Фреттинг-процесс

Фреттинг-процесс — разрушение поверхностей деталей машин, проявляющееся в резко интенсифицированном окислении или схватывании. Значительная интенсификация окисления и схватывания вызвана динамическим характером нагружения, при котором на контакте резко увеличивается градиент деформаций и температур. Усталостные явления при трении автор ограничивает только условиями качения. Основные характеристики и развитие усталостных повреждений определяются процессами повторной пластической деформации, упрочнением и разупрочнением поверхностных слоев, возникновением остаточных напряжений и особых явлений усталости. Следует отметить, что повторная знакопеременная деформация, упрочнение и разупрочнение свойственны многим видам разрушения и при трении скольжения. [c.13]

Для изучения механизма увеличения сопротивления фреттинг-усталости фрикционным латунированием были проведены металлографические исследования характера повреждений образцов в процессе испытаний. Особое внимание было уделено развитию пластической деформации, видоизменяющей фреттинг-процесс. [c.150]

Авторы отмечают, что поверхностный слой трущихся деталей в процессе трения резко изменяет сво ю структуру и переходит в активное состояние. Материал стремится немедленно перейти из термодинамически неравновесного в пассивное состояние путем адсорбционного, диффузионного или механического взаимодействия с внешней средой. Этот новый слой и становится объектом поверхностного разрушения при трении. Если процессы разрушения охватывают только новы й слой, образовавшийся в процессе трения, то происходит нормальное трение, к чему и надо стремиться. Если же разрушение поверхности происходит вне зоны образовавшегося нового слоя (например, при схватывании, микрорезании, фреттинг-процессе и др.), то изнашивание протекает ненормально — с повреждаемостью поверхности детали. [c.24]

При переменных деформациях деталей, неподвижно соединенных между собой, например валов с напрессованными ступицами шестерен, неизбежно возникает весьма малое (от 10 до 0,25 мм) циклическое скольжение, которое является необходимым условием протекания фреттинг-процессов. Если при этом не происходят химические процессы (контакт благородных металлов, на- [c.107]

Места сопряжения деталей, находящиеся в очень малом относительном перемещении, подвержены особому виду изнашивания, называемому фреттинг-процессом или фреттинг-коррозией. Этот вид изнашивания развивается на поверхности валов в местах насадки шестерен, подшипников качения, а также в шлицевых, шпоночных и шарнирных соединениях, в проушинах и на поверхности рессор. Повреждения поверхности имеют вид ямок и язв, которые, как и питтинг, опасны тем, что существенно снижают сопротивление усталости деталей. [c.333]

До настоящего времени дискуссионным остается вопрос о граничной величине амплитуды проскальзывания, при которой фреттинг-процесс переходит в обычный износ при реверсивном трении. Специфический процесс фреттинг-коррозии в "сухом" контакте при отсутствии смазки по данным tl8,23j, имеет место при амплитуде проскальзывания, не превышающей 100-130 мкм, причем наибольший вред фреттинг наносит при амплитуде проскальзывания порядка [c.11]

В общем виде схема применима для анализа процессов, определяющих эффективность смазки в условиях любого из видов коррозионно-механического износа, в том числе фреттинг-коррозии и фреттинг-усталости. При прочих равных условиях фреттинг-процесс можно считать наиболее жестким режимом трения, при котором роль смазочного материала особенно велика. [c.35]

При пластическом деформированном наклепом слое имеют место все характерные для фреттинга процессы разрушения материа- [c.153]

При наличии кислорода в окружающей среде продукты износа в малоподвижных соединениях из стали состоят преимущественно из мельчайших (размерами 0,01 до 2,0 мкм) частиц окиси железа РегОз красно-коричневого цвета (в соединениях из алюминиевых и магниевых сплавов эти продукты имеют черный цвет). Накапливающиеся продукты износа, действуя как абразив, вызывают повреждение поверхностей контакта, образование на них своего рода каверн. Описанное явление получило название коррозии трения иногда его называют фрикционной коррозией, фреттинг-коррозией, окислением от трения, фреттинг-процессом или определяют одним словом фреттинг. Механизм фреттинга еще нельзя считать окончательно выясненным, спорной считается до сих пор относительная роль механического износа и собственно коррозии в этом явлении. [c.227]

Образующиеся при фреттинг-процессе трещины и каверны могут служить источниками, из которых развиваются трещины усталости. Отрицательное действие этого процесса настолько сильно, что усталостная прочность в зависимости от типа соединения и режима работы снижается (по сравнению с пределом выносливости гладкого образца) от 2 до 20 раз. [c.227]

Продукты фреттинг-процесса образуются уже на самых ранних стадиях циклического нагружения, С увеличением числа циклов нагружения степень повреждения от фреттинга возрастает пропорционально И, причем особенно сильно рост числа циклов сказывается на протяжении первых ста тысяч. [c.227]

Во всех случаях в изломе — продукты фреттинг-процесса, однако в проушинах, подвергавшихся раскатке, они выражены слабее. [c.228]

По имеющимся данным, с понижением температуры до минус 150— 180° С явление фреттинг-процесса усиливается и следует" ожидать падения сопротивления усталости. [c.228]

В основе различных способов предупреждения или ослабления фреттинг-процесса лежит стремление либо устранить перемещение одной поверхности относительно другой (что в принципе достигается простым увеличением нормальной нагрузки в плоскости контакта, однако практически более эффективным, по-видимому, является применение прокладок или покрытий с малым модулем упругости), либо же, напротив, облегчить это перемещение настолько, чтобы оно происходило с минимальным трением, для чего используют различные твердые и жидкие смазки, определенные типы покрытий (например, свинцовые), подбирают соответствующим образом материалы для деталей, находящихся в контакте. [c.229]

Зоны,уязвимые для фреттинг - процесса. [c.244]

Рис. 5. Применение малого шага болтов для уменьшения фреттинг-процесса [23]

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]

Фреттинг-процесс —это разрушение поверхностей трения деталей машин, проявляющееся в резко интенсифицированном (динамическом) окислении или схватывании. Окисление при фреттинг-процессе носит специфический характер, необычный для условий нормального трения, и протекает весьма интенсивно. Про- [c.268]

Рис. 147. Внешний вид шлицев вала, работающих в условиях фреттинг-процесса а — схватывание, Х5 б — динамическое окисление, X 5.

Внешний вид деталей машин с повреждениями, типичными для фреттинг-процесса, показан на рис. 147. Модель строения поверхностных слоев представлена на рис. 148. [c.269]

Рис. 148. Модель строения поверхностных слоев при фреттинг-процессе

Фреттинг-процесс возникает при трении скольжения с очень малыми возвратно-поступательными перемещениями и динамическом приложении нагрузки. Существует минимальная величина скольжения, ниже которой фреттинг-процесс не возникает [19]. Этому виду разрушения подвержены различные материалы он возможен при сухом трении и в условиях смазки. Фреттинг-процесс возникает в самых различных узлах и сопряжениях машин и механизмов, а иногда даже в неработающих узлах и соединениях машин. [c.269]

Фреттинг-процесс представляет собой один из весьма опасных и резко выраженных видов повреждений деталей машин. Главной задачей при его изучении является раскрытие причин и механизмов его протекания и определение условий его возникновения. [c.269]

Исследование образцов высокой чистоты (порядка 99%) с разными типами кристаллических решеток показало, что в ГЦК и ОЦК металлах активизация поверхности при трении происходит в большей степени, чем у металлов с гексагональной решеткой (рис. 164). Применение метода электросопротивления позволило установить, что в динамическом режиме активизация поверхностных слоев намного больше, чем в статическом (рис. 165). Метод электросопротивления является эффективным при дислокационно-энергетическом исследовании процессов, возникающих в результате пластической деформации при внешнем трении схватывания, окисления, фреттинг-процесса и др. [32, 42, 76, 78]. [c.284]

Влиянию ионного внедрения шести различных элементов в поверхностные слои стали 45 на триботехнические характеристики при фреттинг-процессе посвящена работа [181]. Авторы рассматривают ионную имплантацию как технологию, позволяющую получать пленку-покрытие, своеобразный поверхностный сплав с переменным составом, постепенно переходящий в основной металл. Результаты испытания на изнашивание при фреттинг-коррозии показали, что образцы после имплантации изнашиваются меньше. Так, при внедрении ионов бария фреттинг-усталостная прочность при базе 10 — 10 циклов повышается более чем на 30%. Это происходит вследствие того, что во-первых, на поверхности образца образуется плотная, прочная и пластичная окисная пленка ВаТЮз, во-вторых, отсутствует явление схватывания, в-третьих, в поверхностных слоях наводятся весьма значительные напряжения сжатия. Нанесенные пленки уменьшают коэффициент трения на 10—17% и сохраняют его в течение длительного времени испытаний, причем изнашивается в основном неупрочненный контробразец. [c.106]

Результаты анализа излома по всем этапам развития разрушения позволяют ответить лишь на некоторую часть вопросов о причине разрушения детали, даже если в ней выявлены дефекты материала или однозначно показано, что инициирование усталостной трещины обусловлено повреждениями поверхности, например, в результате фреттинг-процесса [14-16]. Сказанное может быть проиллюстрировано примером разрушений картеров поршневого двигателя АШ62-ИР, которые были результатом возникновения фреттинг-про-цесса во фланцевом стыке [17]. В процессе эксплуатации происходило падение момента затяжки, что способствовало микроперемещениям в стыке и последующему развитию фреттинг-процесса. Условия жесткости стыка в рассматриваемом соединении не были полностью учтены конструктором. Оказалось, что в переменном по толщине стыке усилия затяжки болтов также должны быть переменными. После введения в эксплуатацию дифференцированного момента затяжки по отверг стиям с учетом толщины стыка условия для возникновения фреттинг-процесса были устранены, и возникновения усталостных трещин в стыке более не наблюдалось. [c.80]

Возникновение усталостных трещин в стыковочных балках вертолетов Ми-2, Ми-6 и Ми-8 в процессе эксплуатации было обусловлено раскрытием стыка. Раскрытие стыка может возникать в эксплуатации по многим причинам [15]. Однако известно, что при раскрытии стыка, когда момент затяжки недостаточен для создания усилия, компенсирующего растягивающую переменную нагрузку, в стяжном, элементе напряжение может возрастать в 2 раза. Уровень возросшего напряжения зависит от толщины стягиваемых элементов, плоскостности их поверхности, диаметра стяжного элемента, наличия или отсутствия смазки и прочее. В частности, в рассмотренном выше примере ( 13.3) раскрытие стыка было обусловлено неплотным прилеганием подвижного (вращаемого) шлицевого фланца вала винта, в котором возникала неплотность стыка при передаче крутящего момента. Устранение неплотности стыка может быть достигнуто различными путями. Так, например, применительно к картеру поршневого двигателя АШ62-ИР в неподвижном фланцевом стыке возникал фреттинг-процесс из-за потери момента затяжки болтов [16]. Жесткость стыка в рассматриваемом соединении была переменной по окружности из-за переменной толщины сопрягаемых дета- [c.713]

В результате лабораторных испытаний установлено, что вибрации оказывают значительное влияние на образование и развитие процесса схватывания первого рода. В определенных условиях частоты и амплитуды колебаний интенсивность изнашивания поверхностей трения в условиях схватывания первого рода увеличивается в 100—150 раз по сравнению с интенсивностью изнашивания без вибраций. В определенных условиях вибраций расширяются границы существования процесса схватывания первого рода. При малых скоростях скольжения (от О до 0,05 м1сек) в определенных условиях вибрации возникают окислительные процессы (фреттинг-процессы), полностью вытесняющие процесс схватывания первого рода, который интенсивно развивается в этом диапазоне скоростей, но без вибраций. Определены границы существования интенсивного окислительного процесса в зависимости от скорости скольжения, амплитуды, частоты колебаний, нагрузки, твердости металла и среды. [c.45]

Фреттинг-коррозия — особый вид разрушения соприкасающихся поверхностей, подверженных микроскопическому перемещению, приводящему в условиях трения к активации металла и облегчению его взаимодействия с окружающей средой. Такой процесс разрушения, широко распространенный в различных машинах и аппаратах, возникает при контактировании вибрирующих деталей (pe opbi валы и оси с насаженными на них шестернями, дисками, подшипниками, муфтами заклепочные соединения, нахлесточные соединения, выполненные точечной сваркой, гребные валы и шлицевые соединения и пр.). Фрёттинг-коррозия протекает в воздухе и в присутствии различных газообразных и жидких сред. К настоящему времени выдвинут ряд гипотез, объясняющих это явление, получен обширный экспериментальный материал по изучению влияния различных факторов на процесс фреттинг-коррозии, который обобщен в монографиях [17, 18 и др.]. Значительно меньше работ посвящено влиянию фреттинг-процесса на прочность деталей, особенно в присутствии различных коррозионных сред. [c.142]

При наличии стальной, латунной, медной насадок разрушение образца происходит под втулкой на расстрянии нескольких миллиметров от ее торца (рис. 77, б). При контактировании однородных материалов, например сталь - сталь, фреттинг-процесс в начальный период примерно одинаково поражает и вал, и насаженную на него втулку. Наибольшее разрушение имеет место у торца втулки и его интенсивность убывает при перемещении к ее середине. [c.147]

Причттами столь резкого снижения пределов выносливости деталей в зон контакта являются, с одной стороны, концентрация напряжений у края контакта, и с другой стороны, сложные механические и физико-химические процессы (фреттинг-процессы), протекающие на стыке двух сопрягаемых деталей при малых взаимных циклических смещениях. [c.107]

Характерные виды изнашивания деталей первой группы — абразивное (твердыми частицами, попадающими в зону контакта), адгезионное, окислительное, усталостное, фреттинг-процесс (фреттинг-коррозия). Для деталей второй группы типично абразивное изнашивание (например, истирание почвой), гидро- и газоабразивное (твердыми частицами, перемешиваемыми жидкостью или газом), эрозионное, гидро- и газоэрозионное (потоком жидкости или газа), кавитационное (от гидравлических ударов жидкости). [c.327]

Ритчи и Сьюреш провели обзор исследований в припоро- ГОБОЙ области разрушения материалов [196]. Они подтвер--ДИЛИ неизбежность возникновения фреттинг-процесса при росте трещины за счет микрошероховатости рельефа излома, формирующегося при совместном действии механизмов Отрыва и поперечного сдвига (схемы I+II). На основе этих представлений была предложена геометрическая модель [197] закрытия трещины с учетом шероховатости излома и явления контактного взаимодействия берегов трещины. В модели учтены геометрические характеристики шероховатости поверхности при расчете коэффициента интенсивности напряжения /Со следующим образом [c.173]

В затянутых соединениях целесообразно размещать болты по всей площади контакта с наименьшим шагом для предупреждения фреттинг-процесса (см. стр. 227). Как указывает Р. Хейвуд [23], следует стремиться к тому, чтобы свес наружных элементов после первого болтового отверстия был минимальным (рис. 5). [c.243]

Применение теории дислокаций позволило изучить явление тек-стурирования при трении и формирование вторичных защитных пленок окислов. С помощью теории дислокаций решаются сложные вопросы теории фреттинг-процесса, усталостного разрушения и другие [11, 17, 25]. Уровень развития дислокационной теории дает возможность осуществить переход от теоретических представлений физики твердого тела к решению практических задач внешнего трения. В качестве примера могут служить работы [10—14, 16]. Количественные соотношения между изменениями тонкой структуры и параметрами трения экспериментально обоснованы в работах [13, 16]. [c.19]

Состояние поверхностей трения второй группы, возникающее при развитии недопустимых процессов повреждаемости атермиче-ского и термического схватывания, фреттинг-процесса, усталостного разрушения и некоторых других, связанных с явлениями коррозии, эрозии, кавитации, резко отличается от нормального и для каждого их этих процессов имеет характерные особенности. [c.47]

Непосредственно связанные с трением а) схватывание I и П рода б) абразивный износ с повреждением поверхностей контакта — царапанием и снятием микростружки в) усталостные повреждения г) фреттинг-процесс. [c.255]

Особенности этой формы окислительного износа рассмотрены ниже. Окисление в условиях динамического нагружения при наличии ударов и вибраций также интенсифицируется вследствие резкой активизации пластически деформированного металла (фреттинг-процесс). Этот процесс рассмотрен в разделе, посвящ,енном описанию ловреждаемости. [c.258]

Схватывание 1 рода представляет один из наиболее опасных и резко выраженных видов повреждения деталей машин. Главной задачей теории в связи с этим видом повреждения является определение критических условий его возникновения и раскрытие причин и механизма его протекания. В практике работы деталей машин этот патологический процесс совершенно недопустим. Для его устранения необходимы сведения о критических значениях величин давления, скорости и данные о его природе. Особо опасные проявления атермического схватывания возникают при динамическом хапактере нагружения поверхностей и развитии фреттинг-процесса. [c.264]

В лабораторных условиях были выявлены такие процессы, как сваривание и разрушение мостиков сварки, пропахивание, микрорезание, перенос, наростообразование и т. п. В то же время в практике в результате постоянной и направленной конструкторской, технологической и эксплуатационной деятельности были выделены нормальные условия трения и теоретически неизбежный и практически допустимый процесс разрушения поверхностей трения — механо-химический износ. Наряду с этим видом износа выявлена большая группа патологических недопустимых процессов повреждаемости трущихся поверхностей деталей, возможность возникновения которых при работе машин все еще достаточно велика. К ним относятся схватывание I и П рода, фреттинг-процесс, абразивный износ (механическая форма), усталостные разрушения (питтинг, осповидный процесс), смятие и др. [c.277]

Процессы, вызываемые потерей устойчивости, — нарушением динамического равновесия, характеризующего нормальный окислительный износ. Такие нарушения возможны в результате силовых (схватывание I рода) и тепловых (схватывание II рода) перегрузок, динамического характера нагружения (фреттинг-процесс), резкой локальной концентрации напряжений (механо-химическая форма абразивного износа). [c.278]

Первая и основная группа видов повреждаемости при трении (схватывание первого рода, схватывание второго рода, фреттинг-процесс, механо-химическая форма абразивного износа) вызывается так же, как и нормальный окислительный износ пластической деформацией и активизацией металла поверхностных слоев. [c.297]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...