Основные задачи трибомеханики.

Для обеспечения триботехнической надеж­ности деталей и узлов машин теория трения и изнашивания решает две основ­ные прикладные задачи:

определение предельных параметров процесса изнашивания (контактных на­пряжений и смещений, скорости смеще­ний, температуры окружающей среды и т. д.), при которых возможна нормаль­ная работа данной пары трения;

определение ресурса (срока службы) узла при заданном режиме трения.

Так как трение и износ связаны с молекулярно-механическим взаимодейст­вием тел, то для решения этих задач следует знать механические параметры процесса изнашивания: площадь контакта, распределение контактных напряжений (давлений), скорость движения, коэффициент трения и др.

 

Выбор материала. Инженерный опыт конструирования и эксплуатации узлов трения позволил сформулировать следую­щие выводы, имеющие значение при вы­боре материалов для пар скольжения:

1) твердый материал в паре с мягким, имеющим температуру рекристаллизации ниже средней температуры поверхности трения, хорошо противостоит заеданию. Высокой надежностью обладают пары хром – резина (при смазывании мине­ральным маслом и водой) и хром – бронза (припластичных смазочных мате­риалах);

2) твердый материал в паре с другим твердым материалом (сочетание пар из азотированной, хромированной и закаленных сталей) обладает высокой износостойкостью вследствие малого взаимного внедрения их поверхностей. Применение этих пар ограничено скоростями сколь­жения;

3) мягкий материал в сочетании с мягким материалом (незакален-

ная сталь по незакаленной стали, медный сплав по алюминиевому сплаву, никель по никелю и др.) имеет низкую износостой­кость и ненадежен в работе;

4) пористые спеченные материалы и антифрикционные сплавы целесообразно применять в труднодоступных для смазы­вания узлах трения.

Пластмассы повышают эффективность и надежность узлов трения.

Конструктивные методы повышения на­дежности. Основными методами повыше­ния надежности узлов трения являются:

замена трения скольжения в узлах ма­шин трением качения;

замена внешнего трения внутренним трением упругого элемента, т. е. исполь­зование при возможности вместо узла трения скольжения, узла, обеспечивающе­го эквивалентные перемещения за 'счет упругой деформации одного из элементов (резинометаллические шарниры и т. п.);

конструирование сопряжений с мини­мальной концентрацией нагрузки;

защита пар трения от загрязнения и др.

Технологические методы повышения на­дежности. Основными методами повыше­ния надежности узлов трения являются:

обеспечение заданной формы, точности размеров и качества обрабатываемых поверхностей деталей;

повышение твердости поверхностей де­талей пар трения.

На практике повышения твердости по­верхностей деталей достигают: поверх­ностной или объемной закалкой; химико-термической обработкой и закалкой; поверхностным пластическим деформирова­нием (обкаткой, обдувкой дробью и др.); высокоэнергетическими методами обработ­ки (лазерной, Плазменной и др.); нане­сением износостойких и антифрикционных покрытий ионными методами (в тлеющем разряде, катодным распылением и др.).

Эксплуатационные методы повышения надежности. Эти методы также вырабо­таны инженерным опытом эксплуатации машин; главные из них: обкатка машин; периодическая замена смазочного мате­риала и изнашивающихся элементов (вкладышей, вставок и т. п.); разра­ботка и внедрение методов диагностики состояния узлов трения.