Внешнее трение - Взаимодействие твердых тел

Таким образом, коэффициент внешнего трения между взаимодействующими твердыми телами с увеличением нормальной нагрузки будет уменьшаться. Следует сравнить изменение коэффициентов трения в зависимости от Рс при ненасыщенном, насыщенном контактах и в случае, когда процесс взаимодействия твердых тел осуществляется прн взаимном влиянии контактирующих микронеровностей друг на друга. Так как отмеченные коэффициенты трения реализуются лри различных контурных [c.191]

Сложность процессов, происходящих при контактных взаимодействиях твердых тел в условиях внешнего трения н приводящих к разрушению поверхностей трения, обусловила многочисленные методики для оценки свойств материалов узлов трения. Это привело к созданию обширного класса испытательных машин и стендов. [c.190]

Сложность процессов, протекающих в зоне контакта, обусловила возникновение различных теорий внешнего трения. Наиболее полно силовое взаимодействие твердых тел объясняет молекулярно-механическая (адгезионно-деформационная) теория трения, которая исходит из дискретности контакта трущихся поверхностей. Из-за шероховатостей соприкосновение поверхностей возникает в отдельных пятнах касания, образующихся от взаимного внедрения микронеровностей или их пластического смятия. Взаимодействие скользящих поверхностей в этих пятнах согласно теории имеет двойственную природу — деформационную и адгезионную. Деформационное взаимодействие обусловлено многократным деформированием микрообъемов поверхностного слоя внедрившимися неровностями. Сопротивление этому деформированию называют деформационной составляющей силы трения д. Адгезионное взаимодействие связано с образованием на участках контакта адгезионных мостиков сварки. Сопротивление срезу этих мостиков и формирование новых определяет адгезионную составляющую силы трения Таким образом, сила трения так же, как и другая важная фрикционная характеристика — коэффициент трения /, по определению равный отношению силы трения F к нормальной нагрузке N f = F/N, определяются как сумма двух составляющих [c.328]

Гидромеханические системы. Преобразования параметров в этих системах основаны на взаимодействии твердых тел с жидкостями или газами. Жидкости и газы определяются как упругие тела только в отношении изменения объема и не выдерживающие статических касательных усилий. При отсутствии внешних сил жидкость занимает определенный объем, в то время как объем газа увеличивается беспредельно. Изменениям формы, не связанным с изменением объема, соответствует элементарная деформация сдвига. При быстрых деформациях сдвига в жидкости и газе могут возникать заметные силы однако эти силы зависят не от величины деформации, а от скорости ее изменения. И если скорость деформации стремится к нулю, то и силы стремятся к нулю, поэтому их следует рассматривать не как упругие силы, а как силы трения. Такие силы внутреннего трения называют силами вязкости и рассматривают только при быстрых движениях, когда сдвиги в жидкости или газе происходят достаточно быстро. [c.105]

ОСНОВЫ КОНТАКТНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ТВЕРДЫХ ТЕЛ ПРИ ВНЕШНЕМ ТРЕНИИ [c.6]

КОНТАКТНЫЕ взаимодействия твердых тел при внешнем трении [c.12]

Силовое взаимодействие твердых тел оценивается по значению коэффициента внешнего трения. Поделив силу треиия на нормальную нагрузку, определяемую по формуле (26), и учитывая формулу (28), получим выражение для вычисления коэффициента внешнего трения, в котором учтены наиболее важные характеристики узла трения (режим работы, параметры то и р, механические свойства менее жесткого. материала трущейся пары 1, Е, контурные давления Рс, возникающие при нагружении, шероховатость поверхности более жесткого элемента трущейся пары Д, параметры Ь я х). Для наиболее распространенных видов механической обработки [c.30]

Таким образом, считали, что для создания износостойкого узла необходимо обеспечить взаимодействие твердых тел в зоне упругого контакта. Приведенный анализ показывает, что этого недостаточно. Даже при нормальных напряжениях, соответствующих упругим деформациям, значение износа может быть большим вследствие пластического течения поверхностных слоев за движущейся микронеровностью. Следовательно, необходимым и достаточным условиями уменьшения износа является наличие упругих деформаций в зонах касания и небольшие коэффициенты трения. Для снижения межмолекулярных взаимодействий твердых тел при внешнем трении применяют различные смазочные материалы. Однако при применении смазочных материалов существенно изменяется механизм изнашивания поверхностных слоев твердых тел. [c.42]

В подшипниках скольжения, вкладыши которых достаточно массивны и изготовлены из мягких пластмасс (фторопласта или материалов на его основе) НЛП мягких антифрикционных сплавов типа баббитов, взаимодействие вала с вкладышем может осуществляться в условиях пластического насыщенного контакта. Этот вид взаимодействия твердых тел при внешнем трении наблюдается в зоне контурных давлений, превышающих значения, определяемые по (42) гл. 1. Пластический насыщенный контакт в подшипниках скольжения с мягкими вкладышами будет иметь место, как следует из (42) гл. 1, к также из (6) —(8) и (28), прн нагрузках на вал [c.167]

Рассмотренные выше теории внешнего трения, отдающие предпочтение тому или иному явлению, вряд ли могут претендовать на роль всеобъемлющей, построенной на современных достижениях физики, химии и механики, теории. Наука о внешнем трении — пограничная область знаний ряда наук, в их числе физики, химии и механики, и поэтому попытки решить основные задачи теории трения в рамках отдельных областей знаний безусловно не отвечают требованиям сегодняшнего дня. Р1. В. Крагельский в обзорном докладе на упомянутой выше конференции в Киеве указал, что анализ этапов развития науки о взаимодействии твердых тел при трении показывает, что теоретические объяснения, раскрывающие существо протекающих при трении процессов, существенно изменяются [26]. [c.10]

Среди ученых отсутствует единое мнение о сущности граничного трения. А. С. Ахматов под граничным трением понимает трение, при котором твердые тела отделены друг от друга тончайшим слоем смазки, находящимся под воздействием молекулярных сил металла. Другие ученые считают, что граничное трение является промежуточным между сухим и жидкостным трением, оно происходит при наличии разделяющего тонкого слоя смазки поверхности твердых тел, которые, в свою очередь, оказывают влияние на смазку. Б. И. Костецкий [22] и др. под граничным трением понимают трение слоев вторичных структур, возникающих при физическом и химическом взаимодействии пластически деформируемого металла со средой. Очевидно, что последнее определение граничного трения более правильно отражает сущность явления, если под средой подразумевается в какой-то мере совокупность внешней среды, масляной, окисной и твердой пленок на поверхностях трущихся тел. [c.7]

Коэффициент внешнего трения в данном случае в зависимости от сближения между поверхностями взаимодействующих твердых тел [c.98]

Таким образом, как следует из основных положений молекулярно-механической теории внешнего трения, на выполнение условий внешнего трения существенное влияние оказывает физико-химическое состояние поверхностей взаимодействующих твердых тел, механические свойства менее жесткого из взаимодействующих тел и шероховатость поверхности более жесткого твердого тела [11, 13]. [c.103]

Частным и широко распространенным случаем взаимодействия твердых тел является трение качения в узлах трения машин, работающих в тяжелых внешних условиях. К ним относятся ходовые части железнодорожного, городского и промышленного подвижного состава и рельсов, автомобилей и дороги, опоры в прокатных станах и грузоподъемных машинах с направляющими и т.п. Это чаще всего средние, крупные и очень крупные детали, работающие при разных скоростях вращения в условиях очень напряженного контакта. В зависимости от условий эксплуатации машин у поверхностей трения могут значительно измениться механические и фрикционные свойства. [c.131]

На процессы контактного взаимодействия при трении существенное влияние оказывают адгезионные связи. Внешнее проявление адгезионного взаимодействия может быть классифицировано от чисто физического до чисто химического. Учет адгезионных явлений в зоне фрикционного металлополимерного контакта с привлечением флуктуационной электромагнитной теории молекулярного взаимодействия твердых тел позволил разработать метод регу- [c.355]

Внешнее трение - Взаимодействие твердых тел с высоким модулем упругости 90, 101 - 103 - Теория И.В. Крагельского 90, Представление о механизме трения 91 [c.573]

Процессы трения рассматривают на моделях, позволяющих оценить молекулярное взаимодействие материалов контактирующих тел с учетом влияния внешней среды (оксиды, пленка, смазка). Первоначально разработанные теории механического сцепления, молекулярного притяжения, сваривания, среза и пропахивания получили значительное развитие в молекулярно-механической теории трения, нашедшей наиболее широкое распространение. Согласно этой теории процесс трения происходит не только на границе раздела твердых тел, но и в некотором объеме поверхностных слоев, физико-механические свойства которых отличаются от свойств материалов в объеме тел. Это связано с деформированием поверхностных слоев, с изменением температуры, с образованием слоев адсорбированных паров влаги или газов, с образованием пленок оксидов, атомов или молекул окружающей среды и т. п. [c.228]

Внешнее трение твердых тел сопровождается деформированием и разрушением выступов микронеровностей соприкасающихся поверхностей с отделением частиц их материала. При этом происходит необратимое изменение формы, размеров и свойств трущихся поверхностей, т. е. их износ. При трении весьма гладких поверхностей с малым давлением на них величина сил трения зависит главным образом от сил молекулярного взаимодействия, при этом нагрев и износ поверхностей почти отсутствуют. [c.77]

Адгезионно-деформационная или молекулярно-механическая теория трения твердых тел (внешнего трения) дает представление о природе износа, главных действующих факторах, и показывает возможность описания основных закономерностей трения. Согласно этой теории процесс трения сопровождается комплексом явлений взаимодействием контактирующих поверхностей, физико-химическим изменением поверхностных слоев трущихся пар, разрушением (износом) поверхностей. В связи с существенной дискретностью фрикционного контакта, различием температурного и напряженного состояния в отдельных точках контакта, [c.160]

В сопротивлении материалов рассматриваются 1) материалы твердых тел (например, сталь, сплавы, бетон) и их механические свойства 2) тела различной формы и различного назначения, такие, как стержень, балка, пластинка, оболочка и другие, встречаюш.иеся в конструкциях и сооружениях (например, в металлических мостах, гидростанциях, корпусах кораблей, самолетов, ракет, двигателях, приборах и т. п.), прутки, полосы и пластины, находяш.иеся в процессах прокатки, штамповки и прессования, и т. п. 3) внешние силы действующие на тела, и механические связи, наложенные на эти тела, как, например, сила тяжести, аэрогидродинамические силы давления газа и жидкости, силы внешнего трения и давления, контактные силы, возникающие при взаимодействии тела с другими телами, центробежные и другие инерционные силы, динамически возбуждающие силы от работы двигателей и машин и др. 4) иные внешние воздействиях температура, химически активные среды, облучение и т. п. [c.7]

Трение является одним из проявлений контактного взаимодействия тел. Трение различают двух видов внешнее и внутреннее. Силы внешнего трения возникают на поверхности контакта двух тел приложены они к телам в соответствии с третьим законом Ньютона и направлены по касательной к поверхности контакта. Внутреннее трение — это тангенциальное взаимодействие между слоями одного и того же тела. Из всего многообразия внешнего трения мы рассмотрим лишь так называемое сухое трение, т. е. такое трение, которое наблюдается между сухими поверхностями твердых тел, когда одно твердое тело перемещается по поверхности другого. Из многообразия случаев внутреннего трения рассмотрим лишь жидкое трение, возникаю-ш,ее при относительном движении твердого тела в л идкости или газе. [c.82]

Во фрикционных передачах и вариаторах для передачи движения ис-пользуются силы внешнего трения, проявляющиеся между ведущим и ведо.мым элементами. Как известно, силы внешнего трения между взаимодействующими твердыми телами существенно зависят от геометрической конфигурации этих тел. Поэтому ниже рассмотрим наиболее распространенные конструкции фрикци- [c.231]

Во-первых, в геометрии взаимодействия трущихся поверхностей. При внешнем трении соприкосновение двух твердых тел происходит в отдельных точках, контакт всегда дискретен и площадь, на которой возникает внешнее трение, зависит от приложенной нагрузки, входящей в явном или неявном виде в расчетные уравнения. При внутреннем трении поверхность касания непрерывна и не зависит от нагрузки. Во-вторых, внутреннее трение характеризуется ламинарным перемещением материала в направлении вектора относительной скорости. При внешнем трении материал перемещается в направлении, перпендикулярном к вектору относительной скорости. В третьих, при внешнем трении возникновение и разрушение связей должно локализироваться в тонком поверхностном слое, при внутреннем трении деформативная зона охватывает весь объем. Таким образом, необходимым условием для внешнего трения является наличие положительного градиента механических свойств каждого из трущихся тел по глубине. Для внутреннего трения, наоборот, необходимо наличие отрицательного градиента механических свойств. [c.12]

При определении коэффициента внешнего трения необходимо исходить из напряженного состояния в зонах фактического касания. В общем случае вследствие распределения вершин микронеровностей по высоте микроиеров-ности в зависимости от глубины внедрения могут деформировать материал поверхности менее жесткого тела упруго, упругоиластнчески или пластически. Границы между каждым из Ердов деформирования определяют, решая соответствующие контактные задачи теорий упругости и пластичности. Однако в ряде случаев (например, при трении резин, а также металлов при небольших контурных давлениях) в зонах касания возникают упругие деформации. Как показывает анализ, при внедрениях, соответствующих пластическим деформациям, в зонах касания поверхностей с наиболее распространенными Б инженерной практике параметрами шероховатостей основные силовые взаимодействия приходятся ia микронеровности, деформирующие материал поверхностного слоя менее жесткого тела пластически. Поэтому в настоящее время принято оценивать взаимодействие твердых тел при упругих и пластических деформациях в зонах касания. Теория взаимодействия твердых тел ири упругопластических деформациях пока ещё не разработана. [c.192]

Процесс внешнего трения представляет собой сложную совокупность механических, физических и физико-химических явлений. Основные факторы, влияющие на трение и износ фрикционных пар, условно разделяют на три группы технологические (структура, химические, физические и механические свойства) конструктивные (схема контакта, макро- и микрогеометрия поверхностей трения, геометрический фактор Ква конструкция рабочих поверхностей, способ подвода смазки) эксплуатационные (удельная работа трения, относительная скорость скольжения, удельная нагрузка, температурный режим, смазка и ее свойства). В процессе трения под влиянием указанных факторов формируются поверхностные слои твердых тел, 6б усЖ0Нливаюш ие механизм трения и износа и отличающиеся специфическим структурным состоянием. Образующиеся в процессе трения поверхностные слои твердых тел характеризуются повышенной свободной энергией, физической и химической активностью, а также иными механическими свойствами, чем более глубоко лежащие слои, не участвующие в процессе контактирования. Поверхностные слои определяют механизм контактного взаимодействия и уровень разрушения при трении. [c.26]

Адсорбционно - коррозионно - усталостное изнашивание наиболее распространено в подвижных сопряжениях, работающих в условиях граничной смазки и при внешнем трении [91]. Усталостный и коррозионно-механический виды изнашивания являются частными случаями этого вида изнашивания. Изнашивание является резул1,тато.ч фрикционной усталости поверхностных слоев, возникающей при их многократном деформировании, на которое вл1 яет эффект Ребиидера и коррозионные процессы, особенно процессы, сходные по механизму с коррозией под напряжением. Взаимодействие твердых тел, приводящее к этому виду изнашивания, осуществляется следующим образом. [c.36]

Коэффициент внешнего тре5 я, являясь по существу производной /= = дТ дЫ, отражает интенсивность изменения силы трения в завнс шости от нормальной нагрузки. Прн взаимодействии твердых тел, когда проявляется взаимное влияние микроне-ровностеи, коэфф 1циент трения наиболее интенсивно уменьшается при увеличении нормальной нагрузки. Поэтому при упругих деформациях в зонах фактического касания пяты и подпятника между несущей способностью подшипника и потерями энергии на трение существуют более оптимальные соотношения по сравне-нню с их взаимодействиями при других видах деформаций в этих зонах. [c.191]

В резьбовых соединениях весьма распространено схватывание в витках резьбы, возникающее в процессе эксплуатации. Определим предельные усилия затяжки, вызывающие схватывание в резьбе. Анализ взаимодействия твердых тел при внешнем трении показывает, что схватывание и задир между взаимодействующими телами наблюдаются при нарушении условий внешнего трения. Условия внещнего трения не будут выполняться при нарушении сплошности поверхностных слоев более деформируемого твердого тела 70]. Нарушение сплошности этих слоев зависит от величины виедрення микронеровности и от физико-химического состояния поверхности, влияющего на атомно-молекулярные взаимодеьютвия на границе раздела взаимодействующих тел в зонах фактического касания. [c.250]

Анализ процесса взаимодействия твердых тел с высоким модулем упругости показывает, что в условиях внешнего трения изменение коэффициента внешнего трения в зависимости от контурного давления и микрошеро-ховатостей поверхности трения будет проходить через минимум. Это вытекает из следующих соображений. При упругих деформациях в зонах контактов микронеровностей для таких материалов деформационной составляющей коэффициента внешнего трения можно пренебречь. В этом случае, как следует из приведенной теории внешнего трения, молекулярная составляющая коэффициента внешнего трения при увеличении сближения между поверхностями взаимодействующих твердых тел будет уменьшаться. При пластических деформациях в отмеченных зонах коэффициент /у будет [c.101]

Электрические явления сопровождают все виды внешнего трения, так как процесс образования адгезионной связи между соприкасающимися поверхностями разнородных твердых тел приводит к образованию в контакте двойного электрического слоя. В ИП электрические явления играют определенную роль. В начальной стадии ИП имеет место избирательное (электрохимическое) растворение в результате работы микроэлементов медного сплава, ускоренного механодинамическим действием трения. В результате на поверхности образуется слой меди — сервовитная пленка, которая пассивирует поверхность медного сплава. Начинает одновременно работать элемент медь — сталь. На поверхностях трения возникают два одноименно заряженных слоя. Это обстоятельство имеет кардинальное следствие — возникает кулоново отталкивание этих слоев, снижающее адгезионное взаимодействие. Вступает в работу третий элемент, его действие заключается во втягивании в зазор положительно заряженных частиц. Напряженность поля и возникающая ЭДС могут достигнуть десятков миллионов вольт на 1 см, и в зазор будут втягиваться не только золи, но и частицы коллоидных размеров, т. е. возникает электрофорез [31]. [c.32]

Интенсивность и результаты взаимодействия компонентов внешней среды с вновь возникающей поверхностью твердого тела обусловлены во-первых, химическим составом, структурой, физическим состоянием, строением, макро-, микро- и субмикрогеометрией по-верхности твердого тела во-вторых, химическим составом и строе--нием, а также энергетическим состоянием данного и других компонентов внешней среды в-третьих, степенью затрудненности доставки среды на площадки трения. [c.35]

Таким образом, анализ литературных данных показывает, что взаимодействие поверхностей при внешнем трении твердых тел приводит к упругопластическим деформациям поверхностных слоев, способствующим возникновению и развитию вторичных процессов. В поверхностных слоях трущихся тел пластические деформации могут достигать предельных значений, изменяя физические и механические свойства материалов, их структуру и характер протекания процессов. Процесс пластической деформации поверхностных слоев при трении сложен и многообразен, поэтому на данном этапе развития науки о хрении и изнашивании нельзя выявить ее закономерности. Приведенные результаты войдут в общий комплекс экспериментальных исследований для создания основных положений теории формоизменения на контакте и разработки физических основ антифрикционности. [c.37]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...