Примеры граничного трения в авто

Трение в машинах

Процессы старения, протекающие в поверхностных слоях сопряжений

Основной причиной износа и повреждения машин приводящих их к старению, является трение, как результат сочетания различных видов взаимодействия механических, механохимических и механо-электрических процессов, возникающих при относительном перемещении тел.

Виды трения в машинах могут быть классифицированы по не­скольким признакам.

В таблице 3.3. приведена классификация наиболее часто встре­чающихся видов трения.

Дадим определения основным видам трения в машинах, исходя из признака наличия смазки.

Кроме этих основных видов трения имеются промежуточные, например, полусухое, полужидкостное и др.

Влияние смазки на интенсивность изнашивания пар трения об­щеизвестно. При сухом трении имеет место наибольшая скорость из­нашивания, так как здесь создаются условия для возникновения молекулярного взаимодействия и таких явлений, как повышение темпе­ратуры, концентрация давлений на отдельных участках, что интен­сифицирует процесс разрушения поверхностных слоев. При работе деталей машин стремятся избежать сухого трения.

Наиболее желательные с точки зрения предотвращения износа, жидкостное трение или газовая смазка. Жидкостное трение, при ко­тором трущиеся поверхности полностью разделены слоем смазки, может быть обеспечено двумя основными методами: гидродинамиче­ским и гидростатическим (подача смазки под давлением).

Однако жидкостное трение обладает рядом недостатков. Во-первых, оно связано с существенным усложнением конструкции сис­темы смазки. Во-вторых, наличие масляного слоя между поверхно­стями, величина которого зависит от коррозии, может нарушить точ­ность перемещения узла.

В последние годы появились высокооборотные узлы, где по­верхности разделяет слой воздуха, который служит смазкой.

Таблица 3.3 – Классификация видов трения.

Признак	Виды трения	Схема
Кинематика движения	Трение I рода (скольжение) Трение II рода Трение верчения
Наличие смазки	Жидкостное	Схема	Нагрузка на микровыступы
Граничное
Сухое
Служебные характеристики надежности	Нормальное и патологическое

Влияние вида трения на условия взаимодействия микровыступов сопряжённых поверхностей схематично показано в таблице 4. При жидкостном трении каждый участок поверхности нагружен постоян­ным давлением, не изменяющимся при относительном перемещении поверхностей, т.е. статической нагрузкой. Эта нагрузка не в состоя­нии разрушить микровыступы, так как возникающие напряжения на­ходятся в области больших запасов прочности.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Граничное трение

Здравствуйте, уважаемые читатели блога!

В двух предыдущих статьях мы рассмотрели механизмы гидродинамического и эластогидродинамического трения в парах металл-металл. Мы отметили характерные особенности различных режимов трения, которые в чистом виде, однако, в реальных условиях работы механизмов и машин не встречаются. В реальных условиях различные виды трения чередуются в зависимости от режима работы этих машин (механизмов).

Рис. 1 Различные режимы трения:

а – гидродинамическое трение, б – эластогидродинамическое (полужидкостное) трение, в – граничное трение

Для начала определим это явление. Итак, граничное трение это трение между граничными слоями молекул масла, адсорбированных на поверхности деталей. Толщина слоя масла при этом не превышает 0,1 мкм. На рисунке 2 показано граничное трение между поверхностями деталей.

Рис 2 Граничное трение

Эскиз отображает критическое отсутствие масляной пленки при граничном трении и отсутствие противоизносного и противозадирного эффекта, который призваны обеспечить соответствующие присадки.

Давайте рассудим, как защитить рабочие детали узла трения от износа в условиях граничного трения. Что если жидкость (смазку), которая не способна защитить, заменить на твердые смазки? Ведь мы знаем такие сухие смазки, как графит или, например, дисульфид молибдена. Что если смазку обогатить твердыми смазочными веществами?

Да, друзья, так и поступают. Давно известны смазочные материалы с графитом и дисульфидом молибдена, высокодисперсным тефлоном и различными оксидами металлов со слоистой кристаллической структурой. В условиях непосредственного контакта поверхностей твердые добавки создают защитный эффект без участия масла.

На рисунке 3 показано, как действуют твердые смазочные добавки в парах граничного трения на примере поршневого кольца двигателя внутреннего сгорания.

Рис. 3 Действие твердых смазочных добавок в смазке

Однако, твердые смазочные вещества, защищая от износа при граничном трении, оказывают обратный эффект в условиях гидродинамического трения, вызывая нежелательный внутренний разогрев смазочного материала и абразивное воздействие при высоких скоростях скольжения. Таким образом, смазочные материалы с твердыми смазочными добавками применимы только в тихоходных узлах трения при высоких удельных давлениях, а также в узлах, подверженных ударным нагрузкам. В высокоскоростных подшипниках качения смазки с твердыми добавками не применяются. Предпочтение отдается смазкам без добавок. Их предназначение – обеспечить гидродинамический и эластогидродинамический режим трения. А защиту рабочих деталей в условиях смешанного трения в этих смазках обеспечивают противоизносные и противозадирные присадки. Об этом мы узнали в статье об эластогидродинамическом трении.

Источник

Трение и износ в машиностроении, узлах и сопряженниях деталей

Трение является важнейшим видом вредного сопротивления; в то же время на действие сил трения основан ряд важнейших технологических процессов и работы механизмов: процессы прокатки, дробления, торможения автомобиля, сцепления шины с дорогой, трение в механизме сцепления, работа фрикционов, ременные передачи и т.д. Являясь неизбежным спутником всякого движения, а следовательно и работы машины, трение иногда достигает весьма большой величины; например, при прокатке около 50% всей энергии двигателя затрачивается на преодоление трения.

Работа, развиваемая силами трения, отчасти превращается в теплоту, отчасти затрачивается на истирание твердых трущихся поверхностей; при этом появляться колебания, звук (скрип тормозов, свистит шин при резком торможении и т.д.), а также электрические заряды.

Повышение температуры частей машины всегда нежелательно и даже опасно, так как перегрев может привести к самовозгоранию смазки, заеданию и поломкам частей машины: с повышением температуры металлы теряют в большей или меньшей степени свою прочность. В современном машиностроении особенно важное значение имеет трение скольжения, в частности трение цапф в подшипниках, а также трение в зубчатых передачах.

Трение скольжение вызывается:
1) Механическим сопротивлением выступающих бугорков, всегда имеющихся на скользящих поверхностях;
2) Молекулярным воздействием; последнее невозможно без тесного контакта трущихся поверхностей, при этом неизбежен срыв бугорков. Поэтому все явление имеет двойственный характер упругопластических деформаций, сопровождающихся рядом других явлений. В настоящее время принята молекулярно-механическая теория трения покоя, разработанная советскими учеными (статья И. В. Крагельского). Физическая сторона трения скольжения в движении разработана сравнительно меньше.

При сухом трении вследствие неизбежной шероховатости скользящих поверхностей твердых тел происходят задевание, деформации (упругие и пластические) и срыв выступающих буртиков. Нормальные реакции в точках соприкосновения можно разложить на вертикальные составляющие и горизонтальные; очевидно, есть сила, сжимающая (по вертикали) тела, есть сопротивление, вызываемое трением, действующее на каждое из трущихся тел против его относительного перемещения. Отсюда получаем важное правило: СИЛА ТРЕНИЯ (ВО ВРЕМЯ ДВИЖЕНИЯ) ДЕЙСТВУЕТ НА ТЕЛО ВСЕГДА ПРОТИВ ЕГО ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СКОРОСТИ.

Читайте также

Жидкостное трение имеет совсем другой характер: при нем твердые трущиеся поверхности тел полностью отделены одна от другой сплошным слоем смазки (жидкости или газа) такой толщины, что даже самые высокие бугорки этих поверхностей не соприкасаются или почти не соприкасаются. Поэтому силами трения в этом случае являются главным образом силы сопротивления сдвигу внутри самой жидкости, обладающей определенной вязкостью, а износ твердых поверхностей теоретически полностью исключен. Таким образом, назначение смазки состоит в разъединении твердых трущихся поверхностей, в устранении непосредственного контакта между ними, неизбежно ведущего при относительном движении их к изнашиванию.

Полусухое трение получается при наличии тонкого смазочного слоя, когда значительная часть бугорков твердых трущихся поверхностей еще соприкасаются, деформируются и срезается; поэтому для этого трения можно считать достаточно правильными законы Кулона.

Различают следующие виды естественного износа:
1) Коррозионный (под коррозией понимается физико-химический процесс разрушения металла под воздействием окружающей среды);
2) осповидный (выкрашивание), преимущественно при качении;
3) окислительный;
4) тепловой;
5) абразивный.

Работа любой машины неизбежно сопровождается трением при относительном движении ее частей, поэтому полностью устранить износ невозможно; величина же износа при непосредственном контакте поверхностей прямо пропорциональна работе сил трения. Абразивный износ частично вызывается действием пыли и грязи, поэтому очень важно содержать машину в чистоте, особенно ее трущиеся части, важно также, что бы работа машины была спокойной (безударной). При ударной нагрузке сопротивляемость металла износу определяется не только прочностью и твердостью поверхности, но она зависит также от его вязкости. так отбеленный чугун, твердость которого примерно вдвое выше твердости марганцевой стали, изнашивается в дробилках примерно 5-7 раз быстрее последней из-за отсутствия необходимой вязкости.

Зависимость срока службы от условий работы машины наглядно иллюстрируется следующим примером: в то время как вал стационарной паровой турбины может работать до 15 млрд. оборота, ось паровоза может выдержать лишь 400 мин. оборотов, ее срок службы почти в 40 раз меньше. Таким образом, под изнашиванием следует понимать неизбежный и вредный процесс изменения формы и размеров частей машин и сооружений по действием главным образом сил трения и других тесно связанных с ним факторов. Огромное большинство деталей машин выходят из строя именно в следствии износа. Поэтому уменьшение трения и износа даже на 5-10% даст огромную экономию, что имеет исключительное значение.

Для борьбы с износом и трением заменяют одни металлы другими, более устойчивыми, применяют термическую и химическую обработку трущихся поверхностей, точную механическую обработку, а также заменяют металлы различными заменителями (пластмассами, древесиной специальной обработки и т.п.), изменяют конструкцию, улучшают смазку и вводят новые виды ее и т.д. В машинах стремятся не допускать непосредственного трения скольжения твердых поверхностей, для чего или разделяют их слоем смазки (жидкостное трение), или же вводят между ними добавочные элементы качения (шариковые и роликовые подшипники), к перемещению грузов на катках и колесах и т.п.

Основное правило конструирования трущихся деталей машин состоит в том, что более дорогой и трудно заменяемый элемент трущейся пары (вал) изготовляют из более твердого и более износоустойчивого материала, обычно из твердой стали, а более простые, дешевые и легко сменяемый части (вкладыши подшипников) изготовляют из сравнительно мягкого материала с небольшим коэффициентом трения, обычно из бронзы, баббита, специальных сортов чугуна и т.п. Кроме физического износа, машина подвержена также старению; при этом стареет ее конструкция и машина становится невыгодной технически и экономически по сравнению с новыми, более совершенными по конструкции и работе.

Источник

Граничное трение

Граничное трение возникает на поверхности сопряженных тел при толщине смазочного слоя менее 0,1 мкм. В этом случае сила трения зависит от природы и состояния трущихся поверхностей. Наличие граничного слоя (граничной пленки) способствует снижению силы трения по сравнению с трением без смазочного материала в 2…10 раз и уменьшает износ сопряженных поверхностей в сотни раз. Коэффициент граничного трения находится в пределах 0,08…0,15. Само же граничное трение неустойчиво и определяет предел работоспособности сборочной единицы.

Масла способны адсорбироваться на металлической поверхности, образовывая граничную пленку. На прочность пленки влияет наличие в ней активных молекул, их качества и количества. Молекулы смазочного материала ориентируются перпендикулярно к твердой поверхности (рис. 3.5 а), граничную пленку в этом случае можно представить в виде ворса. Когда происходит взаимное перемещение поверхностей трения, молекулы как бы изгибаются в противоположные стороны. На восстановление ориентации молекул в начальное положение требуется некоторый промежуток времени.

Рис. 3.5. Схема контакта тел при граничной смазке:

а) контакт идеальных поверхностей;

б) контакт реальных поверхностей.

Механизм трения при граничной смазке можно представить в следующем виде. В контакте под нагрузкой протекает упругая и пластическая деформация. На площадках контакта может произойти взаимное внедрение поверхностей без разрушения граничной пленки.

Если пластические деформации значительны, то на площадках контакта с высокими местными температурами может произойти разрушение смазочной пленки с наступлением адгезии поверхностей и схватыванием металлов на микроучастках (рис. 3.5, б). Это вызывает дополнительное сопротивление движению.

Смазочная пленка имеет способность восстанавливаться при местных повреждениях. Это происходит за счет адсорбции, протекающей с большой скоростью, благодаря подвижности молекул смазочного материала. Окисление пленки способствует ее разрушению.

На процесс граничного трения влияют различные факторы. Так, добавление ПАВ повышает толщину граничного слоя и способствует уменьшению износа. Большое влияние на эффективность смазочного действия оказывает химическое взаимодействие металла и смазочного материала. Например, жирные кислоты, вступая в реакцию с поверхностью металла, образуют мыла, способные без разрушения выдерживать значительные деформации.

При граничной смазке важное значение, имеют специальные добавки – присадки, содержащие органические соединения серы, фосфора, хлора или их сочетание. Присадки позволяют искусственно повысить химическую активность граничной пленки. Такие присадки, как мышьяк и сурьма, в условиях высоких температур образуют пленки сульфида железа, фосфита или фосфата железа. Образовавшиеся пленки предотвращают металлический контакт, понижают сопротивление трению, препятствуют дальнейшему локальному повышению температуры. Кроме того при определенных условиях пленки ведут себя как твердый смазочный материал.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Виды трения в узлах машин

1. Виды трения в узлах машин.

2. Модели триботехнических стстем.

ВИДЫ ТРЕНИЯ В УЗЛАХ МАШИН (1 час)

В процессе рaбoты машины в подвижных соединениях всегда нaблюдaется трение.

Трением нaзывaют сoпрoтивление, вoзникaющее при перемещении oднoгo тела по пoверхнoсти другoгo.

Силой трения нaзывaют силу сoпрoтивления, нaпрaвленную прoтивoпoлoжнo сдвигающему усилию.

Виды трения: По характеру относительного движения различают трение сколь­жения и трение качения. Иногда оба вида трения проявляются совместно, когда качение сопровождается проскальзыванием, например, в зубчатых и зубчато-винтовых передачах или между колесами и рельсами.

В зависимости от наличия смазочного материала различают сле­дующие виды трения: трение без смазочного материала и трение со сма­зочным материалом.

1. Трение без смазочного материала

Сухoе трение — трение, вoзникaющее в условиях вaкуумa, кoгдa между пoверхнoстями нет смазки или кaких-либo пoстoрoнних примесей. В практике к условиям сухoгo трения приближается рaбoтa гусеничнoгo соединения нa песчaнoм сухом грунте.

Трение без смазочного материала и при отсутствии загрязнений меж­ду трущимися поверхностями бывает в тормозах, фрикционных переда­чах, а также в узлах машин, работающих в условиях высоких температур, когда любой смазочный материал не при­годен.

Статическая сила трения в зависимости от продолжительности не­подвижного контакта возрастает до некоторого предела.

Сила трения дви­жения зависит от скорости скольжения поверхностей, причем соответ­ственно давлению и твердости сопряженных тел коэффициент трения может монотонно возрастать, убывать, переходить через максимум или минимум.

Трение без смазочного материала сопровождается скачкообразным скольжением поверхностей, с чем связаны, например, вибрация автомо­биля при включении сцепления, «дергание» при торможении, «визг» тор­мозов, вибрация резцов при резании и нарушение плавности работы мед­ленно движущихся деталей. Можно указать некоторые мероприятия борь­бы со «скачками» при трении — увеличение жесткости системы, повы­шение скорости скольжения, подбор пар трения, для которых коэффици­ент трения незначительно возрастает с ростом продолжительности не­подвижного контакта и при повышении скорости через минимум не про­ходит.

Пленки окислов, влага и загрязнения на металлических поверхностях влияют на коэффициент трения двояко. Силы молекулярного притяже­ния между ними могут быть в сотни раз меньше, чем в случае взаимодей­ствия металла на чистом контакте. Кроме того, прочность окислов обыч­но меньше прочности основного металла, поэтому сопротивление «про­пахиванию» и срезанию частиц при перемещении, наряду с силами моле­кулярного взаимодействия, значительно понижается, и коэффициент тре­ния падает. Толстые пленки окислов обладают меньшей твердостью, и наличие их приводит к повышению площади фактического контакта, при­чем, если это возрастание будет протекать быстрее, чем уменьшение ме­ханической составляющей силы трения, то произойдет увеличение силы трения.

2. Трение при граничной смазке

При граничной смазке поверхности сопряженных тел разделены сло­ем смазочного материала весьма малой толщины (от толщины одной молекулы до 0,1 мкм). Наличие граничного слоя или граничной пленки снижает силы трения по сравнению с трением без смазочного материала в 2раз и уменьшает износ сопряженных поверхностей в сотни раз.

Этот вид трения нaблюдaется при недoстaтoчнoй смазке чистo oбрaбoтaнных пoверхнoстей. Например, две пoверхнoсти, oбрaбoтaнные пo спoсoбу притирки, смaзaнные мaслoм, a затем протертые сухой ветошью, будут сoпрягaться в условиях, близких к грaничнoму трению.

Рис.1. Схемы скольжения тел при граничной смазке:

а — смазка идеальных поверхностей; б — контактирование реальных поверхностей; А — участки, воспринимающие нагрузку; Б — участки непосредственного контактирования или контактирова­ния при твердых пленках

Все масла способны адсорбироваться на металлической поверхности.

Молекулы смазочного материала ориентируются перпендикулярно к твердой поверхности (стоймя), что позволяет представить для нагляд­ности граничную планку в виде ворса (рис. 1). При взаимном переме­щении поверхностей трения «ворсинки» как бы изгибаются в противопо­ложные стороны. На самом же деле происходит сдвиг с перекосом ква­зикристаллической структуры пленки. Сопротивление ее скольжению в таком состоянии несколько повышено. На восстановление ориентации молекул в прежнее положение перпендикулярно поверхности тел требу­ется некоторый промежуток времени, иногда относительно большой.

Смазочный материал в граничном слое анизотропен, в танген­циальном направлении молекулярные слои легко изгибаются и при тол­щине слоя больше некоторой критической величины скользят друг по другу; по нормали к твердой поверхности пленка обладает высоким сопротивлением сжатию; ее несущая способность исчисляется десятками тысяч килограммов на 1 см2.

Деформация сжатия пленки в довольно вы­соком интервале не выходит за пределы упругости.

Механизм трения при граничной смазке представляется в следую­щем виде. Под нагрузкой протекает упругая и пластическая деформации на площадках контакта, под которыми здесь следует понимать площадки наиболее близкого прилегания поверхностей, покрытых граничной плен­кой смазочного материала, вплоть до мономолекулярного слоя. На пло­щадках контакта может произойти взаимное внедрение поверхностей без нарушения целостности смазочной пленки.

Сопротивление движению при скольжении складывается из сопротивления сдвигу граничного слоя и сопротивления «пропахиванию» поверхностей внедрившимися объема­ми. Кроме того, на площадках контакта, подвергнутых наиболее значи­тельной пластической деформации, и в пунктах с высокими местными температурами может произойти разрушение смазочной пленки с наступ­лением адгезии обнажившихся поверхностей и даже схватывание метал­лов на микроучастках Б (см. рис.1). Это вызывает дополнительное со­противление движению.

Благодаря подвижности молекул смазочного материала на по­верхности трения адсорбция протекает с большой скоростью, что сооб­щает смазочной пленке свойство «самозалечиваться» при местных ее пов­реждениях. Эта способность играет большую роль в предупреждении лавинного процесса схватывания.

Невозобновляемая граничная пленка по мере возрастания пути тре­ния изнашивается, масло из пленки адсорбируется на продукты износа и уносится с поверхности трения; происходит сублимация пленки как твер­дого тела и удаление масла в атмосферу. Окисление пленки способствует дезориентации структуры и разрушению ее.

Пoлусухoе трение — смешaннoе, при кoтoрoм одни участки пoверхнoсти нaхoдятся в условиях грaничнoгo, a другие — в условиях сухoгo трения.

При трении с гра­ничной смазкой износ деталей машин велик. В силу волнистости и шеро­ховатости поверхностей их контактирование происходит на очень малых участках трения; контактные давления имеют высокие значения, и тон­кая граничная пленка масла не предохраняет поверхности от пластичес­кой деформации, что неизбежно ведет к износу деталей. Это является непреодолимым недостатком граничной смазки.

3. Жидкостная, вязкопластическая и контактно-гидродинамическая смазка

Жидкостная смазка характеризуется тем, что трущиеся поверхности разделены слоем жидкого смазочного материала (масла), находящегося под давлением. Давление смазочного материала уравновешивает внеш­нюю нагрузку. Слой смазочного материала называют несущим слоем. При увеличении его толщины, более толщины граничной пленки, уменьша­ется степень влияния твердой поверхности на далеко отстоящие от нее молекулы масла. Слои, находящиеся на расстоянии более 0,5 мкм от по­верхности, приобретают возможность свободно перемещаться один от­носительно другого. При жидкостной смазке сопротивление движению определяется внутренним трением (вязкостью) жидкости и складывается из сопротивления скольжению слоев масла по толщине смазочной про­слойки.

Жидкoстнoе трение нaблюдaется в сопряжении «вал — подшипник скольжения» при устaнoвившемся движении и в том случае, кoгдa нет переменных нaгрузoк.

Этот режим трения со свойственными ему весьма малыми коэф­фициентами трения является оптимальным для узла трения с точки зре­ния потерь энергии, долговечности и износостойкости. Сила трения при жидкостной смазке не зависит от природы сопрягаемых поверхностей.

Рис. 2. Схематический разрез металли­ческой поверхности и слоя жидкого сма­зочного материала:

1— исходная структура металла; 2 — крис­таллы, деформированные в направлении об­работки; 3 — раздробленные размазанные кристаллы, окислы и адсорбированное мас­ло; 4 — адсорбированный монослой масла; 5 — граничный слой масла; б — зона микро­турбулентности; 7 — ламинарный поток

Коэффициент жидкостного трения находится в пределах 0,003-0,03, что в 50-100 раз меньше, чем при трении без смазки. Сила трения при этом виде смазки зависит только от трения внутренних слоев в смазочном материале.

Пластичные смазочные матери­алы, как и жидкие, могут обеспечить режим трения, исключающий непос­редственный контакт поверхностей и их взаимное внедрение. В отличие от масел, являющихся вязкими жид­костями, пластичные смазочные ма­териалы обладают вязкопластическими свойствами. Поэтому поток такого материала имеет свои особен­ности.

В нем имеются зоны, в которых от­сутствует послойное скольжение, течение в них происходит как в иде­альной пластичной среде; вне этих зон течение вязкое. Возможно, также скольжение смазочного мате­риала относительно стенок подшипника.

При качении цилиндра по плоскости (рис. 4.1) в зонах / и III градиент скорости по высоте отличен от нуля и течение вязкое. В зоне // касательное напряжение меньше предельного напряжения сдвига, взаим­ное послойное перемещение в каждом сечении этой зоны отсутствует, и поток подобен течению пластического тела.

При качении или при качении со скольжением масло втягивается в зону контакта движущимися поверхностями. При некоторых условиях, аналогичных условиям возникновения гидродинамической смазки меж­ду скользящими поверхностями, в масляном слое образуется подъемная сила. Вследствие малой протяженности зоны контакта и больших давле­ний в ней масляный слой имеет толщину того же порядка, что и местные деформации контактирующихся тел. Эти деформации влияют на конфи­гурацию зазора. Задача о распределении давления в слое смазочного ма­териала в зоне контакта упругих тел является контактно-гидродинами­ческой.

Рис. 4.1. Эпюра распределения скоростей в вязкопластичном потоке при качении цилиндра по плоскости: х1, х2 — координаты концов смазочной про­слойки

При малой толщине смазочного слоя, не полностью разделяющего контактирующие поверхности, трение зависит от тех же факторов, что и при жидкостной смазке и от свойств материалов.

Механизм формирования масляного клина, несущего нагрузку, в опорном подшипнике скольжения показан на рис. 5. Здесь зазор для большей ясности сильно увеличен. На рис. 5,а вал не движется, и в самой нижней точке шейка вала контактирует с подшипником. Когда начинается вращение, вал вкатывается по поверхности подшипника вверх в условиях граничного трения (рис. 8,б). Когда достигается достаточно большая скорость вращения, под шейку вала втягивается масло, и образуется стабильный масляный клин, который и поддерживает вал, как это показано на рис. 5,в. При этом шейка вала смещается влево, занимая свое равновесное положение.

металлорежущих станков, кузнечно-прессового оборудования, пор­шневых двигателей и других машин.

Четвертую группу можно разделить на две подгруппы. В первую вхо­дят пары трения с длиной хода большей, чем длина направляющих суп­порта (ползуна).

Вторую подгруппу образуют пары, у которых направляющие стани­ны имеют ограниченную длину, суппорт свешивается с них при своем движении. Номинальная площадь контакта пар непостоянна; вследствие этого, а также в связи с изменениями во взаимном положении приложенных и реактивных сил эпюра давлений переменна на участках свешивания. Если суппорт свешивается с направляющих по обе стороны, то в смысле усло­вий изнашивания станина и суппорт меняются местами. Износ направля­ющих станины более равномерен при свешивании суппорта.

Пятую группу образуют цилиндры, поршни и поршневые кольца паровых машин, двигателей внутреннего сгорания и компрессоров, цилиндрические золотники, золотниковые втулки и кольца.

Цилиндры вертикальных паровых машин изнашиваются под действи­ем сил упругости поршневых колец и давления пара. В мертвых точках давление пара наибольшее, скорость скольжения равна нулю, а вблизи мертвой точки мала. В середине хода скорость близка к максимальной, давление пара снижается. Распределение износа по длине хода поршня зависит от того, какой фактор (давление на стенку или скорость) является превалирующим в данных условиях изнашивания. При обычной точнос­ти изготовления и сборки и нормальной эксплуатации больше изнашива­ется средняя часть цилиндра, его рабочая поверхность принимает бочко­образную форму.

Моторесурс двигателей внутреннего сгорания определяется обычно ресур­сом цилиндропоршневой группы, зависящим от износостойкости деталей этой группы. Пыль, попадающая вместе с воздухом в цилиндры, частицы нагара и продукты износа вызывают абразивное разрушение рабочих поверхностей ци­линдров и поршневых колец. Давление газов в цилиндре, а, следовательно, и давление поршневых колец на стенки цилиндра имеет наибольшие значения в верхней его части, где условия смазывания неблагоприятны и поверхности тре­ния имеют повышенную температуру. Поэтому в четырехтактных двигателях и двухтактных с прямоточной продувкой зона наибольшего износа цилиндров находится против газоуплотнительных колец в положении поршня в ВМТ, а наибольший износ — против верхнего кольца.

Иногда обнаруживается еще один максимум износа; он находится в районе первого поршневого кольца в положении НМТ. Бочкообразный износ цилиндров наблюдается в автотракторных двигателях при работе на загрязненном масле, когда абразивные частицы забрасываются на зер­кало цилиндра, и в крупных судовых дизелях при недостаточном коли­честве смазочного материала вследствие конструктивных недоработок смазочной системы.

Шестая группа — винтовые пары. Это, в первую очередь, передача винт — гайка. Среднее давление в паре трения передаточный винт — гайка мало. Распределение износа в радиальном направлении связано с деформацией деталей под нагрузкой, а по длине — с раздачей усилий по виткам гайки и изменениями в раз­даче с течением времени. Достаточ­ные сведения о характере микроиз­менения поверхностей трения от­сутствуют.

К седьмой группе относят зубчато-винтовые передачи.

Неравномерность износа зубьев цилиндрических прямозубых колес по длине обусловлена неравномерным распределением нагрузки, вызван­ным упругими деформациями валов и колес, упругими смещениями под­шипников и их неравномерной выработкой, несимметричным располо­жением венца относительно ступицы и погрешностями обработки и сбор­ки деталей передачи.

Зуб бокового эвольвентного профиля тоже изнаши­вается неравномерно, в соответствии с различными величинами удель­ной скорости скольжения и сил трения по профилю, а также с по­грешностями его изготовления.

На рис. 16 показан профиль зуба с увеличенной глубиной фланка, скаженный в результате изнашивания. У вершины зуба расположен учас­ток, не участвовавший в зацеплении.

В результате износа зубь­ев радиусы их кривизны могут уменьшиться, отчего в соответствующих участках профиля зуба контактные напряжения становятся выше предела контактной выносливости при достаточном начальном запасе прочности.

В червячных передачах зубья колеса изнашиваются в большей сте­пени, чем витки червяка. Износ сосредоточивается на участках с неблагоприятными условиями смазывания. Эта зона расположена на стороне выхода червяка из зацепления у ножки зуба.

Источник