Вопросы для абитуриентов, поступающих на специальность 0712 (150302) «Триботехника» после окончания техникума, или после окончания 3-го курса техникума
Скачать 1.34 Mb.
|
| ВОПРОСЫ для абитуриентов, поступающих на специальность 0712 (150302) «Триботехника» после окончания техникума, или после окончания 3-го курса техникума А. Основы теории трения, износа и смазки
Б. Техническая эксплуатация оборудования
В. Основы компьютерного моделирования трибосопряжений
Г. Механика материалов
Д. Материаловедение
Основы теории трения, износа и смазки 1Роль трения и износа в народном хозяйстве. Трение может быть полезным и вредным - эту аксиому человек освоил еще на заре цивилизации. Ведь два самых главных изобретения - колесо и добывание огня - связаны именно со стремлением уменьшить и увеличить эффекты трения. Однако понимание природы трения и законов, которым подчиняется это явление, возникло не так уж давно и, к сожалению или к счастью, еще далеко от совершенства. Триботехника – наука о контактном взаимодействии твердых тел при их относительном движении, охватывающая весь комплекс вопросов трения, изнашивания и смазки машин. В некоторых странах, в том числе и России, вместо термина триботехника употребляют термины трибология и трибоника. Название научной дисциплины трибология образовано от греческих слов «трибос» - трение и «логос» - наука. Она охватывает теоретические и экспериментальные исследования физических (механических, электрических, магнитных, тепловых), химических, биологических и других явлений, связанных с трением, изнашиванием и смазкой. Как наука, трибология имеет научно-технические разделы: трибофизику, трибохимию, триботехническое материаловедение, трибомеханику, трибоинформатику и др. Этапы развития триботехники в России Триботехника, как и другие науки, непрерывно развивается. Этапы ее развития связаны с созданием корабельной техники, металлообрабатывающей промышленности, железнодорожного транспорта, автомобильной промышленности, авиации и космонавтики. В России основы науки о трении и изнашивании были заложены в период организации Российской академии наук. Великий ученый М. В. Ломоносов сконструировал прибор для исследования сцеплений между частицами тел «долгим стиранием», который явился прототипом современных приборов для определения износостойкости материалов. М. В. Ломоносов является основоположником теории изнашивания материалов и экспериментальных исследований в этой области, он связал понятие о прочности с представлениями о силах связи между частицами. Занимаясь подбором материалов для опор часовых механизмов, М. В. Ломоносов указал на целесообразность применения для этой цели стекла. Крупный вклад в науку о трении внес Л. Эйлер. Выведенные им зависимости о трении гибкой нерастяжимой нити, перекинутой через шкив, до сих пор применяют во всем мире при расчете сил трения в элементах с гибкой связью. Мировую известность получили работы Н. П. Петрова по теории смазки подшипников. Над проблемой смазки работали Н. Е. Жуковский и С. А. Чаплыгин, математически разработавшие вопрос о теории смазочного слоя (за границей над гидродинамической теорией смазки работали О. Рейнольдс, А. Кингсбери, Герси и др.). Следует отметить, что в 1880-1881 годах Д. И. Менделеев разработал научные основы производства смазочных масел из мазута тяжелых кавказских нефтей. В период развития индустрии в России широко развернулись работы в области триботехники. Большое влияние на развитие представлений о молекулярном механизме процессы внешнего трения оказали работы Б. В. Дерягина, предложившего в 1934 году свой вариант двучленного закона трения. Теория Б. В. Дерягина оказала большое влияние на все последующие попытки создания теории в любой современной теории по трибологии. Первый обзор о развитии учения о трении и изнашивании в нашей стране был выполнен в 1947 году профессором Ленинградского политехнического института А. К. Зайцевым в книге «Основы учения о трении, износе и смазке машин». В 1956 году И. В. Крагельский и В. С. Щедров опубликовали монографию «Развитие науки о трении», в которой отмечают, что трение представляет собой сложную совокупность многих физических явлений, и раскрывают путь развития научной мысли в этом направлении с XVI века до 40-х годов XX столетия. Монография о трении без смазочного материала написана указанными авторами по первоисточникам с глубоким анализом русских и зарубежных работ и получила признание во многих странах. В 1957 году в сборнике «Теоретические основы конструирования машин» М. М. Хрущев дал обзор о «Развитии учения об износостойкости деталей машин», в котором последовательно изложил развитие работ в области износостойкости по отдельным наиболее разработанным вопросам: развития представлений о причинах и процессах изнашивания: исследование влияния шероховатости обработанной поверхности деталей машин на износ металлов; исследование абразивного изнашивания и изнашивания при схватывании; методы испытания на изнашивание; антифрикционные материалы и методы расчета деталей машин на износ. Весьма перспективна возможность значительного улучшения фрикционно-износных характеристик некоторых пар трения при граничной смазке за счет реализации эффекта избирательного переноса, открытого Д. Н. Гаркуновым и И. В. Крагельским в 1965 году. Следует отметить еще две работы отечественных трибологов, также удостоенных дипломами за открытия: эффекта аномально низкого трения при бомбардировке ядрами гелия некоторых материалов (А. А. Силин, М. А. Тальрозе, Е. А. Духовский и др.) и явления водородного изнашивания (А. А. Поляков, Д. Н. Гаркунов). Б. И. Костецкий и его ученики в 1976 году в книге «Поверхностная прочность материалов при трении» обобщили работы по изучению процессов трения и поверхностного разрушения, а также по вопросам образования вторичных структур при трении в условиях граничной смазки. На основе приведенных литературных источников, а также анализа опубликованных трудов конференций, семинаров и др. можно подразделить вопросы развития триботехники на следующие части, которые содержат самостоятельные этапы: 1) учение о трении и изнашивании деталей машин; 2) конструктивные решения вопросов трения и изнашивания; 3) технологические методы повышения износостойкости деталей; 4) эксплуатационные мероприятия по повышению долговечности машин. Инженерно-технические проблемы триботехники Наиболее актуальными инженерно-техническими проблемами в триботехнике на сегодняшний день являются следующие: экономика и триботехника; создание «безызносных» узлов трения машин; разработка методов расчета деталей на износ; защита деталей машин от водородного изнашивания; расширение применения финишной антифрикционной безабразивной обработки (ФАБО) трущихся деталей; совершенствование смазывания деталей сочленений; исследование электрических, магнитных и вибрационных явлений при изнашивании; подготовка инженерных кадров по триботехнике; разработка новой теории трения и безызносности; триботехника, интересы здоровья и защиты окружающей среды; программа исследований водородного изнашивания и избирательного переноса; построение и реализация банка данных по триботехнике и единство терминов и определений в триботехнике; необычные условия работы машин и приборов; компьютерная трибология. А также к проблемам триботехники можно отнести проблемы технического обновления различных отраслей машиностроения. 2Сила трения; коэффициент трения; Трение может быть полезным и вредным - эту аксиому человек освоил еще на заре цивилизации. Ведь два самых главных изобретения - колесо и добывание огня - связаны именно со стремлением уменьшить и увеличить эффекты трения. Однако понимание природы трения и законов, которым подчиняется это явление, возникло не так уж давно и, к сожалению или к счастью, еще далеко от совершенства. Талантливый человек во всем талантлив, но лишь немногие гении были гениальны во всем, что бы они ни делали, и, пожалуй, за всю историю человечества только один человек - Леонардо да Винчи заслуживает звания абсолютно универсального гения. Как художник, скульптор и инженер он превосходил своих современников. Как ученый он обогнал свою эпоху на века. Среди бесчисленных научных достижений и первая формулировка законов трения. Он ещё в 1519 утверждал, что сила трения, возникающая при контакте тела с поверхностью другого тела, пропорциональна нагрузке (силе прижима), направлена против направления движения и не зависит от площади контакта. Модель Леонардо да Винчи была переоткрыта через 180 лет Г. Амонтоном и получила окончательную формулировку в работах Ш. О. Кулона (1781). Амонтони Кулон ввели понятие коэффициента трения как отношения силы трения к нагрузке, придав ему значение физической константы, полностью определяющей силу трения для любой пары контактирующих материалов. До сих пор именно эта формула Fтр = fтр ∙ P, где P - сила прижатия, а Fтр - сила трения, является единственной формулой,фигурирующей в учебниках по физике, а значения коэффициента трения fтр для различных материалов (сталь по стали, сталь по бронзе, чугун по коже ит.д.) входят в стандартные инженерные справочники и служат базой для традиционных технических расчетов. Однако уже в XIX веке стало ясно, что закон Амонтона-Кулона не дает правильного описания силы трения, акоэффициенты трения отнюдь не являются универсальными характеристиками. Прежде всего, было отмечено, что коэффициенты трения зависят не только оттого, какие материалы контактируют, но и от того, насколько гладкообработаны контактирующие поверхности. Выяснилось также, что силастатического трения отличается от силы трения при движении. Чтобы напомнить, что обычно понимается под статическим трением, представим схемупростейшего эксперимента. Будем пытаться сдвинуть с места тело потянув затрос с пружинным динамометром. При малом перемещении конца троса телоостается на месте: силы, развиваемой пружиной динамометра, недостаточно. Обычно говорят, что на контактирующих поверхностях развивается сила трения, уравновешивающая приложенную силу. Постепенно увеличиваем перемещение ивместе с ним упругую силу, приложенную к телу. В какой-то момент онаоказывается достаточной для того, чтобы стронуть тело с места. Зарегистрированное в этот момент показание динамометра и называют обычносилой статического трения, характеризующего предельные возможностинеподвижного (статического) сцепления тел. Если мы будем продолжатьмедленно вытягивать трос, то тело поедет по поверхности. Оказывается, что регистрируемые в ходе движения показания динамометра будут не такими, как вмомент страгивания. Обычно сила трения при медленном движении меньше силыстрагивания, статического трения. Кулон изучал именно силу трения примедленном взаимном перемещении контактирующих тел и установил, что эта силане зависит от величины скорости, а только от направления движения (всегданаправлена против движения). 3Трение покоя, качения, трение скольжения; 3.1 Трение скольжения. Под трением понимают сопротивление, возникающее при перемещении одного тела относительно другого, прижатого к первому. При этом различают трение покоя, скольжения и качения. Силой трения покоя (Fn) называют сдвиговое усилие, прикладываемое кконтактирующим телам, и не вызывающее их взаимного скольжения. При этом взаимное перемещение (Ln) достигается за счет деформации материала выступов шероховатости в зоне контакта и называется предварительным смещением. Ононосит в основном упругий характер и исчезает при снятии сдвигающего усилия. Однако по мере роста сдвигающего усилия предварительное смещениеприобретает пластический характер и становится частично необратимым. Силу трения можно представить в виде произведения удельной силы трения (() и фактической площади контакта (Аr): F = (Ar. (1) Под коэффициентом трения понимают отношение силы трения к действующему наконтакте нормальному усилию: ( = F/N. (2) Здесь также различают коэффициенты трения покоя (статический) и скольжения (кинетический). В зависимости от характера смазочной прослойки различают 4 вида трения:сухое, граничное, гидродинамическое (жидкостное) и смешанное (одновременноимеются элементы сухого, граничного и гидродинамического трения). В первомслучае контактируют несмазываемые поверхности, покрытые окисными пленками итончайшими слоями молекул газов и воды, адсорбированными из окружающейсреды. Во втором случае, помимо перечисленных пленок, присутствуют молекулысмазочных материалов в виде тонкого слоя толщиной в несколько молекул,которые прочно связаны с поверхностью. В третьем случае слой жидкой смазкиполностью разделяет сопряженные поверхности. Сухое и граничное трения сходны по своей природе и имеют общиезакономерности. Причиной служит то обстоятельство, что при граничном трениимономолекулярные слои смазки прочно связаны с твердой поверхностью,обладают твердообразными свойствами и как бы служат продолжением твердойфазы. Поэтому, как и при сухом трении, фактически имеет место контакт двухтвердых поверхностей. Отличие проявляется в разных значениях коэффициентатрения. Если при сухом трении он обычно больше 0,2 , то при граничном еговеличина заключена в интервале 0,05-0,2. Механизм возникновения трения объясняет молекулярно-механическая теориятрения, в разработку которой внесли большой вклад российские ученые (Б.В. Дерягин, И.В. Крагельский и др.) и зарубежные (Боуден, Тейбор, Томлинсон идр.). В соответствии с этой теорией трение имеет двойственную молекулярно-механическую природу. Силу трения можно представить как сумму молекулярной (адгезионной) и механической (деформационной) составляющих: F = FA + F( . (3) Молекулярная составляющая обусловлена сопротивлением разрыву молекулярныхлибо межатомных связей, которые возникают между контактирующими телами. Механизм этого процесса аналогичен описанному в гл. 2 для разрушениякристаллической решетки при сдвиге. Рассеяние работы трения в теплотусвязано с упругой деформацией кристаллических решеток. Работа внешней силыпереходит в потенциальную энергию решеток. После разрыва связипотенциальная энергия переходит в энергию колебаний атомов - во внутреннюю. Механическая составляющая вызвана сопротивлением упругому и пластическомуоттеснению выступов контактирующих тел, внедрившихся при движении вконтроповерхности. Для измерения силы трения применяют различные трибометры. На них изучаюттрение образцов в виде дисков, контактирующих торцами; цилиндров,контактирующих по образующей, и т.д. Наиболее простым и часто используемымявляется трибометр. На рисунке ниже представлена схема этого устройства. Образец 1 прикрепляется к пружинному динамометру 3 и прижимается кконтртелу 2, приводимому в движение. Динамометр измеряет силу трения. Прибор позволяет исследовать влияние на трение шероховатостиповерхностей, материалов пары трения, нормальной нагрузки, скоростискольжения, температуры, смазки и многих других факторов. Схема трибометра. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Загирова Румия Ахатовна Дата рождения: 10. 07. 1960 Образование: высшее Учебное заведение После окончания школы, мы остались работать в родном совхозе «Ямбухтинский». Затем, по велению райкома партии, я поступила на экономический... |  | Готов ответить на все Ваши вопросы… Заельцовском районе города Новосибирска. Вырос в неполной необеспеченной семье. После 8-го класса школы №159 поступил в Новосибирский... |
| Реферат Студент 2-го курса(гр. 28) Брюсселе, Вене и Будапеште. После поражения Германии он участвует в подписании капитуляции в качестве эксперта, принимает участие... | | Продукция оксида азота мононуклеарами крови у больных лекарственно-чувствительным... У больных лекарственно-устойчивым тл до и после проведения курса интенсивного лечения секреция no• моноцитами крови снижалась и увеличивалась... |
| Или, что такое эссе и как его написать? Все просто: получено задание от преподавателя как результат окончания очередного полугодия или семестра, как результат окончания... | | Конспект Конспект краткое изложение или краткая запись содержания В помощь подготовке старшеклассников к самообразовательной работе после окончания школы |
| Элективный курс «Устройство автомобиля» Многие учащиеся собираются после окончания 9-го класса получать среднее профессиональное или среднее специальное образование на базе... | | Программа элективного курса «Великие россияне» пояснительная записка ... |
| Весной после окончания учебного года педагоги, управляющий совет... Весной после окончания учебного года педагоги, управляющий совет Горячевской средней школы, возглавляемый Т. Г. Осиповой, представители... | | Конспект воспитательного мероприятия * В помощь подготовке старшеклассников к самообразовательной работе после окончания школы |
| Тематическое планирование по английскому языку для 11 класс Какими качествами надо обладать, чтобы найти достойную работу после окончания школы? | | Протокол №1 от 31. 08. 2012 г «Русский язык и литература» на филологических факультетах педагогических университетов проводится диалектологическая практика. Она... |
| Конспект непосредственно образовательной деятельности В помощь подготовке старшеклассников к самообразовательной работе после окончания школы | | Отчет по педагогической практике в трехдневный срок после окончания... ... |
| Хотеенкова Лариса Давыдовна «Русский язык и литература» на филологических факультетах педагогических университетов проводится диалектологическая практика. Она... | | «Утверждаю» Директор школы Индивидуальные беседы с учащимися 7-9 классов о продолжении обучения после окончания моу всош №1 |
