Повышение износостойкости реверсивных пар трения, работающих в условиях граничной смазки

• Автор: Китаева, Татьяна Ивановна
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 186 c. : ил

1 АНАЛИЗ СТРУКТУРНЫХ И ФАЗОВЫХ ИЗМЕНЕНИИ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ПРИ ТРЕНИИ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ
1.1 Изменение состояния поверхностных слоев при трении в результате пластической деформации

1.2 Фазовые превращения в поверхностных слоях при

трении
1.3 Влияние поверхностно-активной среды на формирование структуры в поверхностных слоях металла при нагружении
1.4 Механизм взаимодействия поверхности металла с активными компонентами смазочной среды при трении

1.5 Цель и задачи исследования

2 РАЗРАБОТКА И ВЫБОР МЕТОДОВ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТ ТАЛЬНЫХ РАБОТ И ИССЛЕДУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1 Экспериментальная установка и ее технические характеристики

2.2 Измерение и оценка параметров трения и изнашивания

2.3 Проведение эксперимента

2.4 Методы исследования трибофизических и трибохимических превращений в зоне трения
2.5 Исследуемые материалы
2.6 Выбор смазочных сред для проведения испытаний
2.7 Оценка воспроизводимости результатов эксперимента
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ СТАЛИ
НА ПАРАМЕТРЫ ТРЕНИЯ И ИЗНОСА
3.1 Влияние фазово-структурного и энергетического состояния стальной поверхности на коэффициент трения при испытаниях в смазочных средах
3.2 Особенности процесса заедания трущихся сопряжений в смазочной среде в зависимости от фазово-структурного и энергетического состояния стали
3.3 Изнашивание стали при трении со смазкой
4 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СМАЗОЧНЫХ СРЕД СО СТАЛЯМИ В РАЗЛИЧНОМ ФАЗОВО-СТРУКТУРНОМ СОСТОЯНИИ С РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНЬЮ АКТИВАЦИИ ИХ ПОВЕРХНОСТИ
4.1 Оценка степени адсорбции смазочных сред в зависимости от энергетического состояния поверхности стали
4.2 Состав продуктов взаимодействия металла со смазочной средой
4.3 Исследование формирования рельефа поверхностей трения
4.4 Особенности структурных изменений в поверхностных слоях стали в процессе реверсивного трения
4.5 Обсуждение результатов исследования влияния природы смазочной среды и поверхностного слоя стали на условия трения и износа
5 РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ
ПО ПОВЫШЕНИЮ ДОЛГОВЕЧНОСТИ УЗЛОВ ТРЕНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ В СМАЗКЕ
5.1 Выбор оптимальных сочетаний стали и смазочной среды для пар трения, работающих в граничном режиме смазки
5.2 Реализация результатов экспериментальных исследований
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ Одной из главных причин выхода машин и механизмов из строя является износ сопряжений в результате трения, которое сопровождает работу практически любой машины, узла, механизма.
В некоторых механизмах, таких, как муфты сцепления, тормоза, силу трения необходимо увеличивать в определенных пределах, т.к. здесь трение носит положительный характер. Однако в большинстве узлов (подшипниках и опорах скольжения, зубчатых передачах, поршневых системах и др.) трение является вредным фактором и приводит к изнашиванию сопряженных поверхностей.
Эффективность подбора материалов пар трения, смазки для них, конструктивного оформления, условий эксплуатации определяет долговечность и надежность -работы деталей и узлов. Поэтому дальнейшие исследования в области трения, износа и смазки приобретают все большее значение. Развитие трибоники имеет как научно-технический, так и экономический интерес. Например, на текущий ремонт, связанный с выходом из строя трущихся сопряжений, в СССР расходуется 10-12 млрд.рублей ежегодно /27/.
Особо важное значение в настоящее время уделяется изучению процессов, протекающих на фрикционном контакте, т.к. незначительные изменения свойств поверхностного слоя могут резко изменить величину силы трения и вид износа. Б связи с этим возникла необходимость в проведении подробных исследований в области физико-химической механики контактного взаимодействия пар трения с учетом влияния среды, т.к. значительная часть прецизионных пар трения работает с применением смазочных материалов. Б свою очередь среда оказывает существенное, иногда решающее влияние на формирование условий граничного трения, поэтому большое внимание уделяется изучению вопросов влияния природы и свойств смазочных материалов

Необходимым условием разработки рационального подхода является комплексное исследование характера взаимодействия всех активных компонентов смазочной среды с материалами сопрягаемых деталей в различных условиях трения, определяющих совокупность процессов на фрикционном контакте. Одним из важнейших этапов в этом направлении является изучение состава и свойств поверхностных пленок, формирующихся на поверхностях контактируемых деталей в результате физической адсорбции или хемосорбции углеводородных радикалов, химических соединений и продуктов трибохимического взаимодействия. Решение этих задач позволяет внести ясность в механизм функционального действия противоизносных присадок к маслам, а также выявить закономерности протекания физико-химических процессов на фрикционном контакте при изнашивании.
Влияние структурного и энергетического состояния стальной поверхности на степень адсорбции исследуемых смазочных сред определялось методом измерения краевого угла смачивания (КУС) /22/. Так как величина КУС существенно зависит от чистоты поверхности, то результаты измерения КУС на изношенных образцах практически несопоставимы, в связи с чем краевой угол смачивания исследуемых сред измеряется на поверхностях исследуемых образцов только до начала испытаний на трение. Для данных исследований образцы доводились до равных значений чистоты поверхности полированием в течение нескольких секунд, после чего поверхности обезжиривались последовательно технически чистым бензином и промывались этиловым спиртом, затем высушивались. Измерения КУС проводились на воздухе при комнатной температуре.
Элементный состав тонких поверхностных пленок, представляющих собой продукты химического взаимодействия активных компонентов смазочной среды с металлом, исследовался методом оже-спектроскопии, ко-