А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Явище - тертя

Явища тертя, стирання і посилення, звичайно, пов'язані між собою, хоча цей зв'язок у багатьох деталях неясна. Бунстра і Дан-ненберг 75 отримали деякі відомості з цього питання, вимірюючи тертя в дослідах стирання, поставлених за спеціальною програмою. Наведені в рух мотором зразки у вигляді дисків стирається шліфувальним кругом, забезпеченим електромагнітним гальмом, так що можна було вимірювати гальмуючий момент при різних величинах прослизання.

Явища тертя при високому тиску і температурах при наявності розм'якшених до в'язкості шарів металу можна розглядати як перехід від зовнішнього тертя до тертя внутрішньому між шарами металу.

Схема роботи гидростатической опори[IMAGE ]S. Схема освіти несучого шару мастила. Явище тертя при рідинному змащуванні було відкрито в 1883 р Н. П. Петровим, який створив основи гідродинамічної теорії мастила. Сучасна гідродинамічна теорія змащування, побудована на деяких спрощують передумови, дає керівні матеріали, що дозволяють визначити несучу здатність масляного шару і його мінімальну товщину. Однак висновки теорії відносяться до абсолютно жорстким, ідеально гладким зв'язаних деталей, виконаним і змонтованим досить точно, що вимагає внесення відповідних коректив.

Розподіл тиску всередині масляного шару підшипника. | Схематичний розріз металевої поверхні і шару рідкого мастильного матеріалу. Явище тертя при рідинному змащуванні в цілому складніше, ніж це випливає з гідродинамічної теорії, що охоплює суто механічну сторону процесу.

Явище тертя спокою полягає в наступному. Покладемо, маємо нижчу кінематичну пару у вигляді повзуна 1 і спрямовуючої 2 (фіг. Повзун притискається до направляючої вертикальної силою Q, що діє перпендикулярно направляє. З'ясуємо, які в цьому випадку будуть нормальна і дотична реакції в площині торкання ланок. 
На явища тертя впливають властивості поверхонь. Внаслідок шорсткості і хвилястості поверхонь, неточності виготовлення деталей і зміни форми під дією прикладених навантажень поверхні контактують не по всій їх площі, а по окремим малим майданчикам, внаслідок цього на дотичних поверхнях навіть при невеликих стискаючих навантаженнях виникають великі питомі тиску. Під дією цих тисків відбуваються пружні і пластичні деформації елементів поверхні, виступи поверхонь взаємно впроваджуються і на майданчиках контакту виникають сили молекулярного взаємодії.

Різноманіття явищ тертя в машинах далеко не вичерпується перерахованими видами і формами. Істотні відмінності в проявах зовнішнього тертя виникають у зв'язку із застосуванням різних матеріалів пар тертя, рідких (мастильних) і газових середовищ різного складу, режимів навантаження, роботою в широкому діапазоні температур. Сплави на основі заліза, які є основними в машинобудуванні (стали і чавуни), мають десятки і сотні тисяч складів.

Між явищами тертя і зносу існує безпосередній зв'язок. Вона вбачається вже з визначення енергетичного критерію зносу і ролі площі фактичного контакту в питомої інтенсивності зносу.

В результаті явищ тертя відбувається поступова зміна розмірів тіла, яке викликається відділенням від поверхні частинок матеріалу або його залишкової деформацією. Ці явища називаються зношуванням: результатом зношування є знос поверхні деталі.

В результаті явищ тертя спостерігається поступове изме нение розмірів тіла, що виявляється в відділенні від поверхні матеріалу або його залишкової деформації, що носить назву зношування, результатом зношування є знос поверхні деталі.

Безліч прикладів явищ тертя взяті з навколишньої природи, побуту, практики, транспорту і промисловості та пояснені в книзі на основі законів тертя, в Зокрема двучленного закону тертя, розробленого радянськими вченими, і в першу чергу, автором книги. Особливу увагу приділено ролі вітчизняних вчених у розвитку науки про терті.

При розгляді явища тертя слід розрізняти статичну тертя, що має місце при відносному спокої дотичних тіл, і тертя руху, яке має місце при відносному русі тел.

Таким чином, явища тертя і зносу при різанні металів відбуваються при високому тиску і високих температурах.

Механічні втрати викликані явищами тертя в газовому середовищі, в підшипниках вала і на колекторі. До електричних втрат відносяться витоку струму по ізоляції, втрати на корону (або іонізацію), діелектричні і джо-нульову втрати, а також втрати, пов'язані з іскрінням щіток.

При дослідженні фізичних основ явища тертя розрізняють тертя зовнішнє і внутрішнє.

Розглянемо основні закономірності, що характеризують явище тертя ковзання незмазаних тел. Нехай тіло, вага якого дорівнює G, знаходиться в спокої на похилій площині (рис. 11.3), що має кут нахилу а до горизонту.

Розглянемо основні закономірності, що характеризують явище тертя ковзання незмазаних тел. Нехай тіло, Вео якого дорівнює G, знаходиться в спокої на похилій площині (рис. 11.3), що має кут нахилу а до горизонту.

Розглянемо основні закономірності, що характеризують явище тертя ковзання змащених тел. рідинне тертя - це внутрішнє тертя між частинками рідини в тому випадку, коли тверді елементи частин машини безпосередньо не стикаються, а розділені між собою масляною плівкою. При відносному русі поверхонь має місце зрушення окремих шарів рідини одного щодо іншого. Таким чином, сили тертя в даному випадку визначаються в основному внутрішнім опором зсуву шарів масляної плівки. При цьому мастильна рідина повинна утримуватися в зазорі між легкими поверхнями. Це можливо тоді, коли сили зчеплення між поверхнями твердих тіл і прилеглим шаром рідини більше сил зчеплення між частинками мастильної рідини.

Збільшене зображення двох поверхонь, що труться, розділених шарі мастила. Розглянемо основні закономірності, що характеризують явище тертя ковзання незмазаних тел. Нехай тіло, сила тяжіння якого дорівнює О, знаходиться на похилій площині (рис. 409), що має кут нахилу а до горизонту. якщо позначити нормальну реакцію похилій площині через N, а силу, яка виникає внаслідок тертя і спрямовану паралельно площині, через Fu, то для.

Збільшене зображення двох труться по-поверхонь. розділених шаром мастила. Розглянемо основні закономірності, що характеризують явище тертя ковзання незмазаних тел. Нехай тіло, вага якого дорівнює G, знаходиться на похилій площині (рис. 11.3), що має кут нахилу а до горизонту.

На підставі отриманих результатів досліджень явищ тертя і зношування в деталях машин і даних лабораторних випробувань розроблена схема і принцип класифікації металів і сплавів на їх зносостійкості.

Однак в реальних рідинах внаслідок явищ тертя, лінії струму не дотримуються уздовж поверхні тіла в напрямку його задньої частини, але де-небудь відриваються від поверхні, залишаючи таким чином вихревую область по потоку, звану слідом. Отже, тиск над задньою частиною тіла не може досягти таких високих значень, які розраховують для нев'язкого течії. Так як тиску попереду і ззаду більше не врівноважені, то відбувається опір тиску. Це і є опір сліду. Опір сліду і опір тертя разом називаються профільним опором, тому що вони визначаються місцевим поперечним перерізом (профілем) крила. Тому існує дві точки зору на класифікація лобового опору: одна - виникає лобове опір на основі тисків або сил тертя; інша - залежить воно від підйомної сили або профілю крила.

Важливим методичним моментом є вивчення явищ тертя, змащення і зносу в деталях конкретних машин безпосередньо при їх експлуатації.

Можливість реалізації рідинного тертя, або явище тертя при рідинному змащуванні, була встановлена і описана в 1883 р Н.П. Петровим, який створив основи гідродинамічної теорії мастила. Сучасна гідродинамічна теорія змащування, заснована на деяких спрощують передумови, дає керівні технічні матеріали, що дозволяють визначити несучу здатність масляного шару і його мінімальну товщину. Однак положення теорії відносяться до абсолютно жорстким, ідеально плоским сполучаються деталей, виготовлених та змонтованих дуже точно, що неможливо виконати в реальних умовах і тому потребує внесення відповідних коригувань.

Діаграма режимів тертя в підшипнику.

Діаграма Герси придатна також для аналізу явищ тертя в підп'ятниках і парах тертя зі зворотно-поступальним рухом. У цих парах, як випливає з діаграми, протягом одного ходу можливі різні режими тертя.

Автор майже не стосується методики дослідження явищ тертя, хоча останнім часом поряд з різноманітними модифікаціями класичного трибометр, похилій площині і машин тертя були запропоновані нові методи вивчення явищ тертя і мастила.

Поява активних плівок мастила абсолютно змінює фізику явищ тертя. Тертя відбувається як би між граничними мономолекулярними шарами, які мають властивість маслянистості.

Обмеження довжини капіляра пов'язані в основному з явищами тертя в ньому рідини.

Третя із зазначених точок зору більш повно пояснює явища тертя.

Вихідні теоретичні положення різних гіпотез і теорій, що пояснюють явище тертя і зносу, висунутих в різні періоди розвитку техніки, зводяться до механічного, молекулярному і молекулярно-механічного впливу між поверхнями, що труться.

Розглянемо основні поняття і закони, що лежать в основі явищ тертя і зносу. Тертям називається опір, що виникає при відносному переміщенні двох дотичних тіл в площині їх торкання. Сила опору, спрямована протилежно зсувних зусиль, називається силою тертя.

Іншим прикладом наявності сил тертя при уявній відсутності ковзання служить дуже поширене явище тертя кочення. Так як при коченні знос поверхонь і розсіювання енергії в тепло зазвичай у багато разів менше, ніж при ковзанні, техніка вже давно почала замінювати, де можливо, тертя ковзання тертям кочення, наприклад застосовуючи колеса замість полозів.

Дисперсійні характеристики зворотних хвиль (суцільні лінії. Пунктирні лінії відповідають прямим хвилях. Всі процеси в природі протікають з кінцевою швидкістю і супроводжуються явищами тертя або теплопровідності, тому вони незворотні. Іноді швидкі процеси можна розглядати наближено як квазірівноважні, якщо рівновага встигає встановитися не у всій системі, а в її малих елементах обсягу, і виробництвом ентропії можна знехтувати (напр. Дійсно, тоді, коли рухомі поверхні розділені безперервної плівкою мастила, явища тертя мають місце всередині плівки внаслідок напруг зсуву між молекулами мастила. Коли підшипник працює в умовах напіврідинних мастила під час пусків і зупинок, або внаслідок незадовільної подачі мастила, коефіцієнт тертя стає важливим параметром і доцільно зменшувати його щонайбільше. Деякі нові підшипникові матеріали мають настільки низькими коефіцієнтами тертя, що присутності мастила не потрібно.

Потім, через 200 років, в період інтенсивного розвитку техніки, явище тертя привернуло увагу багатьох вчених. Лейбніц (1646 - 1716 рр.), Ейлер (1748 г.), Кулон (1799), Ренні (1829 р), Морен ( 1831 - 1833 рр.), Пальшау (1885 г.), Грюмбель (1920 р) і багато інших.

Всі дійсні процеси, що протікають в природі і в техніці, супроводжуються явищами тертя або теплопровідності при кінцевій різниці температур і є незворотними. Однак багато незворотні процеси, з якими доводиться мати справу на практиці, порівняно мало відрізняються від оборотних. У практичних розрахунках перехід від оборотних процесів до дійсним здійснюється за допомогою емпіричних коефіцієнтів, які враховують відхилення дійсних процесів від ідеальних - оборотних.

При вивченні сил опору в машинах і механізмах неминуче доводиться зустрічатися з явищем тертя: рухомі частини машин відчувають опір руху і для підтримки його витрачається корисна потужність.

Випробування на тертя, що проводиться на зразках, зазвичай застосовується при вивченні самого явища тертя або в контрольних цілях. Для точного виявлення величини коефіцієнта тертя, що вводиться в розрахунки на тертя, випробування зазвичай проводяться в умовах, що відтворюють можливо точніше умови служби матеріалу деталі.

Випробування на тертя, що проводиться на зразках, зазвичай застосовується при вивченні самого явища тертя або в контрольних цілях.

Схема установки ІС-1с. Для розв'язання однієї з найважливіших завдань наукового дослідження в Трибоніка - встановлення механізму явищ тертя і зношування - необхідне залучення сучасних методів вивчення поверхневих і об'ємних взаємодій в складних системах тертя.

Важко, мабуть, назвати процес, який би не був пов'язаний з явищем тертя. Політ птаха, літака, переміщення корабля по воді, поїзди по рейках, автомашини по дорозі, ходіння людини по землі і багато інших процесів не тільки пов'язані з тертям, а й не могли б без нього існувати. Однак тертя має і негативні сторони. Ще зі шкільної лави всім відомо, що коефіцієнт корисної дії машини визначається втратами на тертя, і конструктор прагне до того, щоб у створюваній ним машині втрати на тертя були мінімальними.

Безсумнівно, що одна з найважливіших причин такого становища криється в об'єктивні труднощі вивчення явищ тертя, що вкорінені в його природі. Хоча зовнішнє тертя за своїм основним прояву і дії - явище чисто механічне, яке вкрай просто виявляти і вимірювати, в основі його лежать особливі молекулярні взаємодії, зосереджені в найтоншому поверхневому шарі твердих тіл і складним чином залежать від складу і будови цього шару.

Оскільки метою роботи є зносостійкі антифрикційні покриття, коротко розглянемо деякі закономірності, властиві явищу тертя, і методи, що застосовуються при його дослідженні.

В області механіки Леонардо да Вінчі вивчив рух падаючого тіла, рух тіла по похилій площині, явище тертя і ввів поняття моменту сили.

Наука давно прагнула вирішувати різні приватні задачі тертя з метою поширити це приватне рішення на все різноманіття явищ тертя.

Якщо достовірно встановлено, що тертя має двоїсту природу, то, здавалося б, немає необхідності класифікувати явище тертя з різних видів і типів, так як всі процеси повинні знаходити пояснення з позицій молекулярно-механічної теорії.

Однак найбільш перспективний для опор маховиків, що працюють в вакуумі, особливо глибокому, метод, заснований на явищі наднизького тертя. Справа в тому, що у цілого ряду матеріалів (і раніше застосовувалися для підшипників з твердим мастилом в вакуумі) при відповідному їх опроміненні, наприклад, ядрами гелію або просто потоком електронів, коефіцієнт тертя знижується практично до нуля.

У книзі викладені основні положення, поняття і визначення теорії різання металів; явища деформації зрізаного шару металу, явища тертя, теплоутворення і тепловідведення при різанні металів, чистота і точність обробки, ріжучі сплави, геометрія і знос ріжучого інструменту; механіка процесу різання.

Ранні рішення контактної задачі теорії пружності, в тому числі і рішення так званої задачі Герца, припускали відсутність явищ тертя на контактируемих поверхнях і, отже, використовувати їх для встановлення зв'язку між тертям на поверхні контакту і загальним опором коченню не представляється можливим.

Насправді справа йде інакше: ось на чому наголошує І. В. Крагельський: Ми маємо в своєму розпорядженні в даний час досить стрункими концепціями, що пояснюють явище тертя спокою, і навіть певною мірою вміємо управляти цими явищами. Як видно з наведеного, молекулярно-механічна теорія тертя застосовна тільки до окремого випадку і є, по суті, гіпотезою про терті спокою.