Виды трения и изнашивания

Вид изнашивания и трения

Причина и механизм образования

Примеры

Абразивное

Абразивное изнашивание - это разрушение поверхности детали в результате его взаимодействия с твердыми частицами (абразивом). Абразивным материалом называют материал естественного или искусственного происхождения, зерна которого имеют достаточную твердость и обладают способностью резания (царапания). Такими частицами могут быть микровыступы, твердые частицы грунта, металлическая стружка, песок, оксидная пленка, нагар, продукты износа и т.д., попавшие в зону силового контакта сопряженных поверхностей. Твердые частицы могут находиться как в закрепленном состоянии (неподвижно закрепленные твердые зерна), так и в свободном. Изнашивание при ударе определяется различными факторами, такими как ударное воздействие детали, внедрение частиц в металл, упругие и пластические свойства поверхностного слоя, усталостные явления, структурные превращения.

В зависимости от свойств материала разрушение может иметь различную природу: хрупкое разрушение срезом, малоцикловую усталость, вязкое разрушении. Для ударно-абразивного изнашивания характерно образование на поверхности трения лунок в результате локальной пластической деформации металла.

По пластическому механизму происходит изнашивание резьбовых соединений, вкладышей подшипников скольжения, различных втулок и т.д.

Самый характерный пример -- изнашивание беговых дорожек подшипников качения.

Этому разрушению подвергаются детали буровых долот, камне- и рудомелющих агрегатов, породоразрушающий инструмент пневмо- и гидроударников, детали гусеничного хода машин и др. Усталостное изнашивание (питтинг) заключается в образовании на поверхности трения усталостных трещин под действием повторных знакопеременных сил. Впоследствии микротрещины растут и выкрашиваются. При этом росту трещин и выкрашиванию в них материалов способствует смазка, работающая по механизму расклинивания. Этот вид изнашивания наиболее характерен для трущихся поверхностей газораспределительного механизма (ГРМ), зубчатых передач и т.д.

Гидро(газо) абразивное

Гидроабразивное (газоабразивное) изнашивание -- результат действия твердых частиц, взвешенных в жидкости (газе) и перемещающихся относительно поверхности детали.

Этому виду изнашивания подвержены детали водяных, масляных и топливных насосов, гидроусилителей, гидроприводов тормозных и других систем.

Гидро (газо) эрозионное

Гидроэрозионное (газоэрозионное) изнашивание -- это эрозионное изнашивание в результате действия (трения) потока жидкости (газа) о металл.

Этому виду изнашивания подвергаются детали системы охлаждения, системы вентиляции и т. п.

Кавитацион-ные

Кавитационное изнашивание -- механическое изнашивание при движении твердого тела относительно жидкости, при котором пузырьки газа захлопываются вблизи поверхности, что создает местное высокое удельное давление или температуру, под действием которых происходит разрушение поверхности.

Этому виду изнашивания подвержены наружные поверхности гильз цилиндров, стенки рубашки охлаждения, лопасти водяных насосов и т. п.

Усталостное

Усталостное изнашивание -- механическое изнашивание в результате усталостного разрушения при повторном деформировании микрообъемов материала поверхностного слоя. Под действием больших удельных повторно-переменных нагрузок, превышающих предел текучести металла, появляются микротрещины, которые развиваются и приводят к усталостному отслаиванию и выкрашиванию частиц металла.

Усталостное изнашивание проявляется на поверхностях подшипников качения, зубьев шестерен и т. п.

Трение покоя

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. Возникает при микроперемещениях (например, при деформации) контактирующих тел. Она действует в направлении, противоположном направлению возможного относительного движения.

Анкера, крепящие опору станины машин к фундаментам, стенам зданий. Болты и гайки скрепляющие различные части машин.

Трение скольжения

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

Перемещение шестерней по шлицам валов в коробках передач, редукторах.

Трение качения

Трение качения -- сопротивление движению, возникающее при перекатывании тел друг по другу т.е. сопротивление качению одного тела (катка) по поверхности другого. Трение качения -- момент сил, возникающий при качении одного из двух контактирующих/взаимодействующих тел относительно другого.

Шариковые и роликовые подшипники используют в разнообразных машинах: автомобилях, токарных станках, электрических двигателях, велосипедах и т.д.

Электро-эрозионное

Изнашивание при действии электрического тока называют электроэрозионным. Оно происходит в результате воздействия разрядов при прохождении электрического тока. (электроды свечи, контакты прерывателя -- распределителя, клеммы электроприборов и т.п.).

Электроды свечи, контакты прерывателя -- распределителя, клеммы электроприборов и т.п.