Связь явлений трения и износа

СВЯЗЬ ЯВЛЕНИЙ ТРЕНИЯ И ИЗНОСА [c.157]

По-видимому, все случаи разрушения полимерных тел при механических воздействиях в той или иной степени связаны с развитием в этих телах механохимических реакций. Как было показано выше, это безусловно наблюдается при разрушении эластичных полимерных тел при многократных механических воздействиях. Вряд ли можно сомневаться, что в основе явлений механического износа эластичных полимерных материалов, работающих в условиях трения, также лежат механохимические явления. [c.324]

Между явлениями трения и износа существует непосредственная связь. Она усматривается уже из определения энергетического критерия износа и роли площади фактического контакта в удельной интенсивности износа. Площадь фактического контакта может быть выражена в широком интервале давлений экспоненциальной зависимостью Бартенева—Лаврентьева [5]. Тогда выражение для интенсивности износа [c.157]

Смазывающие свойства топлив и их компонентов. Противоизносные свойства реактивных топлив впервые были исследованы в Советском Союзе в связи с плохими смазывающими свойствами топлива широкого фракционного состава (Т-2), включающего бензино-лигроино-вые фракции. Ограничения на применение этого топлива в пользу более вязкого типа керосина не сняло эксплуатационных затруднений, так как очищенные топлива, в том числе наиболее перспективное, полученное гидроочисткой из сернистых нефтей, также имеют невысокие смазывающие свойства [4—7, 14—17]. Исследования по противоизносным свойствам реактивных топлив за рубежом ставили целью улучшение смазывающих свойств топлив как гидроочистки, так и широкого фракционного состава ЛР-4 [17—20]. В результате этих исследований установлено, что износ узлов и деталей топливоподающей аппаратуры происходит вследствие трения, абразивного воздействия топливной среды и явлений кавитации [14]. Он может быть настолько значительным, что нарушаются регулировочные параметры, уменьшаются производительность насоса и срок его службы [14]. Износ можно снизить, в частности, регулированием состава и свойств перекачиваемого топлива. При этом необходимо учитывать его смазывающие свойства (вязкость, наличие поверхностно-активных веществ), коррозионное воздействие и наличие или возможность образования твердых абразивных веществ (механических загрязнений, продуктов коррозии, осадков термического происхождения). [c.162]

В основе действия клеев и покрытий лежит явление адгезии — возникновение молекулярной связи между поверхностями двух соприкасающихся разнородных твердых и жидких тел. Это явление играет большую роль в прочности сцепления при паянии, лужении, в лакокрасочных и гальванических покрытиях, а также в трении и износе соприкасающихся поверхностей деталей машин, прилипании почвы к гусеницам тракторов, колесам и т, д. [c.257]

Рассмотрим роль смазки в явлениях, связанных с трением. При нанесении тонкого слоя смазки между двумя твердыми телами наблюдается резкое уменьшение величины коэффициента трения ц, плавность хода при перемещении трущихся тел и значительное уменьшение их износа. Необходимость технологической разработки столь важной для практики задачи — получения смазок— побудила исследователей к выяснению механизма смазывающего действия. Смазывающую способность веществ (названную в практике маслянистостью ) долгое время не удавалось связать ни с одним из известных физических или химических параметров смазочного материала (с плотностью, вязкостью и др.). Лишь с развитием учения о поверхностных явлениях появилась возможность установить, что материальным носителем этого свойства являются ориентированные слои, образующиеся у поверхности твердого тела. [c.113]

Таким образом, эффективность смазочного действия зависит от многих физических, физико-химических и химических явлений и обусловливается процессами адсорбции и хемосорбции на поверхностях твердого тела и их модифицированием. Прочность и деформируемость поверхностных слоев металла оказывает существенное влияние на трение и износ, и в связи с этим не всегда максимальное снижение коэффициента трения влечет за собой и минимальный износ поверхности. [c.306]

В большинстве случаев процессы трения, и смазки сопровождаются химическими превращениями. Например, при сухом трении в присутствии воздуха происходит окисление механически активных поверхностей (окисление трением, по Финку и Гофману). Химические воздействия определяют поэтому решающим образом износ подшипников. Широко известно явление крекинга и окисления смазки между скользящими поверхностями (в подшипниках и редукторах). Эти превращения могут ослаблять или усиливать действие смазки. В первом случае может происходить реакция с металлом подшипника с образованием стабильного промежуточного слоя с высокой механической прочностью, который гарантирует хорошее прилипание смазки. Таким путем химические связи главных валентностей обусловливают хорошее сцепление граничной смазки со скользящей подложкой. В другом случае возникают нестабильные продукты реакции, которые способствуют коррозии. [c.462]

Механизм износа протектора подробно изучен (см, гл. 6). Износ протектора возникает при проскальзываниях в зоне контакта при несвободном качении колеса. Свободным называется такое качение, при котором направление движения расположено в плоскости колеса и окружная скорость равна скорости движения [332]. При воздействии на колесо внешних сил (боковых, тормозных и др.) его движение оказывается несвободным. В зоне контакта появляются области проскальзывания шашек относительно опорной поверхности, и эти проскальзывания являются основной причиной износа протектора. В первом приближении можно принять, что износ за пройденный путь прямо пропорционален работе сил трения, выполненной на этом пути в зонах проскальзывания [332]. Колесо автомобиля. в процессе езды подвергается воздействию различных сил, из которых наибольшее влияние на износ протектора оказывают тягово-тормозные (окружные) и боковые силы. Вклад окружных и боковых воздействий в истирание протектора зависит от условий езды и от положения колеса на автомобиле, а именно находится ли оно на передней или па задней оси. Многочисленные эксперименты [326] показали, что решающий вклад в износ протектора нри обычной езде на автомобиле вносят боковые воздействия на колесо. В связи с этим большое количество работ посвящено изучению бокового увода шины. С другой стороны, явление бокового увода интересует исследователя с точки зрения устойчивости и управляемости автомобиля. Этот вопрос подробно рассмотрен в книге Литвинова [340, с. 32]. В настоящей главе дан обзор только теоретических работ и одновременно классифицированы различные математические модели для исследования явления бокового увода. [c.144]

Истирание резин и полимеров представляет собой сложное явление, зависящее от комбинации механических, механохимических и термохимических процессов. Для изучения механизма этого сложного явления прежде всего необходимо выделить и исследовать более простые закономерности и затем создать общую картину явления износа [1]. Все больше внимания уделяется причинам износа, способам его измерения, факторам, влияющим на его интенсивность, и приемам ее уменьшения. Как следует из молекулярно-кинетических теорий адгезии, рассмотренных в гл. 8, механизм образования связей, их деформация и разрыв представляют собой диссипативный и, следовательно, необратимый процесс. Адгезия в свою очередь вызывает некоторое физическое разрушение поверхностей при трении. Это относится в полной мере к трению эластомеров по жесткому грубому контртелу. Однако имеются разные точки зрения относительно трения по гладкому контртелу [2]. Не следует считать, что истирание происходит только на грубых поверхностях, так как трение возникает как на грубых, так и на гладких поверхностях. Советские исследователи [1] показали, что при трении по гладким поверхностям возникает новый механизм истирания — посредством скатывания. Очень трудно определить истирание резины в условиях скольжения с малыми скоростями по гладкой поверхности. Однако можно предположить, что истирание сопровождает адгезию во всех случаях и на практике следует выбирать оптимальные условия для обеспечения максимальной адгезии и минимального износа. [c.224]

Интересные результаты [26] были получены при испытании на машине трения смазочных свойств покрытий, приготовленных на основе смесей дисульфида молибдена и н-бутанола, а также дисперсий дисульфида молибдена, смолы и н-бутанола. Определяли износ дву.х скрещенных под прямым углом цилиндров 3 малоуглеродистой стали и измеряли коэффициент трения и износостойкость. При повышении температуры с 20 до 70 °С в сухом кислороде или азоте коэффициент трения увеличивался примерно в два раза. С повышением температуры износостойкость возрастала, что не наблюдалось при исследовании покрытий, полученных для аналогичных дисперсий графита. Эти результаты представляют интерес в связи с упоминавшимися выше данными о том, что коэффициент трения дисульфида молибдена с повышением влажности увеличивается. Такое явление можно объяснить как чисто температурный эффект фрикционный нагрев увеличивается, а влажность самого покрытия уменьшается. Существенное значение может иметь и то, что дисульфид молибдена связан смолой. [c.104]

Гидродинамическая теория полужидкостного трения, о которой уже упоминалось [1, 2], позволяет связать многие явления, сопутствующие такому трению и имеющие большое практическое значение (износ, коэффициент полезного действия, качество поверхности трущихся деталей, устойчивость движения и т. п.), с условиями работы машины (нагрузка, скорость, вязкость промежуточной среды и т. п.). [c.198]

В последние годы работами Г. В. Виноградова с сотр. [34] было показано, что явления, аналогичные процессам схватывания первого и второго рода (согласно классификации Б. И. Костецкого), имеют место не только при сухом трении, но и при трении в присутствии смазочных сред. Эти явления были обнаружены при исследовании тяжелых режимов граничного трения стали по стали при изменении скоростей скольжения в пределах девяти десятичных порядков (от I м сек и ниже) и получили название процессов соответственно холодного и горячего заедания. Оба эти процесса характеризуются существенным повышением коэффициентов трения. Процесс горячего заедания возникает при средних и высоких скоростях скольжения и сопровождается резким возрастанием температуры поверхностей трения и интенсивным их изнашиванием. Возникающее при низких и сверхнизких скоростях (0,001 см/сек и ниже) холодное заедание не сопровождается сколько-нибудь заметным увеличением температуры в зоне трения. Оно характеризуется относительно медленным нарастанием силы трения и в отличие от износа схватыванием первого рода при сухом трении не- связано со значительным увеличением интенсивности изнашивания. [c.29]

Анализ экспериментальных данных изучения износостойкости полимеров, находящихся в высокоэластическом (резины) и стеклообразном (пластмассы) состояниях, свидетельствует о том, что-износ — явление сложное, отражающее комплекс процессов, протекающих как в граничных слоях полимера, так и на поверхности трения. Между износом и внеи1ним трением полимеров существует прямая связь. Чаще всего износ полимерных материалов обусловлен их усталостным разрушением в результате многократной деформации полимера в пятнах фактического контакта. Усталостный износ более характерен для полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии. Другой вид износа связан с процессом резания системой, имеющей острые выступы поверхности полимера. Этот так называемый абразивный износ более характерен для твердых полимерных материалов (различных пластмасс). Если усталостный износ можно рассматривать как многоактный процесс, то абразивный износ является процессом одноактным. При трении полимеров по гладким поверхностям обычно имеет место усталостный износ, а при трении по шероховатым поверхностям — абразивный износ. [c.382]

Поскольку истирание связано с локальными перенапряжениями в поверхностном слое резины (вследствие фрикционного взаимодействия с другой поверхностью) и сопровождается выделением тепла, то, очевидно, фрикционные характеристики вулканизата в значительной степени определяют процесс истираш.я. В общем, силы тренья для резины зависят от температуры, скорости, нагрузки, и, конечно, от молекулярной структуры эластомера и состава резиновой смеси. Вопрос о том, каким образом сложные фрикционные свойства резины влияют на процесс истирания, до сих пор детально не исследован, однако некоторые наиболее очевидные связи между явлениями трения и износа представляют интерес. [c.61]

Сама множественность теории изнашивания указывает на то, что проблема еще недостаточно изучена и пока не удовлетворяет требованиям практики. Можно согласиться с мнением Г. М. Замо-руева, что теория изнашивания должна устанавливать в первую очередь природу явлений, приводящих к износу (т. е. к изменению размеров и формы трущихся тел в результате действия сил трения), а также давать возможность найти количественную связь между внешними факторами трения, природой трущихся тел и величинами износа. [c.6]

Физико-химическая механика твердых тел и ДС, изучающая влияние внеш. сред иа закономерности дефор.миро-вания и разрушения твердых тел, образование дисперсных структур и нх мех. св-ва, механохим. эффекты и на этой основе разрабатывающая пути управления мех. св-вами материалов, облегчения их обработки, управления контактными явлениями при трении и износе. Облегчение деформирования, разрушения и измельчения твердых тел в материалов в присут. среды связано с проявлением эффекта Ребиндера-адсорбц. влияния среды на мех. св-ва в-ва. В основе изучения структурообразования в дисперсных системах лежат реологич. исследоваиия, в частности визкози-метрия, и непосредств. определения сил взаимод. между частицами при образовании коагуляционных и конденса-ционно-кристаллизац. структур. [c.434]

В процессе прессования частицы порошка вступают во взаимодействие как между собою, так и с рабочими частями пресс-инструмента. Давление на рабочие части пресс-формы и характер его распределения — следствие сложных явлений, происходящих внутри прессуемого порошка. Из-за потерь на межчастичное и внешнее трение на боковые стенки матрицы во время прессования порошковых материалов передается давление значительно меньшее, чем осевое давление. Давление, передаваемое на стенки матрицы, называется боковым давлением Рбок- Не зная величины бокового давления невозможно произвести расчет на прочность деталей пресс-инструмента, определить потери иа трение и параметры износа, поэтому вопрос о коэффициенте бокового давления является одним из важнейших в теории и практике прессования порошковых материалов. Связь между осевым давлением прессоваиия и боковым давлением были предметом исследования многих ученых. [c.160]

При испытании масла ДС-11 с олеиновой кислотой перенос металла от Схватывания резко снизился, но износ подшипника был больше, чем без добавки. Это явление можно объяснить химическим износом при трении, непрерывным образованием на поверхности трения и удалением с нее хемосорбирован-ного слоя мыла олеиновой кислоты. Интенсивное удаление мыла связано, по-видимому, с тем, что температура опыта выше температуры плавления олеата свинца. Интересно отметить, что при наличии антифрикционного слоя мыла на поверхности металла момент трения не уменьшается, что, по-видимому, связано с высокой пластичностью самрго подшипникового сплава (баббит БК-2). Аналогичные испытания были проведены на цинковом сплаве ЦАМ9-1,5 (1,5% Си, 9% А1 твердость НВ = 107). В этом случае при введении олеиновой [c.350]

Как трение, так и износ. металлических поверхностей сопровождаются. многи.ми физическими явлениями и в металле, и в самой с.мазке. По современным представлениям смазочная способность смазок является сложной функцией их состава, структуры и физико-химических свойств. Пространственная коагуляционная структура смазок со специфическими объемно-механическими свойствами, а также присутствие в них разнообразных поверхностно-активных веществ дало основание считать, что их смазочные свойства связаны с объемным, адсорбционным и хемосор бционным действиями [21, с. 20]. [c.60]

Три основных фактора интенсифицируют окисление масла в двигателях омывание высокотемпературным газовым потоком тонких масляных пленок на поверхностях ЦПГ, контакт микрошероховатостей поверхностей трения (контактное окисление) и большая поверхность масляного тумана в картере. Контактное окисление сопровождается адсорбцией продуктов окисления на частице, снятой с микрошероховатости, т. е. на продукте износа. Механизм этого явления заключается в следующем. Местное мгновенное повышение температуры вызывает окисление прилегающего микрообъема масла, вязкость которого вследствие термического эффекта резко снижается. Вследствие этого продукты местного окисления не могут отдалиться от точечного контакта с микрошероховатостями. В то же время при этом процессе создаются условия, которые способствуют повышению адсорбционной активности частицы — продукта износа. Это связано с искажением кристаллической решетки металлической частицы, и, следовательно, с термодинамически неустойчивым ее состоянием. Продукты окисления, непредельные углеводороды и продукты полимеризации обладают высокой адсорбционной активностью. В результате они покрываются пленкой, состоящей из продуктов окисления масла. То же будет наблюдаться, если между шероховатостями поверхностей появится чужеродная (например, кремниевая) частица или продукт износа более твердой пары трения. Произойдет царапанье или пропахивание поверхности трения абразивом, сопровождающееся ее искажением или образованием нового продукта износа. Посторонняя частица будет покрываться слоем адсорбированных на ней полярноактивных углеводородов. [c.106]

Рассмотрим физические аспекты явления стабилизации. И в старых маслах, не имеющих присадок, и в современных маслах с комплексом присадок, работающих в высокофорсированных двигателях, наблюдается одна и та же особенность — после отделения из масла механических примесей его противоизносные свойства заметно ухудшаются (см. гл. V). Это достаточно хорошо проверенное и подтвержденное многими авторами явление связано с образованием продуктами окисления масла, адсорбированными на взвешенных частицах — механических примесях, своеобразной коллоидной защитной пленки, которая препятствует непосредственному контакту абразивных частиц с поверхностями трения. В начальный период в двигателе, когда еще не накопились механические примеси, обладающие проти-воизносным действием, наблюдается значительный съем металла с поверхностей трения, сопровождающийся локальными температурными вспышками и контактным окислением на этих поверхностях масла. В результате в масле появляются продукты износа, асфальто-смолистые и другие продукты его окисления, которые адсорбируются на этих механических примесях, а также находятся в виде отдельных сгустков. Вследствие появления этих компонентов скорость изнашивания начинает уменьшаться и, следовательно, интенсивность воздействия высокотемпературных вспышек на поверхностях контактов снижается. Процесс постепенно стабилизируется. Вообще явление стабилизации не следует понимать как прекращение процессов изнашивания или образования в масле продуктов его старения. Эти процессы продолжают протекать, но скорость их протекания становится весьма незначительной поэтому любая кривая изменения показателей состояния масла не параллельна оси абсцисс по времени. [c.109]

Механохимические явления широко распространены в природе. Есть основания полагать, что с ними связаны процессы образования нефти и многих осадочных пород, а также некоторые биологические явления [265]. Меха-яохимические явления имеют большое значение для проб-немы прочности твердых тел, трения и износа, катализа, адсорбции и других областей науки и техники. [c.297]