Переходные процессы трения

Всему есть определенные границы.

Гораций

Любая трибосистема независимо от материала деталей, режимов эксплу-атации и конструкции "переживает" два нестационарных переходных периода: приработочный и катастрофический. В этих двух периодах триботехнические характеристики контактирующих поверхностей существенно зависят от времени, то есть трение характеризуется постоянным изменением условий протекания. Однако, если приработка, в той или иной степени, обязательно входит составляющей в ресурс узла, то катастрофический период является аварийным и его необходимо избегать. С технических позиций оба эти процесса являются одинаково важными.

Приработка - это нестационарный начальный переходный процесс трения, в результате которого происходит адаптация контактирующих поверхностей и постепенный переход к стационарному процессу путём снижения и стабилизации значений коэффициента трения, температуры, изнашивания и т.п.

Катастрофический период завершает эксплуатацию трибосистемы, как правило, в аварийном режиме. Он характеризуется очень быстрым ростом зазоров, динамических нагрузок, разрушения и прочих параметров процесса трения.

Основными параметрами приработки являются следующие:

- время приработки t_п, - температура приработки Т_п,

- приработочный износ h_п, - сила F_п или коэффициент трения f_п.

Следует отметить, что даже при незначительных изменениях режимов нагружения, смазывания или иных условий трения у уже приработанных по-верхностей наступает относительно короткий период новой микроприработки - адаптации к новым условиям. Нарушение режима приработки за счёт форсирования режимов или иного ужесточения нагружающих факторов может несколько сократить адаптационный период, но никогда не заменит полностью эффекта приработки на штатных режимах эксплуатации.

В трибосистемах, в которых твёрдость или жёсткость у материалов контактирующих деталей существенно отличается, например, в металлополимерных узлах, адаптируется к условиям трения, в основном, более мягкий материал. При этом не происходит образования равновесной шероховатости на более твёрдом материале. Микрогеометрия контакта улучшается только за счёт менее жесткого материала. Шероховатость поверхности более твёрдой детали, сохраняясь практически без изменений, может вызвать микрорезание, что резко снизит ресурс сопряжения. Отсюда вытекает обязательное требование возможного уменьшения микронеровностей на металлическом контртеле металлополимерных трибосистем.

На производстве стараются снизить время и другие приработочные характеристики узлов трения. Существует два пути приработки:

- технологический при доводке и сборке узлов (обработка металлическими щетками, взаимная притирка);

- эксплуатационный (обкатка двигателей, холостая прокрутка редукторов и т.п.).

Способность трибосопряжения достаточно быстро переходить к стационарному процессу трения называется прирабатываемостью. Критериями прирабатываемости может служить время приработки (стабилизации параметров) или отношения приработочных величин параметров к их стационарным значениям за фиксированное время (например: и т.п.).

Таким образом, приработка является неизбежным и необходимым нестационарным процессом адаптации трибосистемы к условиям эксплуатации, обеспечивающим, только при правильном выполнении, требуемый ресурс узла трения.

Катастрофический нестационарный процесс трения, с учётом вероятности минимального времени его наступления, необходимо полностью исключить из периода нормальной эксплуатации трибосистем, что снизит их аварийность.