Триботехника — наука о контактном взаимодействии твердых тел при их относительном движении, охватьтвающая весь комплекс вопросов трения, изнашивания и смазки машин

Триботехнику можно разделить на четыре основных раздела: 1—основы износостойкости при трении (гл. 1—6); 2 и З—конструктивные (гл. 7—9) и технологические методы повышения долговечности трущихся деталей (гл. 10); 4—вопросы эксплуатации машин, связанные с обеспечением износостойкости деталей (Гаркунов д. Н. Г. Триботехника: Учебник для студентов втузов. — 2-е изд., перераб. и доп.—М.: Машиностроение, 1989.—328 с.).

В первый раздел триботехники входят такие вопросы, как качество поверхности, физико-химические свойства и контактирование поверхностей деталей, виды трения в узлах машин, механизм изнашивания деталей пар трения и рабочих органов, виды разрушения рабочих поверхностей деталей и рабочих органов машин (сюда входит все многообразие видов изнашивания, включая разрушения при контактных нагрузках), механизм и теория безызносности — избирательный перенос при трении, связь сопротивления усталости деталей с процессами трения и изнашивания, распределение износа по поверхности деталей и многие другие вопросы.

Второй раздел триботехники — конструктивные методы повышения долговечности и надежности работы трущихся деталей, содержит ряд важных вопросов, которые должен решать конструктор. Главные его задачи в этом плане:

оценка и выбор принципиальной схемы узлов трения машины в целом с позиций ее влияния на износостойкость и надежность конструкции;

выбор материалов и сочетания их в парах трения;

назначение размеров и формы деталей с учетом местной и общей прочности;

обеспечение нормального функционирования узлов трения в заданных условиях путем организации соответствующей смазочной системы, защиты от загрязняющего и химического воздействия средьт, блуждающих токов и перегрева, а также от возможных перегрузок узлов трения при эксплуатации;

обеспечение эксплуатации узлов трения с минимальными затратами;

защита поверхностей трения деталей и узлов от возможных аварийных повреждений в эксплуатации.

Решение указанных задач при проектировании узлов трения естественно должно исходить из основных принципов создания машины. Машина должна иметь высокие технико-экономические и эксплуатационные показатели, главными из которых являются производительность, экономичность, прочность, долговечность, малые удельная масса, металло- и энергоемкость, габариты, объем и стоимость ремонтных работ при эксплуатации, высокая степень автоматизации, простота и безопасность обслуживания, удобство управления, сборки и разборки.

Третий раздел триботехники — технологические способы повышения долговечности трущихся деталей — охватывает вопросы получения материалов и покрытий, а также заготовок с заданными свойствами; вопросы обработки заготовок для получения деталей требуемой формы и надлежащей точности, упрочнения рабочих поверхностей деталей, сборки в агрегаты и испытания узлов машин.

Получение износостойких материалов для изготовления машин и оборудования слагается из: а) производства материалов уже известных марок, удовлетворяющих условиям износостойкости, но с наименьшими затратами; б) изыскания новых материалов. Такие изыскания проводятся непрерывно как вследствие повышения требований к материалам для новых конструкций машин и модернизации старых, так и ввиду необходимости замены дефицитных материалов и удешевления переработки сырья в изделия.

Применяют следующие технологические процессы для повышения долговечности трущихся деталей: пластическое деформирование, термическую, химико-термическую и химическую обработку рабочих поверхностей деталей, гальванические покрытия, металлизацию напылением и наплавку поверхностей, электроискровое упрочнение, финишную антифрикционную безабразивную обработку (ФАВО) и др.

Разработать и реализовать наиболее оптимальные технологические процессы, начиная с получения материалов и заготовок и кончая обкаткой или испытанием узлов и машин, позволит специализация производства или наличие специализированных участков.

Четвертый раздел триботехники рассматривает вопросы эксплуатации машин в связи с обеспечением износостойкости деталей.

Методы технической эксплуатации машин постоянно изменяются, изыскиваются методы, наиболее удовлетворяюшие назначению машин. С развитием техники некоторые машины могут быть переведены на безремонтную эксплуатацию. Главными предпосылками здесь должны быть значительное увеличение срока службы узлов трения; построение машины по агрегат- ному принципу, при котором можно заменить изношенньий узел трения независимо от других узлов; создание в конструкции машин неизнашивающихся фиксирующих поверхностей, служащих базами при установке сменных деталей; широкое развитие средств технической диагностики трущихся деталей и узлов.

К вопросам эксплуатации машин в связи с обеспечением износостойкости деталей относятся изменение свойств смазочного материала в процессе эксплуатации, обкатка машин, стендовые и эксплуатационные испытания, влияние условий эксплуатации и режима работы машин на интенсивность изнашивания их деталей, уход за машиной во время работы, техническое обслуживание и ремонт машин, предельные износы и сроки службы деталей и др.

В последние годы в нашей стране и за рубежом широко изучается «эффект безысносности (избирательный перенос при трении-научное открытие в СССР, 1964). На основе этого явления разработаны новые смазочные материалы и присадки к ним, приработочные покрытия и конструкции узлов трения, снижающие затраты энергии на трение и повышающие износостойкость трущихся деталей машин и оборудования. Как оказалось, избирательный перенос является одним из эффективных средств снижения интенсивности водородного изнашивания деталей.

Разработана финишная антифрикционная безабразивная обработка поверхностей трения узлов машин и механизмов. При применении ФАБО цилиндров двигателей внутреннего сгорания износостойкость цилиндров повышается до 40%; при этом снижается расход топлива до 3%.

Содержание всех разделов триботехники подчинено одной задаче повышению долговечности машин. Это наиболее эффективный и экономичный способ увеличения действующего (т. е. фактически работающего) машинного парка и, как следствие, повышения объема выпуска промышленной продукции.

При написании учебника в большой мере использованы работы и.

В последние годы в триботехнике получили развитие новые разделы: трибохимия, трибофизика и трибомеханика.
Трибохимия — изучает взаимодействие контактирующих поверхностей с химически активной средой. Она исследует проблемы коррозии при трении, химические основы избирательного переноса и взаимодействие с поверхностью деталей химически активных веществ, вьщеляющихся при трении вследствие деструкции полимеров или смазочного материала.
Трибофизика — изучает физические аспекты взаимодействия контактирующих поверхностей при их взаимном перемещении.
Трибомеханика —изучает механику взаимодействия контактирующих поверхностей при трении. Она рассматривает законы рассеяния энергии, импульса, а также механическое подобие, релаксационньие колебания при трении, реверсивное трение, уравнения гидродинамики и др. применительно к задачам трения, изнашивания и смазки.
В некоторых странах вместо термина триботехника употребляют термины трибология и трибоника. В технической литературе встречается термин динамическое металловедение — это раздел металловедения, изучающий структуру и свойства поверхностных слоев металлов и сплавов в процессе трения.

Отказом - будем называть событие, после появления которого выходные характеристики аппаратуры выходят за допустимые пределы.

Моменты возникновения отказов в сложной системе обычно являются событиями случайными. Однако место их возникновения удается иногда предсказать заранее. Это возможно в тех случаях, когда систематически наступает механический или электрический износ одного и того же элемента (или узла) во многих однотипных системах.

Подобные отказы иногда называют закономерными в противоположность отказам случайным, место и моменты возникновения которых заранее предсказать затруднительно.

Систематические отказы одних я тех же элементов наиболее часто наблюдаются в начале эксплуатации первых образцов системы и возникают вследствие конструктивных или технологических ошибок.

В дальнейшем аппаратура совершенствуется и подобные отказы не возникают.

Отказы, как случайные события, могут быть независимыми и зависимыми. Если отказ какого-либо элемента в системе не приводит к отказу других элементов, то такой отказ называется независимым.

Отказ, появившийся в результате отказа других элементов, называется зависимым.

В большинстве случаев механические или электрические повреждения элементов наступают мгновенно, внезапно и приводят к потере работоспособности либо самого элемента, либо всей аппаратуры.

Такие отказы называют мгновенными или внезапными. длительное постепенное изменение параметров элементов по причине старения материалов в большинстве случаев приводит лишь к ухудшению выходных характеристик аппаратуры при сохранении ее работоспособности. Такие отказы называют постепенными.

В болышом числе случаев мгновенные и постепенные отказы можно считать событиями независимыми и рассматривать количественные характеристики надежности от действия указанных отказов раздельно.

Однако весьма часто постепенные отказы влияют на мгновенные и наоборот. Это объясняется тем что ухудшение характеристик в отдельных отдельных элементов часто приводят к изменению режимов работы других элементов, а следовательно, к изменению вероятности их мгновенных отказов.

Дата добавления: 2014-01-11