Виды трения в авто

Виды трения

Причина износа деталей машин — внешнее трение. Согласно ГОСТ 27674-88, внешнее трение — это явление сопротивления относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей по касательным к ним. Трение сопровождается переходом части кинетической энергии в теплоту.

Изнашивание деталей, образующих неподвижные соединения, зависит от силы трения покоя.

Сила трения представляет собой силу сопротивления при относительном перемещении одного тела по поверхности другого под действием внешней силы, тангенциально направленной к общей границе между этими телами.

Трение покоя — трение двух тел при микросмещениях без макросмещения (до перехода к относительному движению).

Для деталей, входящих в подвижное соединение, изнашивание будет зависеть от силы трения движения.

Трение движения — трение двух тел, находящихся в движении относительно друг друга.

По характеру относительного движения трение движения разделяют на трение скольжения и трение качения.

Трение скольжения — кинематическое трение, при котором одна и та же точка одного тела соприкасается со следующими одна за другой точками другого тела.

Трение качения — кинематическое трение, в котором каждая из точек одного тела приходит в соприкосновение только с одной из точек другого тела, а точка их касания является мгновенным центром вращения (подшипники качения, зацепление шестерен и др.).

По характеру протекания процесса различают трение без смазочного материала и со смазочным материалом.

Трение без смазочного материала — трение двух тел при отсутствии на поверхности трения введенного смазочного материала любого вида. Такое трение сопровождается повышением температуры, прочным сцеплением отдельных точек контакта, что вызывает интенсивное разрушение трущихся поверхностей. В условиях такого трения работают диски сцепления, тормозной барабан — колодки, гнездо клапана — клапан, звенья гусениц — пальцы и др.

Трение со смазочным материалом — трение двух тел при наличии на поверхности трения введенного смазочного материала любого вида.

Смазочный материал — материал, вводимый на поверхность трения для уменьшения силы трения и (или) интенсивности изнашивания. Смазка — действие смазочного материала, в результате которого между двумя поверхностями уменьшается износ, повреждения поверхности и (или) сила трения.

Источник

Трение в машинах, трение и износ в машиностроении

технические науки

Похожие материалы

Основная работа всех машин и механизмов, заключается в относительном перемещении сопряженных поверхностей, которые сопровождаются трением и износом, из-за происходит выход из строя узлов и механизмов. Проблема износа и трения является одной из наиболее общих и важных, определяющих, в значительной мере, развитие и прогресс в области машиностроения и эксплуатации техники.

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% все энергии двигателя затрачивается на преодоление трения.

Износ деталей оказывает решающее влияние на долговечность и эксплуатационную надежность узлов трения. Увеличение зазора в сопряжениях вследствие износа часто сопровождается снижением коэффициента полезного действия, возникновением ударных нагрузок, увеличением потерь на трение и интенсивности износа сопряженных деталей [1].

Работа, развиваемая силами трения, отчасти превращается в теплоту, отчасти затрачивается на истирание твердых трущихся поверхностей; при этом появляются колебания, звук (скрип тормозов, свист шин при резком торможении и т.д.).

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.

Больший интерес представляет новая энергетическая теория А.Д. Дубина; он отмечает, что нельзя правильно оценить и раскрыть природу трения и износа на основе одних только общих законов классической механики и считает, что трение есть процесс возбуждения атомов и атомной решетки поверхностного слоя в результате передачи энергии от одного тела к другому.

Читайте также:  Для классики авто своими руками

При сухом трении неизбежно нагревание трущихся тел и их изнашивание, состоящее отчасти в срыве бугорков, отчасти в деформациях и других более сложных явлениях молекулярного характера; повышение температуры при трении может довести вкладыши коленчатого вала из твердого состояния в расплавленное.

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 сдвига 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. [2].

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.

В большинстве современных машин имеет место трение полужидкостное или полусухое, поэтому ближайшей задачей является переход на жидкостное трение, без износа трущихся поверхностей.

Величина износа характеризуется толщиной стертого слоя металла.

Различают следующие виды естественного износа:

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).

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. [3].

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, 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 подшипника) изготовляют из сравнительно мягкого материала с небольшим коэффициентом трения, обычно из бронзы, бабита, 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.

Список литературы

Завершение формирования электронного архива по направлению «Науки о Земле и энергетика»

Создание электронного архива по направлению «Науки о Земле и энергетика»

Электронное периодическое издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), свидетельство о регистрации СМИ — ЭЛ № ФС77-41429 от 23.07.2010 г.

Соучредители СМИ: Долганов А.А., Майоров Е.В.

Источник

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.

Читайте также:  Буксировка авто с коробкой dsg

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

Трение, его виды. Трение скольжения и трение качения. Сила и коэффициент трения. Борьба с износом трущихся деталей

материал предоставил СИДОРОВ Александр Владимирович

Трение (фрикционное взаимодействие) – процесс взаимодействия тел при их относительном движении (смещении) либо при движении тела в газообразной или жидкой среде.

Изучением процессов трения занимается раздел физики, который называется трибология (механика фрикционного взаимодействия).

Трение принято разделять на:

Сила трения – это сила, возникающая в месте соприкосновения тел и препятствующая их относительному движению.

Причины возникновения силы трения:

Трение скольжения – сила, возникающая при поступательном перемещении одного из контактирующих / взаимодействующих тел относительно другого и действующая на это тело в направлении, противоположном направлению скольжения.

Трение качения – момент сил, возникающий при качении одного из двух контактирующих / взаимодействующих тел относительно другого.

Трение покоя – сила, возникающая между двумя контактирующими телами и препятствующая возникновению относительного движения. Эту силу необходимо преодолеть для того, чтобы привести два контактирующих тела в движение друг относительно друга.

Сила трения прямо пропорциональна силе нормальной реакции, то есть зависит от того, насколько сильно тела прижаты друг к другу и от их материала, поэтому основной характеристикой трения является коэффициент трения, который определяется материалами, из которых изготовлены поверхности взаимодействующих тел. [1]

Износ – изменение размеров, формы, массы или состояния поверхности изделия вследствие разрушения (изнашивания) поверхностного слоя при трении. [2]

Работа любой машины неизбежно сопровождается трением при относительном движении её частей, поэтому полностью устранить износ невозможно. Величина износа при непосредственном контакте поверхностей прямо пропорциональна работе сил трения.

Абразивный износ частично вызывается действием пыли и грязи, поэтому очень важно содержать оборудование в чистоте, особенно её трущиеся части.

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, изменяют конструкцию, улучшают смазку (изменяют вид, вводят присадки) и т.д.

В машинах стремятся не допускать непосредственного трения скольжения твёрдых поверхностей, для чего или разделяют их слоем смазки (жидкостное трение), или же вводят между ними добавочные элементы качения (шариковые и роликовые подшипники).

Основное правило конструирования трущихся деталей машин состоит в том, что более дорогой и трудно заменяемый элемент трущейся пары (вал) изготовляют из более твёрдого и более износоустойчивого материала (твёрдая сталь), а более простые, дешёвые и легко заменяемые части (вкладыши подшипников) изготовляют из сравнительно мягкого материала с небольшим коэффициентом трения (бронза, баббит).

Читайте также:  Ввоз авто из рюо

Большинство деталей машин выходят из строя именно вследствие износа, поэтому уменьшение трения и износа даже на 5-10% даёт огромную экономию, что имеет исключительное значение. [3]

Источник

Виды трения и изнашивания

Цель: закрепить знания о видах трения и изнашивания.

1. Изучить теоретический материал.
2. Заполнить таблицу 1.
3. Ответить на контрольные вопросы.

1. Факторы, определяющие интенсивность изнашивания?

2. Какие основные пути снижения интенсивности механического истираниявы знаете?

Вид изнашивания и трения

Причина и механизм образования

Примеры

Трение — основная причина изнашивания деталей машин. Про­блемы трения, изнашивания и смазывания изучает наука трибология, базирующаяся на фундаментальных законах физики, химии, механики сплошных сред, термодинамики и материаловедения.

Сила трения качения примерно в 10 раз меньше силы трения скольжения.

Виды трения. В процессе работы машин поверхности трения деталей находятся в различных условиях. Взависимости от того, есть или нет смазка между трущимися поверхностями, различают следующие виды трения.

Трение без смазки происходит при отсутствии на поверхностях тренияобоих твердых тел смазочного материала всех видов.

Граничное трение двух твердых тел возникает при тонком слое смазки на поверхностях трения, не превышающем высоты шероховатостей соприкасающихся поверхностей.

Жидкостное трение возникает между двумя телами, полностью разделенными слоем жидкости (смазки). Отсутствие контакта между поверхностями предохраняет их от разрушения.

Изнашивание — процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела при трении и (или) увеличении его оста­точной деформации, проявляющейся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела.

Виды изнашивания. В условиях всех видов трения происходит разрушение трущихся поверхностей, т. е., поверхности изнашиваются.

Классификация видов изнашивания

Согласно ГОСТ 23.002 – 78 различают 3 основных вида изнашивания:

1) механическое (абразивное, гидро- и газоабразивное, эрозионное, гидро- и газоэрозионное, кавитационное, усталостное, при фреттинге, при заедании);

2) корозионно-механическое (окислительное, фреттинг-коррозия);

3) при действии электрического тока (электроэрозионное).

Механическое изнашивание возникает в результате воздействия твердых частиц на трущиеся поверхности. В эту группу следует отнести такиевиды изнашивания, как абразивное, гидро- и газоабразивное, усталостное, кавитационное, эрозионное.

Абразивное изнашивание — изнашивание в результате механическихвоздействий посредством режущего и царапающего действия твердых телили частиц при наличии относительной скорости перемещения.

Гидро- и газоабразивное изнашивание появляется в результате воздействия твердых тел или частиц, увлекаемых потоком жидкости или газа.

Усталостное изнашивание вызывает изменение поверхности тренияили отдельных участков в результате повторного деформирования микрообъемов материала, приводящего к возникновению трещин и отделению частиц.

Кавитационное изнашивание поверхности происходит при относительном увеличении скорости движения твердого тела в жидкости, т. е. в условиях гидродинамической кавитации — нарушения сплошности внутрижидкости.

Эрозионное изнашивание возникает в результате воздействия потокажидкости или газа.

Молекулярно-механическое изнашивание получается в результатеодновременного механического воздействия и воздействия молекулярныхили атомных сил.

Коррозионно-механическое изнашивание есть изнашивание при трении металла, вступившего в химическое взаимодействие со средой.

К факторам, определяющим интенсивность изнашивания относятся:

— род трения (скольжения, качения, качения с проскальзыванием);

— вид трения (сухое, граничное, гидродинамическое);

— среда (воздух, вода, газ, почва и т.п.);

— вид контакта пар трения (точка, линия, плоскость, цилиндр, сфера);

— характер движения (равномерное, непрерывное и т.д.);

— вид движения (вращательное, поступательное, возвратно-поступательное);

— характер нагрузки (постоянная, неустановившаяся, знакопеременная);

— скорость перемещения трущихся поверхностей;

Основные пути снижения интенсивности механического истирания:

— обеспечение рациональной жесткости и податливости деталей (плавающие детали, рессоры, пружины, прокладки и т.д.).

— выбор рациональных пар трения:

— сочетание твердого материала с мягким (устраняется заедание) – прямые [закаленный подвижный

— суппорт – сырая неподвижная станина ]и обратные [хромированная гильза – чугунное незакаленное кольцо, закаленный вал – баббитовый вкладыш] пары;

— сочетание твердого материала с твердым (высокая износостойкость);

— исключение сочетания одноименных материалов и мягкого с мягким;

— применение пористых, порошковых антифрикционных материалов.

— замена пар трения скольжения на качение;

— создание условий для жидкостного трения.

2) Технологические:

— обеспечение оптимальной шероховатости,

— соблюдение точности изготовления и упрочнение поверхностей трения.

3) Эксплуатационные:

— разгрузка рабочих поверхностей;

— соблюдение правил эксплуатации, ТО и ремонта машин.

Источник

Поделиться с друзьями
admin
Оцените автора
( Пока оценок нет )
Здоровый образ жизни: советы и рекомендации