Трение в машинах Виды трения

Преобразование одного вида энергии в другой, а также совершение работы какой-либо машиной всегда сопровождается потерями. Так, например, мощность, передаваемая двигателем на гребной вал, расходуется не только на совершение полезной работы винта, но и на преодоление трения в подшипниках валопровода, трения в дейдвуде, на преодоление потерь на гребном винте от завихрений и др. [c.155]

Виды трения скольжения. Трение скольжения может быть сухим, когда между соприкасающимися поверхностями звеньев нет какой-либо смазки (рис. 7.1, б), и жидкостным, если трущиеся поверхности разделяет слой смазки (рис. 7.1, в). Часто в машинах встречается трение, при котором слой смазки разделяет трущиеся поверхности звеньев лишь частично. Такое трение называется полусухим или полу жидкостным, в зависимости от того, какой вид трения является преобладающим. Сопротивление, возникающее при жидкостном трении, значительно меньше сопротивления сухого трения. [c.153]

Идеальные пружина и демпфер удовлетворительно описывают поведение некоторых механических структур. В динамических моделях машинных конструкций пружинами заменяются элементы конструкций, массой и демпфированием которых можно пренебречь. В частности, соединительные валы и стержни на частотах ниже их первых собственных частот удовлетворительно описываются соотношением (7.1) для идеальной пружины. Демпфер моделирует широко распространенный реальный физический механизм вязкого трения в средах, особенно в жидкостях (поэтому его часто называют жидкостным трением). В чистом виде его можно реализовать с помощью поршня с узкими отверстиями (капиллярами) в сосуде с жидкостью, как это изображено на схеме рис. 7.1, б. Если поперечные размеры капилляров меньше толщины поверхностного слоя жидкости у стенок, то сопротивление поршня на невысоких частотах, при которых можно пренебречь массой протекающей жидкости, будет определяться главным образом вязкостью жидкости и соотношение между силой и смещением (7.2) будет выполняться с большой точностью. [c.209]

Четвертый раздел книги имеет два подраздела. Первый посвящен изучению различных видов трения в машинах и их законов и содержит четыре главы IX—XII. В гл. IX рассмотрено трение скольжения, являющееся наиболее распространенным видом трения в машинах. Гл. X посвящена основам гидродинамической теории трения и смазки в машинах. Здесь устанавливаются условия для создания так называемого [c.9]

В зависимости от рода кинематических пар, в которых возникают касательные реакции, различают следующие виды трения в машинах [c.20]

Трение скольжения. Этот вид трения характеризуется касательными реакциями, возникающими в кинематических парах, части которых работают со скольжением своих рабочих зон. Из раздела Структура механизмов , т. 1, известно, что кинематические пары, работающие со скольжением, имеют поверхностный контакт зон соприкосновения и представляют собой низшие кинематические пары. Поэтому можно сказать, что трение скольжения свойственно низшим кинематическим парам, а поскольку этот вид пар является наиболее распространенным в машинах, постольку и трение скольжения является наиболее рас- [c.20]

Трение скольжения иначе называется трением 1-го рода, трение качения —трением 2-го рода, а трение жесткости поэтому может быть названо трением 3-го рода. Законы, которым подчиняются первые два вида трения, изучаются в разделе Трение в машинах , а в ближайших разделах курса силы трения будем учитывать косвенно — через коэффициенты потери и коэффициенты полезного действия (см. об этом гл. II). [c.21]

Применение колёсных повозок, блоков и других приспособлений с вращением отдельных деталей вынуждало с давних пор к использованию смазки, т. е. к замене сухого трения между двумя соприкасающимися поверхностями жидкостным трением. Заслуга выдающегося русского учёного и инженера Н. П. Петрова и заключается в том, что он впервые обратил внимание на эту технически важную проблему, привлёк к её разрешению основную гипотезу о вязкости жидкости, дал всесторонний анализ полной возможности применения этой гипотезы к течению жидкости в смазочном слое, дал строгое решение задачи для случая кругового движения частиц жидкости с учётом внешних трений и провел огромное количество целеустремлённых и научно обоснованных опытов. Основная работа Н. П. Петрова Трение в машинах и влияние на него смазывающих жидкостей была опубликована в Инженерном журнале за 1883 г., а всего по этой проблеме им было написано 19 работ. Заслуги Н. П. Петрова признаны всеми учёными и он назван отцом гидродинамической теории жидкостного трения . Однако не следует упускать из виду и большую заслугу Н. П. Петрова в том, что он впервые с по.мощью большого количества вычислений и сопоставлений с результатами опытов превратил гипотезу Ньютона о вязкости в закон о вязкости, вполне применимый к условиям течения в смазочном слое. [c.22]

Рис. 2 . Виды трения в машинах

В значительной части механизмов и машин, особенно в периоды их пуска, остановки или перемены режима работы, осуществляется смешанное трение. При этом виде трения часть точек поверхности соприкасается непосредственно и между ними происходит сухое трение в части точек, где поверхности сближаются на расстояние порядка тысячных долей миллиметра, происходит граничное трение, а на остальной поверхности — жидкостное трение. [c.11]

Классификация основных видов трения в машинах, механизмах и приборах может быть построена по следующим признакам кинематике движения а) трение скольжения или трение I рода [c.14]

Систематическое рассмотрение процессов трения в машинах требует также уточнения понятия о внешнем и внутреннем трении. Строгой границы между этими двумя видами трения нет. Только с позиций макроскопических представлений можно твердо говорить о внешнем трении. С точки зрения микроскопического и особенно субмикроскопического масштаба явлений чисто внешнее трение всегда содержит элементы внутреннего трения. [c.14]

Многообразие явлений трения в машинах далеко не исчерпывается перечисленными видами и формами. Существенные различия в проявлениях внешнего трения возникают в связи с применением различных материалов трущихся пар, жидких (смазочных) и газовых сред разного состава, режимов нагружения, работой в широком диапазоне температур. Сплавы на основе железа, являющиеся основными в машиностроении (стали и чугуны), имеют десятки и сотни тысяч составов. [c.14]

Наиболее распространенным в практике видом трения является полужидкостное, под которым будем понимать трение тел при наличии смазки, не разделяющей полностью трущиеся поверхности. Этот вид трения встречается в машинах при пуске и торможении, при малых скоростях, при больших нагрузках и в других случаях, когда по характеру работы машины не могут быть созданы условия жидкостного трения. [c.260]

Трение играет существенную роль в машинах. Сила трения возникает при перемещении одного тела по-другому и всегда направлена в сторону, противоположную относительному перемещению. В зависимости от вида движения различают. трение скольжения и трение качения. Основной [c.338]

Предполагая, что приложенные силы в двух системах имеют надлежащее отношение, и составляя уравнения движения, легко видеть, что взаимные реакции частей системы сами собой окажутся в таком же отношении. Поясним сказанное на простом примере, рассмотренном в п. 162. Уравнение (1) показывает, что как реакция R, так и трение скольжения iR изменяются пропорционально произведению массы на линейный размер, деленному на квадрат времени. Из п. 161 следует, что сила трения F изменяется по тому же закону. Однако иначе обстоит дело с парой трения качения и вызываемой ею силой трения качения (см. п. 163). Момент этой пары равен fmg, где f — линейная величина, которая зависит от используемого материала и не изменяется с изменением размеров системы. Отношение этой пары к mk Q изменяется обратно пропорционально линейным размерам тела и в модели оказывается больше, чем в машине. Обычно трение качения мало, и им пренебрегают (п. 153). Однако при необходимости его учета его наличие в уравнениях движения приводит для ряда других реакций к отклонению от закона подобия. [c.315]

Явления сухого и жидкостного трения по своей природе совершенно различны. Поэтому различны и методы учета сил трения в механизмах. Во фрикционных, ременных и других передачах наблюдается сухое трение в смазанных подшипниках, подпятниках и т. д. — жидкостное трение, переходящее иногда в полусухое или даже сухое трение (периоды пуска машины). Поэтому необходимо изучать оба вида трения. [c.214]

Использование вероятностных методов расчета. Основы теории вероятности изучают в специальных разделах математики. В курсе деталей машин вероятностные расчеты используют в двух видах принимают табличные значения физических величин, подсчитанные с заданной вероятностью (к таким величинам относятся, например, механические характеристики материалов ст , o i, твердость Ни др., ресурс наработки подшипников качения и пр.) учитывают заданную вероятность отклонения линейных размеров при определении расчетных значений зазоров и натягов, например в расчетах соединений с натягом и зазоров в подшипниках скольжения при режиме жидкостного трения. [c.10]

Отношение = Л,/Лл называется механическим коэффициентом потерь, который характеризует, какая доля механической энергии Ал, подведенной к машине, вследствие наличия различных видов трения превращается в конечном счете в теплоту и бесполезно теряется, рассеиваясь в окружающем пространстве. Так как потери на трение неизбежны, то всегда I > 0. Между коэффициентом потерь и к. п. д. существует очевидная связь — I — т . В современных условиях, когда экономное расходование энергии является одной из первоочередных задач народного хозяйства, к. п. д. и коэффициент потерь являются важными характеристиками механизмов машин. [c.238]

Цветные сплавы. Из цветных металлов наибольшее применение в деталях судовых машин находит медь, но не в чистом виде, а в виде цветных сплавов. Цветные сплавы — латунь, бронза, баббит— дорогостоящие, поэтому надо стараться, где это возможно, заменять их сталью, чугуном и заменителями цветных металлов. В судовой практике эти сплавы находят применение в деталях тонкостенного литья, в деталях, которые должны хорошо сопротивляться окисляющему действию воды и пара, а также в узлах трения, где детали подвергаются сильному износу. [c.323]

Полу жидкостное или смешанное трение, когда условия чисто жидкостного трения не соблюдешь и, несмотря на наличие смазки, имеет место соприкасание выступающих элементов поверхностей двух тел. Этот вид трения чаще всего встречается в машинах (здесь можно встретить явления жидкостного и граничного трения). [c.308]

Из уравнения следует, что агрегат не может остановиться в момент отключения движущих сил, а будет продолжать двигаться, пока вся накопленная в нем кинетическая энергия не будет затрачена на преодоление сил, приложенных к нему в атой стадии движения. Так как в стадии останова скорость исполнительного органа уменьшается, то обычно в целях предупреждения брака приходится прекращать обработку изделий, поэтому в уравнении (9,14), , = 0. Следовательно, кинетическая энергия может быть погашена лишь работой силы вредных сопротивлений, Современные быстроходные агрегаты (машины) накапливают значительную кинетическую энергию, а работа вредных сопротивлений, в основном сил трения в кинематических парах, как правило, невелика. Если не применять специальных мер, то время выбега может быть очень большим. Современные прокатные станы, например, могут двигаться несколько часов после отключения двигателей. В целях сокращения времени выбега в состав агрегата (машины) включают специальные тормозные устройства или переводят электродвигатели на работу в тормозном режиме (электрическое торможение). В этом случае уравнение движения имеет вид [c.307]

Твердые смазки. Расширение диапазона условий, в которых работают узлы трения современных машин — работа в вакууме, при высоких и низких температурах, при больших давлениях и скоростях, при действии агрессивных сред и т. д., а также наличие в машине труднодоступных для смазки мест или недопустимость жидкой смазки (текстильные и пищевые машины), привели к появлению новых видов смазок. Поскольку жидкие и консистентные смазки непригодны для указанных целей, применяются твердые смазки, которые используются в виде тонких покрытий, в качестве структурных составляющих подшипниковых сплавов, как порошки и присадки к обычным смазкам, путем пропитки пластмасс и другими способами. В качестве материала для твердых смазок обычно используются графит, дисульфид молибдена, полимеры (фторопласты, графитопласты, капрон), металлокерамические композиции, пластичные металлы (серебро, золото, свинец, индий), металлические соли высокомолекулярных жирных и смоляных кислот (мыла) [180, 190]. [c.251]

Неудовлетворительная корреляция данных эксперимента и данных, полученных в эксплуатации, отмечена в работе [45]. Испытывались твердые сплавы, предназначенные для наплавки на детали дорожных машин. В качестве эталона применялась сталь 6. Испытание в лаборатории проводили трением образцов в виде роликов о торец чашечного шлифовального круга. Давление при испытании менялось от 0,5 до 5 кгс/см , скорость скольжения составляла 0,8 м/с, время испытания около 3 мин. Относительные износы сравнивались с полученными при полевых испытаниях (в естественном грунте) режущих деталей дорожных машин. Расположение материалов при полевых испытаниях в четырех случаях из шести не отвечало таковому при испытании шлифовальным кругом. [c.101]

Коррозионно-механическое изнашивание происходит при одновременном воздействии на металл агрессивной среды и трения, удаляющего продукты взаимодействия металла со средой такие условия возникают в машинах химического производства, в узлах трения, смазываемых маслами, содержащими химически-активные присадки (например, ускоряющие приработку). Сюда ке следует отнести окислительное изнашивание кислородом воздуха, являющееся наиболее частым и наименее интенсивным, сравнительно с другими видами изнашивания (оксидная пленка, возникающая на металле, защищает металл от непосредственного металлического контакта и от схватывания). Коррозионно-механическое изнашивание исследовалось применительно к химическому машиностроению и к машинам пищевой промышленности. Окислительное изнашивание подробно исследовано в работе 1106]. [c.50]

Следует заметить, что при вычислении логарифмического декремента колебаний (или коэффициента потерь) в более сложных машинных конструкциях нужно принимать во внимание и так называемое внешнее трение. Этот вид потерь обусловлен трением в подвижных деталях машины, например в подшипниках, а также в неподвижных соединениях типа заклепочных, сварных, болтовых. Последние носят название конструкционного демпфирования. Теоретические оценки конструкционных потерь основаны на рассмотрении сухого трения и проводятся в настоящее время лишь в простейших соединениях [250, 263]. Для очень сложных машинных конструкций внешнее трение может оказаться преобладающим. Приведем экспериментально измеренные значения логарифмического декремента колебаний некоторых сложных машинных конструкций [85] [c.223]

Условия работы деталей машин, изнашиваемых трением, чрезвычайно разнообразны. Износ рассматривают как результат постепенного уменьшения размеров деталей и, в ряде случаев, изменения качества их поверхностного слоя. Свойства и вид изношенных поверхностей определяются комплексом условий трения пары деталей и, следовательно, крайне разнообразны. Некоторые параметры трения, такие, как удельная нагрузка, скорость, температура, смазка, присутствие абразива в зоне трения, в наибольшей мере характеризуют процесс изнашивания и свойства изношенных поверхностей. [c.5]

Преобразование одного вида энергии в другой, а также совершение работы какой-либо машиной всегда сопровождается потерями. В основном это потери на яреодоление трения в машинах и механизмах передач. [c.149]

При изучении динамических характеристик стержневых конструкций 1важное значение имеет определение внутреннего трения в материале и внешнего аэродинамического трения. Именно эти виды трения определяют внутренние усилия и перемещения, возникающие в конструкции при дей- ствии динамических нагрузок. Экспериментальное исследование внутреннего и внешнего трения важно и для правильного расчета отдельных элементов резонансных испытательных и технологических машин, так как для них резонансный режим работы является рабочим. [c.173]

Назовите ос 10вные виды изнашивания и повреждаемости при трении в машинах [c.118]

Внутреннее трение может быть только трением скольжения в этом случае поверхность трения разделяет два слоя, двкжуш,иеся в одном направлении с разными скоростями (фиг. 10). В зависимости в состояния поверхности трущихся тел в настоящее время различают четыре вида трения скольжения сухое, полусухое, полужидкое. С у X и м трением называется трение на поверхностях, свободных от всяких посторонних веществ таким образом, можно говорить о трении, например, железа по меди, дерева по камню и т. п., когда вступают во взаимодействие частицы самих трущихся тел. Такие чистые поверхности мол<но получить лишь лабораторным путём, в обычных условиях поверхности тел покрываются плёнкой молекулярных размеров, образующейся из окружающей среды влажного воздуха, жировых частиц с рук, которыми дотрагиваются до поверхности, и т. д. Эта плёнка, как показали экспериментальные исследования, химически связана с трущимся телом и проникает даже в глубь его, так что если тщательно вытереть поверхность удалив с неё прежнюю смазку, то смазка через некоторое время вы ступает изнутри на поверхность. В последнем наиболее распростра нёниом случае говорят опо л у с у х о м трении. Если же межд двумя твёрдыми поверхностями внести слой смазочного вещества то при обильной смазке и во время непрерывного движения поверх ности вовсе не будут касаться одна другой (фиг. 11), В этом случае трение возникает на обеих поверхностях твёрдых тел, соприкасающихся со смазочной жидкостью, и внутри самой жидкости, В настоящее время считают, впрочем, что жидкость так плотно п р и л и -п а е т к поверхности твёрдого тела, что при движении нет скольжения на этой поверхности, а потому говорят только о жидко м трении. Но при недостаточной смазке или при остановках, когда смазка может быть вытеснена, шероховатые поверхности твёрдых тел касаются одна другой своими выступами (фиг, 12), между которыми остаётся, однако, смазка таким образом, происходит явление смешанного трения, называемого п о л у ж и д к и м трением. В машинах чаще всего имеет место именно такой с.лучай. [c.25]

В отличие от жидкостного трения, существование которого в чистом виде возможно в ряде случаев эксплуатации деталей машин, граничное трение в чистом виде на практике может иметь место, по-видимому, только на незначительных участках трущихся поверхностей. Вообще говоря, обычным видом трения при невозможности жидкостной смазки является смешанное, характеризуемое сосуществованием на смежных участках поверхности граничного, жидкостного, а в отдельных точках (где возникают микросхватывания поверхностных неровностей) и ювенильного видов трения. [c.163]

Основной вид износа в машинах — механический, который подразделяется на износ абразивный, износ при трении с ольжения, износ при трении качения и контактный. Некоторые детали подвержены износу химическому (коррозионному), тепловому, кавитационноэрозионному. Разнообразие видов износа и различие их физико-механической природы требует дифференцированного изучения и специальных методов предотвращения изнашиваемости. [c.29]

В целях герметизации корпусов подшипников, коробок редукторов и других узлов машин в местах выхода из них концов валда, опирающихся на ПК, используют различные виды уплотнений. Они защищают подшипники от попадания в них извне посторонних веществ (пыли, влаги, газов) при одновременном предотвращении утечки смазки сквозь уплотнения. Различают трущиеся (контактные) уплотнения, в которых герметизация обеспечивается манжетами из эластичных материалов, и нетрущиеся (бесконтактные) уплотнения, основанные на принципе газодинамического затвора. Контактные уплотнения требуют полировки цапф в местах их установки, лимитированы по скоростям и износу, вызывают нагрев и некоторую потерю энергии на трение в них. Их используют при невысоких скоростях. Основные, принципиально различные конструкции таких уплотнений приведены на рис. 9. [c.417]

Наибольший экспериментальный материал накоплен при изучении механизма изнашивания металлических материалов, занимающих ведущее место среди конструкционных материалов, применяемых в узлах трения машин. Независимо от вида трения металлических пар трения механизм изнашивания в большинстве случаев содержит однотипные процессы и характеристики, классифицированные в 1953 г. Е.М. Швецовой и И.В. Крагельским. Они предложили при анализе процесса изнашивания расчленить его на три явления взаимодействие поверхностей трения изменения, происходягцие в поверхностном слое металла разрушение поверхностей. Рассмотрим каждое явление отдельно, хотя в реальности они происходят одновременно, взаимно влияя друг на друга. [c.83]

Рассмотрим напряженное состояние элемента твердого тела (рис. 4.3) на площадке фактического контакта в виде одной из граней этого элемента. Все грани элемента будут находиться под сжимающими напряжениями, поскольку под действием приложенной нормальной нагрузки по оси X элемент должен увеличиваться в направлении осей К и Z, но этому препятствует окружающий материал. На площадке контакта действует сила трения, поэтому элемент находится под действием не только нормальных О,, но и касательных напряжений, например а,. Такое напряженное состояние сгюсобствует пластическому течению материала. Исследования рабочих поверхностей деталей машин в парах трения и опытных образцов после их испытания показывают, что все металлы в условиях трения в пределах активного слоя подвергаются пластическому деформированию. Активным слоем или активным объемом называют слой (объем), который примыкает к контактирующей поверхности элемента (детали) пары трения и в котором могут происходить различные физико-химические изменения, инициированные трением. [c.84]

Описанный механизм изнашивания металлических материалов отражает процессы изнашивания независимо от вида трения и режима смазки. В рабочих органах машин процесс изнашивания может бьггь [c.90]

Углеродистые и легированные стали раньше других сплавов и композиционных материалов начали широко применять в различных узлах трения машин. Однако для обеспечения высокой износостойкости их подвергают методам термической и химико-термической обработки. Фазовые превра1цения в сталях в твердом состоянии обусловливают возможность осуществления всех видов термической обработки (закалка, отжиг, отпуск). [c.160]

Подшипники являются оиорами валов и вращающихся осей. Они воспринимают нагрузки, приложенные к валу (оси), и передают их на корпус машины. От качества подшипников в значительной степени зависит надежность машин. По виду трения они делятся на подшипники скольжения и подшипники качения. [c.296]

Под коэффициентом полезного действия (к. п. д.) машины понимают параметр, при помощи которого оценивается полезный эффект использования энергии в машине. Величина к. п. д. определяется как отношение затраты энергии на преодоление сил полезных сопротивлений за некоторый промежуток времени к общей затрате энергии в машине за тот же промежуток времени. В зависимости от вида преобразуемой или используемой в машине энергии, например механической, электрической, тепловой и др., различают к. п. д. соответственно механический, электрический, термический и др. В этом параграфе ограничимся рассмотрением механического к. п. д., который учитывает затрату энергии только на преодоление сил вредных сопротивлений сил трения звеньев, сопротивления окружающей среды (воздуха, смазывающей жидкости). Величина к. п. д. механизма или машины для периода установившегося движения определяется по равенству [c.147]

Вращательные пары, образуемые цапфами валов и их опорами, получили широкое распространение в машинах. Цапфами называются части валов и осей, посредством которых они опираются на подшипники или подпятники. В зависимости от расположения на валах и направления передаваемой на корпус машины нагрузки различают следующие виды цапф (рис. 7.4, а) шип I, шейка 2 и гребенчатая пята 3. Шипом называется цапфа, расположенная на конце вала или оси и испытывающая действие радиальной нагрузки. Шейка — это цапфа, находящаяся в промежуточной части вала или оси и подверженная радиальной нагрузке. Пятой назьгоается цапфа, передающая на корпус машины осевую нагрузку. Она может располагаться как в средней части вала, так и на конце его. Трение цапф в подшипниках 5 или подпятниках [c.162]

В послевоенные годы объем использования пластмасс в машиностроении систематически возрастал и достиг в 1958 г. 77 тыс. тили 30% обш его объема их производства в нашей стране. Основными потребителями пластмасс становятся кабельная промышленность, производство электроизоляционных материалов, автомобиле- и приборостроение и др. Среди отдельных видов пластмасс наибольшая доля приходилась на фенопласты (40%) и поливинилхлорид (22%), что свидетельствует об использовании пластмасс для электроизоляции, а также для ненагруженных или слабонагруженных деталей, выполняющих в машинах и оборудовании второстепенные функции. В эти годы широкое распространение на многих машиностроительных заводах страны получили разнообразные антифрикционные детали из древесных пластиков в узлах трения и передач таких машин, как гидротурбины, насосы, судовые механизмы, гидропрессы, прокатные станы, металлорежущее, текстильное, подъемно-транспортное и другое оборудование. В частности, втулки, вкладыши подшипников, ролики и другие детали были внедрены на ленинградских заводах (Севкабель, Красногвардеец , Машиностроительный им. Котлякова, Невский машиностроительный им. Ленина и др.), Горьковском автозаводе. Московском насосном заводе им. Калинина и др. вкладыши подшипников прокатных станов — на всех металлургических заводах страны детали электротехнического назначения — на свердловском заводе Электроаппарат , ленинградских заводах Электросила и Электроаппарат , Московском трансформаторном заводе и т. д. [c.214]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...