Трибология
Трибология – это наука, которая изучает вопросы, связанные с изнашиванием, трением и смазкой поверхностей в случае их относительного перемещения.
Основными направлениями трибологии являются:
- Трибоанализ - основной раздел трибологии, занимающийся накоплением и систематизацией научной информации о закономерностях фрикционных процессов.
- Трибоматериаловедение - раздел, занимающийся исследованием свойств и строения триботехнических материалов.
- Триботехнология - раздел, изучающий процессы формообразования и разрабатывающий процессы получения триботехнических характеристик поверхностей.
- Трибометрия - раздел о методах испытаний.
- Трибодиагностика - раздел о совокупности средств и методов контроля состояния фрикционных процессов.
- Триботехника - последняя стадия процесса создания узлов трения.
- Трибоинформатика - раздел о закономерностях получения трибологической информации.
- Трибохимия - раздел, который изучает воздействие поверхностей, контактирующих с различными средами.
- Трибофизика - направление физики, которое изучает процессы и явления в системе тел, где они контактируют с друг другом.
- Трибомеханика - раздел, который изучает взаимодействие поверхностей, контактирующих при трении.
Основы триботехники. Виды изнашивания поверхностей в условиях трения
Триботехника – это наука, которая изучает контактное взаимодействие двух твердых тел, охватывающая все вопросы, связанные с изнашиванием, трением и смазкой.
Результатом изнашивания, то есть разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и/или накопление остаточной деформации твердого тела, является износ деталей. Износ деталей становится причиной снижения коэффициента полезного действия машин, снижения прочности деталей, потери точности оборудования, уменьшения сечений и т.п. Существуют следующие виды изнашивания поверхностей в условиях трения:
- Абразивное изнашивание, которое представляет собой разрушение поверхности тела в результате ее взаимодействия с твердыми частицами в случае взаимного перемещения с некоторой скоростью. Чтобы снизить изнашивание снижается уровень абразивного воздействия, повышается поверхностная прочность материалов.
- Водородное изнашивание. Водород, который выделяется во время трения, адсорбируется на поверхности трения, а при высокой температуре диффундирует в деформируемый слой, что приводит к образованию большого количества трещин, увеличению хрупкости и мгновенному образованию мелкодисперсного порошка материала. Чтобы снизить водородное изнашивание сталей применяются стали легированные ванадием, титаном и хромом, а также используют специальные смазки.
- Молекулярно-механическое изнашивание. Такое изнашивание происходит в случае высоких контактных напряжений в зоне сопряжения деталей, изготовленных из одного и того же материала. Оно начинается с локального пластического деформирования и разрушения окисных пленках на некоторых участках контактной поверхности. Заканчивается этот процесс молекулярным сцеплением, то есть контактной сваркой и разрушением зон сварки при относительном движении.
- Коррозионно-механическое изнашивание, представляющее собой разрушение поверхностей трения под действием двух одновременно происходящих процессов: механического изнашивания и коррозии. Данный процесс протекает в форме фреттинг-коррозии. На маленьких площадках характерно образование ямок. Продукты износа не удаляются из зоны контакта и превращаются со временем в абразивные частицы. Чтобы предотвратить коррозионно-механическое изнашивание применяются различные методы упрочнения, напыляются резиновые и тефлоновые пленки, наносятся мягкие гальванические покрытия и т. п.
Перспективные направления современной триботехники
Одна из самых важных задач триботехники заключается в разработке новых методов борьбы с водородным изнашиванием. Уже разработаны новые технологические процессы финишной обработки деталей, позволяющие уменьшать приработочный износ и увеличить антифрикционные свойства сочленения. Одним из таких методов является алмазное выглаживание и вибрационная обработка поверхности. Существует необходимость в разработке нового метода окончательной обработки, который исключал бы абразивную обработку деталей. Таким методом является финишная антифрикционная безабразивная обработка. Ее сущность заключается в том, что поверхность трения детали покрывается слоем меди, латуни или бронзы посредством использования явления переноса металла во время трения. Чтобы увеличить качество и технический уровень машин, а также их экономичность и надежность надо решить проблемы смазывания, что может быть обеспечено за счет конструктивного совершенствования узлов, повышения качества и технического уровня смазочного оборудования и создания новых смазочных материалов.
