Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Триботехника

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 29.05.13. Сдан: 2013. Страниц: 20. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Министерство образования, науки, молодежи и спорта Украины

Донецкий национальный университет

 

 

 

 

 

 

Реферат по триботехнике

 

 

 

 

 

подготовил: ст.гр.

проверил:

 

 

 

 

 

Донецк 2011

 

Содержание

Диффузия в твердых  телах. Самодиффузия, термодиффузия

Фактическая площадь касания  и сближения между поверхностями  контактирующих тел

Изменение происходящие в поверхностном слое

Изнашивание поверхностей деталей 

Механизм фреттинг-коррозия. Методы борьбы с фреттинг-коррозией

 

 

 

 

 

Диффузия в  твердых телах

Диффузия— это обусловленный хаотическим тепловым движением перенос атомов, он может стать направленным под действием градиента концентрации или температуры. Диффундировать могут как собственные атомы решетки (самодиффузия или гомодиффузия), так и атомы других химических элементов, растворенных в полупроводнике (примесная или гетеродиффузия), а также точечные дефекты структуры кристалла — междоузельные атомы и вакансии.

Для создания в полупроводнике слоев с различным типом проводимости и p-n-переходов в настоящее время  используются три метода введения примеси: термическая диффузия, нейтронно-трансмутационное легированиеи ионная имплантация (ионное легирование). С уменьшением размеров элементов ИМС и толщин легируемых слоев второй метод стал преимущественным. Однако и диффузионный процесс не теряет своего значения, тем более, что при отжиге полупроводника после ионного легирования распределение примеси подчиняется общим законам диффузии.

Основные характеристики диффузионных слоев

  • поверхностное сопротивление, или поверхностная концентрация примеси;
  • глубина залегания -перехода или легированного слоя;
  • распределение примеси в легированном слое.

До настоящего времени  нет достаточно полной общей теории, позволяющей сделать точный расчет этих характеристик. Существующие теории описывают реальные процессы либо для  частных случаев и определенных условий проведения процесса, либо для создания диффузионных слоев  при относительно низких концентрациях  и достаточно больших глубинах введения примеси. Причиной этого является многообразие процессов, протекающих в твердом  теле при диффузии, таких как взаимодействие атомов различных примесей друг с другом и с атомами полупроводника, механические напряжения и деформации в решетке кристалла, влияние окружающей среды и других условий проведения процесса.

 

 

 

 

Механизмы диффузии примесей

Схема возможных механизмов диффузии атомов в кристаллах

Основными механизмами перемещения  атомов по кристаллу могут быть: прямой обмен атомов местами — а; кольцевой обмен — б; перемещение по междоузлиям — в; эстафетная диффузия — г; перемещение по вакансиям — д; диссоциативное перемещение — е; миграция по протяженным дефектам (дислокациям, дефектам упаковки, границам зерен).

  • Вакансионный механизм диффузии — заключается в миграции атомов по кристаллической решётке при помощи вакансий. В любом кристалле существуют вакансии — места в решетке без атомов (их иногда называют атомами пустоты). Атомы вокруг вакансии колеблются и, получив определенную энергию, один из этих атомов может перескочить на место вакансии и занять её место в решетке, в свою очередь оставив за собой вакансию. Так происходит перемещение по решетке атомов и вакансий, а значит и массоперенос. Энергия, необходимая для перемещения вакансии или атома по решетке, называется энергией активации.
  • Межузельный механизм диффузии — заключается в переносе вещества межузельными атомами. Диффузия по такому механизму происходит интенсивно, если в кристалле по каким-то причинам присутствует большое количество межузельных атомов и они легко перемещаются по решетке. Такой механизм диффузии предполагается, например, для азота в алмазе.
  • Прямой обмен атомов местами — заключается в том, что два соседних атома одним прыжком обмениваются местами в решетке кристалла.

В любом процессе диффузии, как правило, имеют место все  перечисленные механизмы движения атомов. При гетеродиффузии, по крайней  мере, один из атомов является примесным. Однако вероятность протекания этих процессов в кристалле различна. Прямой обмен атомов требует очень большого искажения решетки в этом месте и связанной с ним концентрации энергии в малой области. Поэтому данный процесс оказывается маловероятным, как и кольцевой обмен.

Самодиффузия, частный случай диффузии в чистом веществе или растворе постоянного состава, при котором диффундируют собственные частицы вещества. При Самодиффузия атомы, участвующие в диффузионном движении, обладают одинаковымихимическими свойствами, но могут различаться по своим физическим характеристикам (составом атомного ядра, см. Изотопы). При различии изотопного состава вещества за процессом Самодиффузия можно наблюдать, применяя радиоактивные изотопы (см.Изотопные индикаторы) или анализируя изотопный состав при помощи масс-спектрометров. Изменение концентрации данного изотопа в рассматриваемом объёме вещества в зависимости от времени описывается обычными уравнениями диффузии, а скорость процесса характеризуется соответствующим коэффициентом Самодиффузия (см. Диффузия). Диффузионные перемещения частиц твёрдого тела могут приводить к изменению его формы и к другим явлениям, если на образец длительно действуют такие силы, как поверхностное натяжение, сила тяжести, упругие силы, электрические силы и т. д. При этом может наблюдаться сращивание двух пришлифованных образцов одного и того же вещества, спекание порошков, растягивание тел под действием подвешенного к ним груза (диффузионная ползучесть материалов) и т. д. Изучение кинетики этих процессов позволяет определить коэффициент Самодиффузия вещества.

Термическая диффузия

Сущность явления термодиффузии, открытого К. Людвигом в 1856 г., состоит  в том, что при наличии температурного градиента в смеси, состоящей  из нескольких компонентов, возникает  градиент концентраций. Заполнив U-образную трубку раствором сульфата натрия и  поддерживая в одном ее колене температуру 0, а в другом 100°С, Людвиг обнаружил через некоторое время в холодном колене выпавшие в осадок кристаллы соли. 
После изобретения термодиффузионной колонки (1938 г.) термическую диффузию стали использовать для разделения смесей, трудноразделимых другими методами, в том числе нефтяных фракций. Термодиффузионные колонки состоят из двух коаксиальных цилиндров с зазором между ними 0,25—0,5 мм. Разделяемую смесь помещают в пространство между цилиндрами, один из которых нагревают, а другой охлаждают. При этом молекулы одного вещества перемещаются к холодной стенке или цилиндру и в результате конвекции опускаются вниз, а молекулы другого компонента направляются к горячему цилиндру и концентрируются в верхней части колонки. Основные закономерности процесса: 1) к холодной стенке движется углеводород с наибольшим числом углеродных атомов и с наибольшей температурой кипения; 2) при одинаковой температуре кипения к холодной стенке направляется компонент с наименьшим молярным объемом; 3) при одинаковых молярных объемах и температурах кипения к холодной стенке движется компонент с наименьшей поверхностью молекул. 
Как правило, термодиффузионному разделению подвергают сравнительно узкокипящие (25—50-градусные) фракции, предварительно разделенные на алкан-циклоалкановую и ареновую части. При термической диффузии насыщенных углеводородов в верхней части колонки концентрируются алканы, в средних фракциях — моно- и бициклоалканы и в последних термодиффузионных фракциях (в нижней части колонки) — полициклоалканы. Таким образом, метод термодиффузии позволяет более или менее успешно решать следующие сложные задачи: 
разделять смеси близкокипящих циклоалканов и алканов изостроения (например, можно разделять циклогексан и 2,4-ди-метилпентан, температуры кипения которых различаются всего на 0,24°С); 
разделять смеси циклоалканов по числу циклов с получением концентратов моно-, би- и полициклоалканов; 
разделять цис-, транс-изомеры, например цис- и транс-декалин, цис- и транс- 1,2-диметилциклогексан. 
Степень разделения компонентов повышается, если навить проволоку по винтовой линии на внутреннюю трубку колонки — при этом уменьшается влияние паразитной конвекции. К тому же эффекту приводит использование роторных диффузионных колонн, в которых внутренний цилиндр медленно вращается. Недостаток как роторных колонн, так и колонн со спиральной навивкой состоит в увеличении продолжительности достижения стационарного состояния, которое составляет, как правило, десятки часов. 
Невысокая производительность термодиффузиоиных колонн ограничивает возможности использования метода в промышленности. Тем не менее, предлагалось использовать термодиффузию для получения фракций масел с высоким индексом вязкости и низкой температурой застывания. Имеются зарубежные установки производительностью до 9 т/сут смазочного масла с повышенным индексом вязкости. 
Разработаны автоматизированные аппараты непрерывного термодиффузионного разделения (АТР-3 и АТР-ЗМ), которые успешно используют для препаративного разделения нефтяных фракций и нефтехимических продуктов.

 

Фактическая площадь  контакта

В современной механике под  трением понимают широкий круг явлений, вызываемых взаимодействием соприкасающихся  поверхностей твердых тел при  относительном перемещении, а также  внутренним движением в твердых, жидких и газообразных средах при  их деформации.

Первоначальное развитие получило изучение внешнего трения как  силы сопротивления относительному движению соприкасающихся тел при  трогании с места, скольжении, качении, верчении, при смазке в гидродинамическом  режиме, образовании на поверхностях тонких слоев в несколько молекул (граничная смазка) либо в отсутствие смазки (сухое трение).

Внутреннее трение в твердых, жидких и газообразных средах подробно изучено в аэро- и гидродинамике  и связано с необратимым рассеянием механической энергии, т.е. ее преобразованием  во внутреннюю энергию.

В технике трение является инициатором деформационных, динамических, тепловых, акустических, электрических, адгезионных и других процессов, определяющих ресурс работоспособности  узлов трения машин, их энергетику и  эффективность.

Первичной проблемой при  изучении трения является контактирование  соприкасающихся поверхностей. В  понятие контактирования входит взаимодействие поверхностей, принадлежащих  твердым телам, под действием  относительного смещения и сжимающих  сил с учетом их отклонения от идеальной  формы и влияния среды (газы и  смазочные материалы), присутствующей в зоне контакта.

Отклонениями от идеальной  формы, которые считаются макроскопическими, являются неплоскостность, извернутость, волнистость и т.п. Они обычно имеют масштаб, измеряемый в диапазоне 10-3?10-4м. Макроскопические неровности несут на себе микронеровности, измеряемые на уровне 10-5 ? 10-6 м. В свою очередь микронеровности имеют субшероховатость порядка молекулярных размеров.

В основе представлений о  фрикционном взаимодействии шероховатых  поверхностей лежит понятие о  площади соприкосновения трущихся тел.

Анализ контактирования и оценка площади соприкосновения

При случайном расположении шероховатостей на поверхностях контактирующих тел контактное сближение этих тел  под действием внешней нагрузки лимитирует фактическая площадь соприкосновения, определяемая геометрией контактирующих поверхностей.

На рис. 1.1 показаны основные характеристики геометрии шероховатых поверхностей: шероховатость с максимальной высотой профиля Rmax, волнистость с максимальной высотой волны Rwmax и макроотклонения от горизонтальной базовой плоскости с размером ?.


Р и с. 1.1. Основные характеристики

геометрии шероховатых поверхностей


Для оценки шероховатости  используются: оптические, щуповые, электронно-микроскопические и другие методы. Промышленное применение приобрел щуповой метод. Суть его  заключается в том, что по поверхности  скользит игла с радиусом закругления 2-10 мкм, значительно меньшим, чем  радиус закругления вершин микронеровностей. Колебания иглы в вертикальном направлении  преобразуются в электрические  сигналы, поступающие в микропроцессор, который выдает в цифровом виде основные характеристики профиля.

На рис. 1.4 показана структурная  схема площади контакта. Площадки фактического контакта DAri сгруппированы на площадях касания волн, совокупность которых составляет контурную площадь контакта DAсi (КПК). Общая   площадь   соприкасания тел (кажущаяся), в пределах которой заключены ФПК и КПК, называется номинальной площадью контакта Аа (НПК).


 

Р и с. 1.4. Структурные компоненты

 реального контакта  шероховатых

поверхностей:

Aа - номинальная площадь контакта;

Aсi -контурная площадка;

DAri - фактическая площадь единичного

       пятна контакта.


Суммарная площадь фактического контакта 

Аr= DAri.

Наиболее полно методика расчета ФПК разработана профессором  Н.Б. Демкиным. В целях расчета  ФПК шероховатость поверхности  обычно моделируют набором сферических сегментов, вершины которых разбросаны по высоте таким образом, чтобы сохранить закон распределения материала в шероховатом слое, который задается с помощью полученной из опыта опорной кривой.

Рассмотрим по рис.1.5 контакт  шероховатой поверхности с гладкой, что упрощает задачу, а результаты можно перенести на контакт двух шероховатых поверхностей. Поскольку в узлах трения деформация выступов невелика по сравнению с их размером, то можно пренебречь искажением формы и считать, что площадка контакта Аri равна площади сечения выступа на расстоянии от вершины равном деформации аi, которую называют

 

                           а                                                                     б

Р и с. 1.5. К анализу оценки фактической площади контакта

Идея расчета ФПК при упругом контактировании заключается в следующем. Шероховатый слой сжимается плоским гладким штампом от исходного положения ВВ до конечного В1В (см. рис. 1.5).

Отметим, что для приработанных  поверхностей узлов трения характерен упругий контакт. Пластический контакт  может частично проявиться при первых нагружениях, когда сжимаются наиболее высокие выступы. Последующие нагружения происходят уже в условиях, приближенных к упругому контакту. Пластический контакт имеет место также при обработке материалов резанием, ковкой, штамповкой, прессованием, накаткой и др.

Если поверхности имеют  ярко выраженную волнистость, то ее параметры  определяют из волнограмм, снимаемых с помощью профилографов

Вкратце рассмотрим экспериментальные  методы измерения ФПК. Все методы можно разделить на 2 группы: методы, основанные на изучении оттиска поверхности, и методы, основанные на прямом или  косвенном измерении площади  в условиях контактирования. Первая группа методов легче реализуется, но требует нарушения контакта. Сюда относятся методы измерения с использованием индикаторных пленок люминофоров, радиоизотопов, красящих веществ, наносимых на одну из контактирующих поверхностей. Поверхности после контактирования разнимают и с помощью планиметра измеряют площадь пятен. Все методы имеют индивидуальные источники погрешностей. Наиболее точные результаты дают 3 метода: метод угольных пленок, метод оценки переноса атомов материала одной поверхности на другую и метод измерения площадок сжатия выступов при контакте шероховатого тела с гладким.

Первый метод наиболее прост и доступен. На поверхность  одной из деталей пары, покрытой тончайшим слоем смазки, напыляется в низком вакууме тонкая (толщиной до 1 мкм) пленка угля. Затем на напыленную поверхность накладывают вторую деталь пары и сжимают их приложением  нормальной нагрузки. В местах контакта пленка разрушается, и светлые пятна  касания отчетливо видны на черном фоне. Их площадь легко измерить планиметрированием. Второй метод заключается  в обследовании побывавшей в контакте поверхности на растровом электронном  микроскопе с рентгеновским микроанализатором, который настраивается на материал контртела. Анализатор регистрирует пятна  контакта, как совокупность перенесенных при взаимодействии атомов контр-тела. Третий метод основан на измерении площадок смятия выступов металлических шероховатых тел после их контактирования с плоской твердой гладкой поверхностью. Площадки видны, как зеркальные пятна на сером фоне. Измерения проводятся в автоматическом режиме с использованием телевизионных планиметров. Метод применим только в условиях пластического контакта.


Р и с. 1.9. Схема оптического

метода оценки шероховатостей

(метод НПВО)


Вторая группа методов  позволяет измерять ФПК в условиях взаимодействия поверхностей. К ней  относится метод нарушения полного  внутреннего отражения (НПВО). Схема  метода показана на рис. 1.9. Луч света 1 падает под углом, большим предельного, на грань прозрачной призмы и испытывает полное внутреннее отражение. К призме прижимается шероховатое тело. В  местах контакта полное внутреннее отражение  нарушается, и пятна контакта в  лучах отраженного света 2 выглядят темными на светлом фоне. Применение метода ограничено узким выбором  прозрачного материала, в качестве которого обычно используется стекло, обладающее низкой прочностью.

Другим методом является измерение электросопротивления контакта, по которому можно рассчитать ФПК. Здесь  главным источником погрешности  является наличие на поверхностях пленок окислов, проводимость которых много  меньше, чем у металлов.

 

Изменения в поверхностном  слое

Основные характеристики и виды изнашивания

Относительные перемещения  контактирующих поверхностей и их механические взаимодействия приводят не только к  изменениям состояния и свойств  материалов поверхностных слоев, как  это отмечалось в гл. 2, но и к  их разрушению.

Обычно разрушение происходит в форме отделения от поверхностей трения мелких частиц материала, что  приводит с течением времени к  изменению размеров и формы контактирующих деталей. Это явление и называют изнашиванием.

Следует иметь в виду, что изнашивание является сложным  многоуровневым процессом.

Основным инициатором  изнашивания является деформация материала  контактирующих поверхностей под действием  контактных напряжений и температурные  флуктуации. Их следствием является накопление дефектов структуры с концентрацией  в поверхностном слое: текстурирование  материала в направлении скольжения; химические реакции материала пары с активными компонентами среды; перенос вещества с поверхности  трения в глубину, либо обратно, и  обмен веществом контактирующих тел и т.д.

Величину износа определяют в единицах длины, объема, массы, а  износ за единицу времени - как скорость изнашивания, м/ч:

J=Dh/t,

где Dh - величина износа, (линейный износ) или толщина удаленного слоя, м;        t - время, ч.

Широко распространена другая характеристика изнашивания - интенсивность изнашивания:

   (безразмерная величина),

где Dh - величина износа, м, а L - путь трения, м.

Представление о характере изнашивания можно получить из краткого обзора основных разновидностей изнашивания. Их описание предварим следующим замечанием. В трибологии принято за основу классификации видов изнашивания принимать отчетливо наблюдаемый или иным образом установленный преобладающий вид разрушения поверхностей трения.

Усталостное изнашивание

К усталостному изнашиванию  относят случаи, когда при работе узлов трения отсутствуют аномальные повреждения (схватывания, задиры, микрорезание, прижоги поверхностей и т.п.), трение протекает в нормальных условиях, имеется смазка, но тем не менее вследствие трения материал поверхностного слоя «устает» и начинает отделяться в виде частиц износа. Здесь как бы проводится аналогия с понятием «усталостная прочность».

Различают усталостное изнашивание  двух видов: многоцикловое и малоцикловое. Многоцикловое изнашивание возникает  при упругом контактировании. Многократное воздействие на микровыступ приводит к постепенному накоплению микродефектов, образованию микротрещин, при слиянии которых образуются поверхностные макротрещины, вызывающие разрушение материала и отделение частиц износа. При малоцикловом изнашивании совместное действие нормальной и касательной нагрузок при трении приводит к тому, что максимальное касательное напряжение возникает не на поверхности, а под пятном контакта на небольшой глубине, где накапливаются повреждения и образуются трещины. У хрупкого материала трещина возникает на поверхности. Малоцикловое изнашивание наблюдается при пластическом деформировании поверхностей (без резания) более мягкого материала выступами более твердого. В местах такого деформирования нередко образуются боковые навалы, которые при последующих проходах тоже могут отделяться в виде продуктов износа.

Абразивное  изнашивание

Абразивные частицы производят на поверхностях трения разрушительное действие в двух основных формах. Острые абразивные частицы царапают, совершают  хаотический процесс микрорезания, что наблюдается, например, при работе почвообрабатывающих или горных машин.

Второй характерный механизм изнашивания - деформационное действие «тупых» абразивных частиц, которые  не царапают, а выдавливают лунки  или бороздки и вызывают при многократном повторении локальные усталостные  разрушения.

Еще одной разновидностью абразивного износа является гидроабразивный износ. Гидро- и газоабразивный износ возникает при действии на поверхность потоков газа или жидкости, содержащих частицы абразива.

При отсутствии абразивных частиц в струях жидкостей или  газов наблюдается эрозионный износ.

К данной разновидности изнашивания  близок кавитационный износ. Кавитационный износ возникает, когда жидкость обтекает края препятствий, например лопаток насосов, турбин. На краях препятствий резко изменяется скорость течения, образуются разрывы в кавитационные образования, заполненные паром, которые, захлопываясь создают ударные волны. Многократное ударное воздействие расшатывает кристаллы металлической поверхности, которые через некоторое время выкрашиваются.

Коррозионно-механическое изнашивание

К такой разновидности  изнашивания относят окислительный  износ, фреттинг-коррозию и водородный износ. Окислительный износ связан с активацией окислительных процессов  поверхностных слоев трущихся поверхностей за счет пластической деформации, повышенной температуры, действия циклических  нагрузок и наличия кислорода  в смазке и окружающей среде.

При окислительном изнашивании  вначале, когда пленки окислов тонки (порядка долей микрометра) и эластичны, они играют положительную роль и  предохраняют поверхности от повреждений. Но по мере роста они становятся толстыми, хрупкими и разрушаются  при нагрузках, которые вначале  легко переносили. Продукты износа уносятся со смазкой. Тем временем окислительный  процесс продолжается, пленки снова  нарастают и защищают от износа основной материал. Таким образом, окислительное  изнашивание - это процесс, при котором  разрушается не материал изнашиваемой детали, а его вторичные структуры - оксиды, образующиеся в процессе трения.

Самой агрессивной формой окислительного износа является фреттинг-коррозия  (англ. Fret  - разъедать). Фреттинг-коррозия обычно наблюдается в номинально неподвижных соединениях, подверженных вибрации. При фреттинг-коррозии циклические микроперемещения в контакте вызывают локальные тепловые флуктуации, многократное пластическое деформирование, интенсивное накопление дефектов структуры, образование микро- и макротрещин, по которым в глубину от поверхностей диффундирует кислород и другие активные компоненты среды. Отделившиеся частицы абразивно воздействуют на поверхность. Характерные объекты подобного изнашивания - замки лопаток различных турбин, резьбовые соединения и другие детали машин, работающие в динамически напряженных условиях.

 

Водородное  изнашивание

Водородный износ наблюдают  в резьбовых соединениях, золотниковых и плунжерных парах, тормозных дисках и других узлах трения.

Водород в парах трения образуется в атомарной форме  при электрохимико-термическом разложении воды, смазок, пластмасс. Такой водород  по микродефектам материала диффундирует в поверхностный слой. При этом металлические связи заменяются слабыми водородными, а материал охрупчивается.

При трении в таких парах  на стальной поверхности возникает  мягкий, близкий к аморфному состоянию  слой меди. При этом в процессе трения происходит взаимный, непрекращающийся перенос атомов меди с одной поверхности  на другую, а пленка меди на стали  постоянно возобновляется. Возможен и другой вариант, когда обе трущиеся детали стальные, но в системе машины имеются детали из медных сплавов, не участвующие в трении. Кислоты, возникающие  в смазке в ходе ее термического распада, растворяют медный сплав, причем ионы меди оседают на обеих стальных поверхностях, образуя защитные пленки. В третьем случае в смазку вводят коллоидный раствор частиц, необходимых  для образования защитных пленок. Избирательный перенос обеспечивает многолетнюю эксплуатацию узлов  трения без заметного изнашивания. В таком режиме, например, работают компрессоры бытовых холодильников. Имеется положительный опыт создания режима избирательного переноса в ДВС  и других агрегатах и узлах  трения автомобилей.

Особый механизм изнашивания  проявляется у резин. Обладая  низким модулем упругости, резины способны к высокой относительной упругой  деформации в 100% и более. Из-за высокого коэффициента трения элементы резиновой  поверхности увлекаются контртелом, вытягиваются, отрываются и скручиваются, образуя продукты износа в виде окатышей.

Имеются и другие менее  выраженные и специфические формы  износа, которые интересны при  узкой специализации.

Однако, несмотря на большую специфику, у  всех видов изнашивания имеются  общие закономерности.

Типичная характеристика износа во времени представлена на рис. 4.1.

Начальная часть кривой здесь  характеризует период приработки (tприраб.). Затем изнашивание протекает с постоянной скоростью (tприраб., tкритич.). Этот участок принято называть периодом нормальной эксплуатации. При t > tкритич. износ резко возрастает, становится катастрофическим, что приводит к выходу узла трения из строя.

На этапе приработки формируются  эксплуатационные свойства узла трения.


Сформировавшуюся  к концу приработки шероховатость  принято называть равновесной.

 

Р и с. 4.1.  Кривая износа


Равновесная шероховатость  связана с исходной, но её параметры  главным образом определяются физико-механическими  свойствами материалов деталей и  смазки, а также характеристиками режима трения (нагрузка, скорость, температура  и т.д.). При введении в эксплуатацию узлов трения после изготовления или капитального ремонта в технической  документации тщательно оговариваются  режимы приработки или обкатки, чтобы  она прошла в кратчайший срок и  создала благоприятные условия  для длительной эксплуатации. Обычно также оговаривается и предельно  допустимая величина износа (Dhmax) , определяющая ресурс всего узла трения или сменных деталей, например, вкладышей подшипников скольжения, подшипников качения, тормозных колодок и накладок.

В заключение краткого обзора форм проявления изнашивания следует  отметить, что в чистом виде каждый из отмеченных механизмов изнашивания  практически не встречается, чаще всего  преобладает ведущий механизм изнашивания  и сопутствующие формы в зависимости  от особенностей конструкции и условий  работы узла трения.

Основным способом разрушения материала на поверхностях трения при  всех видах изнашивания является образование и накопление повреждений  в тонких поверхностных слоях  материала. При этом наличие абразива, химических превращений или явления  переноса может лишь изменять интенсивность  разрушения либо в сторону ускорения, либо замедления.

Задача трибологии состоит  в разработке средств и методов  управления этими процессами или  направленного уменьшения изнашивания, обеспечения высоких ресурсных  характеристик узлов трения.

 

 

Изнашивание деталей

Виды износа различают  в соответствии с существующими  видами изнашивания—механическое (абразивное, усталостное), коррозионное и др.

Механический износ является результатом действия сил трения при скольжении одной детали по другой. При этом виде износа происходит истирание (срезание) поверхностного слоя металла  и искажение геометрических размеров у совместно работающих деталей. Износ этого вида чаще всего возникает  при работе таких распространенных сопряжений деталей, как вал —  подшипник, станина — стол, поршень  — цилиндр и др. Он появляется и при трении качения поверхностей, так как этому виду трения неизбежно  сопутствует и трение скольжения, однако в подобных случаях износ  бывает очень небольшим.

Степень и характер механического  износа деталей зависят от многих факторов: физико-механических свойств  верхних слоев  металла; условий  работы и характера взаимодействия сопрягаемых поверхностей; давления; относительной скорости перемещения; условий смазывания трущихся поверхностей; степени шероховатости последних и др. Наиболее разрушительное действие на детали оказывает абразивное изнашивание, которое наблюдается в тех случаях, когда трущиеся поверхности загрязняются мелкими абразивными и металлическими частицами. Обычно такие частицы попадают на трущиеся поверхности при обработке на станке литых заготовок, в результате изнашивания самих поверхностей, попадания пыли и др. Они длительное время сохраняют свои режущие свойства, образуют на поверхностях деталей царапины, задиры, а также, смешиваясь с грязью, выполняют роль абразивной пасты, в результате действия которой происходит интенсивное притирание и изнашивание сопрягаемых поверхностей. Взаимодействие поверхностей деталей без относительного перемещения вызывает смятие металла, что характерно для шпоночных, шлицевых, резьбовых и других соединений.

Механический износ может  вызываться и плохим обслуживанием  оборудования, например нарушениями  в подаче смазки, недоброкачественным  ремонтом и несоблюдением его сроков, мощностной перегрузкой и т. д.


и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.