наноразмерные структурные элементы

Принято условно считать, что характерные размеры наноматериалов лежат в пределах от 1 нм до 100 нм

1 нм = 10-9 м

в
2-х измерениях)
Нанопленка (наноразмер в 1-м измерении)

материал – армирован наночастицами или нановолокнами
нанопористый материал – содержит

нанопорошок – состоит из наночастиц

наносуспензия – жидкость, содержашая наночастицы

наноэмульсия – жидкость, содержашая нанокапли

Материалы с наноразмерными структурными элементами

также оперировать ими
Нанотехнологии и трибонанотехнологии
Трибонанотехнологии – это нанотехнологии, обеспечивающие