ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Качество поверхности деталей машин из "Трение, смазка и износ " Проведенное исследование [53] показывает, что в общем случае большая часть работы внешнего трения превращается в теплоту, меньшая идет на изменение внутренней энергии поверхностных слоев металла. При отсутствии заметных остаточных деформаций поверхностных слоев вся работа внешнего трения трансформируется в теплоту, т. е. [c.76] Было установлено, что от условий трения зависит не только суммарная величина работы, но и соотношение между основными ее составляющими — количеством поглощенной энергии и количеством выделившегося тепла, т. е. [c.77] Общая величина А и соотнощение АЕ и Q весьма существенно зависят от деформационных характеристик металла трущейся пары. Чем пластичнее металл, тем, при прочих равных условиях, меньше общая работа трения, относительное количество выделившейся теплоты и, соответственно, тем больше количество поглощенной энергии. При трении твердой закаленной стали количество выделившейся теплоты практически равно 100%. Поглощенная энергия не обнаруживается. [c.78] Нормальное давление существенно влияет на энергетический баланс внешнего трения. Увеличение давления вызывает увеличение общей работы, количества выделившегося тепла и количества поглощенной энергии. Влияние нормального давления имеет особенности при трении материалов с различными свойствами. При трении твердых материалов увеличение нормального давления вызывает пропорциональное линейное возрастание величины работы трения и количества выделившегося тепла. При трении мягких пластичных металлов наблюдается параболический характер изменения величины работы и количества выделившегося тепла. Количество поглощенной энергии изменяется по сложному закону. Увеличение давления оказывает большое влияние на энергетический баланс при трении мягких пластичных металлов. Существуют критические величины давления и соответствующей поглощенной энергии, при которых работа сопряжения переходит от нормального трения к схватыванию. В средах, содержащих поверхностно-активные вещества, влияние нормального давления выражено более резко. [c.78] Поверхностно-активные среды при трении пластичных металлов, как правило, увеличивают общую работу внешнего трения, количество выделившегося тепла и количество поглощенной энергии. Это объясняется эффектом пластифицирования поверхностного слоя металла. При трении твердых металлов наблюдается обратная картина величины Л и Q в поверхностно-активной среде уменьшаются. С ростом давления обнаруживается инверсия влияния поверхностно-активных веществ на энергетический баланс трения при переходе от мягких к твердым металлам. [c.78] При изучении влияния пути трения на энергетический баланс процесса был обнаружен ряд сложных зависимостей. С увеличением пути трения наблюдается общее уменьшение работы, количества выделившегося тепла и поглощенной энергии. Это обстоятельство связано с приработкой сопряжения. Обнаружена периодичность в изменении поглощенной энергии. Последнее обстоятельство объясняется периодичностью процесса формирования и разрушения вторичных окисных структур в процессе трения [41, 88]. [c.78] Анализ состояния и структуры поверхностных слоев металла в процессе трения и износа 41 ] позволяет прийти к заключению, что и другие недопустимые виды износа — усталостный износ (питтинг), фреттинг-процесс, механическое диспергирование — также имеют непосредственную связь с увеличением поглощенной энергии. [c.79] Оптимальное количество относительной поглощенной энергии при трении может быть достигнуто при соответствующем выборе материала трущейся пары, допустимых нагрузок и рабочих смазочных сред. В этих условиях будут образовываться защитные структуры, обеспечивающие минимальные величины износа и отсутствие повреждаемости поверхностей. При этом силы и коэффициенты трения [53] остаются постоянными. [c.79] Чрезвычайно большое значение для проп.ессов трения и износа имеет количество выделяемой теплоты. Теплота, образующаяся на поверхности трения, может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние. Положительное влияние теплоты трения связано с облегчением образования вторичных защитных структур на поверхности контакта, улучшением действия смазки и устранением патологических явлений (схватывания I рода). Отрицательное влияние связано с десорбцией и разрушением смазочных пленок, понижением механических свойств металла, развитием нежелательных диффузионных явлений, что вызывает увеличение скорости износа и вероятность перехода к аварийным состояниям поверхностей трения [41 ]. [c.79] Сопротивление всякого физического тела действию внешних сил сопровождается его деформацией. [c.79] Полученные результаты позволяют построить макроскопическую картину напряженно-деформируемого состояния, раскрыть тонкие механизмы и специфику пластической деформации при внешнем трении и построить дислокационные модели строения поверхностных слоев трущихся тел. [c.81] Важным результатом является выявление неизбежности процесса текстурирования при нормальных условиях трения [51]. Принципиальное значение имеет разработка общей дислокационно-ва-кансионной модели окисления (для нормальных условий) и схватывания при взаимодействии сопряженных металлов [50]. [c.81] На рис. 42, а представлены фотографии кристалла ЫаС1 с полосами двойного лучепреломления, полученные при статическом нагружении ползуна и при движении его по поверхности. [c.82] Установлено, что напряженно-деформируемое состояние при статическом контакте и трении движения резко различается. Показано, что деформация при внещнем трении происходит путем растяжения и сжатия и выявлены ее особенности в зоне непосредственного контакта и в зонах влияния 151 ]. [c.82] Для изучения тонких механизмов пластической деформации, оказывающих рещающее влияние на протекание внещнего трения, были исследованы изменения дислокационной структуры. [c.83] Методом ямок травления был выявлен процесс текстурирования при трении [46], изучен механизм образования текстуры при однократном проходе индентора по поверхности монокристаллов кремния и ниобия (рис. 44). Методом прямого наблюдения дислокационной структуры было показано, что при скольжении индентора в поверхностных слоях стали 1Х18Н9Т достигается высокая плотность дислокаций с образованием полос скольжения в виде пакетов. Отчетливо наблюдается ориентировка пакетов в направлении, перпендикулярном к действию тангенциальных сил (рис. 45) [54]. В некоторых случаях полосы скольжения не строго перпендикулярны к этому направлению и распределяются по другим энергетически выгодным направлениям в зависимости от структурных особенностей материала (рис. 46) [54]. Отмечено, что дислокационная структура при статическом сжатии и трении движения различна (рис. 47) [54]. [c.83] Физическое взаимодействие поверхностей при внешнем трении обусловлено явлениями адгезии и диффузии. [c.83] Адгезия — возникновение связей между поверхностями двух разнородных (твердых или жидких) тел, приведенных в соприкосновение. Частным случаем адгезии является когезия, когда соприкасающиеся тела одинаковы. В основе адгезионного взаимодействия лежат Ван дер Ваальсовы связи. Адгезия измеряется силой или работой отрыва на единицу площади контакта. [c.83] Рассматривают статическое прилипание — сопротивление началу отрыва и кинетическое — сопротивление отрыву на разных стадиях процесса увеличения зазора между обоими телами, зависящие от скорости процесса отрыва 16]. [c.83] Следует также рассматривать сухое, жидкостное и граничное прилипание. Силы прилипания отличаются формально от сил трения только тем, что представляют собой сопротивление взаимному перемещению двух соприкасающихся тел в направлении, нормальном к поверхности контакта, в то время как силы трения оказывают сопротивление тангенциальному перемещению, т. е. скольжению. Существенное различие между явлениями кинетического трения и прилипания заключается в том, что в первом случае возможно стационарное состояние, соответствующее движению с постояннным зазором. [c.83] Вернуться к основной статье