Триботехника. Докумен. Трибология и триботехника основные понятия, значение, применение на практике Трибология
 Скачать 16.13 Kb.
|
|
Трибология и триботехника: основные понятия, значение, применение на практике Трибология или трибоника - наука о трении, износе и смазке, взаимодействии контактирующих твердых тел при их взаимном перемещении. Этот термин предложен английским ученым Питером Джостом, 9 марта 1966 года. В последующие 42 года трибология развивается как самостоятельная, имеющая фундаментальное и большое практическое значение научная дисциплина.Во-первых, применение трибологических знаний при конструировании и эксплуатации машин дало большую денежную экономию уже в первые годы развития трибологии. Изнашивание при трении обуславливает огромные капиталовложения, которые идут на ремонт и изготовление запчастей. Во-вторых, основанием для всеобщего признания трибологии в последние годы стало возрастающее значение глобальных проблем человечества. Это - сырьевая, энергетическая и экологическая проблемы. Значение трибологии как средства ослабления глобальных проблем очень велико. КПД большинства машин далек от 50%, прежде всего, из-за потерь на трение .Используя достижения трибологии, можно экономить материалы, уничтожаемые изнашиванием. Связь трибологии с экологической проблемой поясняют такие примеры, Изношенный двигатель внутреннего сгорания по сравнению с исправным на 25-30% повышает степень загрязнения атмосферы выхлопными газами. Важное социальное значение имеет разработка искусственных органов человека, содержащих узлы трения - эндопротезы (т.е. вживляемые протезы) суставов, клапаны сердца, искусственные почки и т.д. Снижение порожденных трением шума и вибраций машин способствует сохранению здоровья миллионов работающих людей.Внешнее трение или просто трение — сопротивление относительному перемещению двух соприкасающихся тел, которое возникает в зонах их касания и действует в плоскости соприкосновения.Внутреннее трение — явление сопротивления относительному перемещению частей одного и того же тела.Изнашивание — процесс отделения материала с поверхности твердого тела при трении и (или) накопления его остаточной деформации, что проявляется в постепенном изменении размеров и (или) формы.Износ — результат процесса изнашивания.Пара трения — система из двух элементов, соприкасающиеся поверхности которых перемещаются друг относительно друга. Один из них называют материалом трения, другой — контртелом.Материал трения — материал, используемый для работы в условиях трения.Контртело — элемент пары трения, работающий совместно с материалом трения.Поверхность трения — поверхность, участвующая в трении.Смазочный материал — материал, вводимый на поверхность трения для уменьшения износа, повреждений поверхности и (или) силы трения. Сила трения — сила сопротивления при относительном перемещении одного тела по поверхности другого под действием внешней силы. Она направлена по касательной к общей границе между телами.Триботехника — прикладной раздел трибологии, который охватывает конечную стадию создания узлов трения. Принципы триботехники находят отражение в методах расчета, конструирования, изготовления, смазки и эксплуатации узлов трения. Основные этапы развития триботехники и трибологии На рубеже XVI и XVII веков Галилео Галилей (1564-1642) открыл закон инерции и показал, что сопротивление перемещению оказывает масса тела, а в условиях равномерного движения — только сила трения. Он впервые четко разграничил два принципиально различных вида сопротивления тел перемещению: сопротивление, связанное с инерцией тела, и сопротивление, обусловленное трением. Трение и износ в машинах впервые стал учитывать Леонардо да Винчи. Он — автор первых конструкций подшипников качения, скольжения и зубчатых передач. В 1699г. Г. Амонтон (1663-1705) открыл закон линейной зависимости трения от нагрузки F= f N, где F - сила трения, N - нагрузка по нормали к поверхности трения, f- коэффициент трения.В 1750 году Леонард Эйлер (1707-1783) установил закономерности трения при равноускоренном скольжении. Он первый отметил, что сила трения при переходе пары трения от состояния покоя к движению всегда больше, чем сила трения при скольжении. Создателем науки о трении считают французского физика Шарля Кулона (1736-1806). В 1781 году за работу в области трения он был удостоен премии Французской Академии наук. Он изучил 3основных аспекта трения: сопротивление скольжению, качению и страгиванию. Превращение механической энергии трения в теплоту было описано Бальяни в письме к Галилею в 1614 году( при трении погруженного в воду быстро вращающегося металлического диска о стенку железного сосуда вода закипала). Однако этот опыт до середины XIXв. оставался неизвестным. М.В. Ломоносов (1711-1765) изучал тепловые явления при трении, используя наждачный круг, который терся о плоское контртело, закрепленное на рычажной системе нагружения (1754 г.). Первым человеком, по настоящему понявшим, что механическая энергия при трении не исчезает, а превращается в теплоту, был Б. Томпсон (1753-1814), известный в истории науки под именем графа Румфорда. Далее важнейшие события в истории трения таковы. В 1804 году Лесли выдвинул гипотезу о рассеянии энергии при трении в результате необратимого деформирования неровностей на поверхностях трения. Ранее (1734) Дезагюлье обнаружил схватывание при трении металлических полированных образцов. Спустя полтора столетия Леон Брилюэн (1889-1969) показал возможность рассеяния энергии при трении в результате образования и разрыва адгезионных связей (адгезия – прилипание, сцепление). Так обрела физическую основу адгезионная теория трения. Режим трения определяется отсутствием или наличием смазочной прослойки между элементами пары трения. В последнем случае устанавливается жидкостная смазка, подчиняющаяся законам гидродинамики. Родоначальниками теории жидкостной смазки являются русский инженер Н.П. Петров (1836-1920) и английский ученый Оскар Рейнольдс (1842-1912). Ряд пар трения работает без смазки. “Сухому” трению посвящены работы М.М. Хрущева, И.В. Крагельского, С.Б. Айнбиндера и др.В процессе трения детали изнашиваются, что приводит к постепенному отказу пар трения. Закономерности изнашивания рассмотрены в трудах М.М. Хрущева, И.В. Крагельского, Б.И. Костецкого, А.В. Чичинадзе, Н.Б. Демкина и др.Заметный вклад в трибологию внес В.А. Белый (1922-1994) — основатель белорусской трибологической школы, работы которого, посвященные трению полимеров, известны во всем мире. |