9 Влияние температуры и нормальной нагрузки на граничное трение

10 Влияние скорости скольжения и шероховатости поверхностей на граничное трение

11 Внешний и внутренний эффекты Ребиндера

При адсорбции поверхностно – активных веществ свободная энергия твердого тела уменьшается. При этом снижается сопротивление поверхностного слоя твердого тела пластическому деформированию, облегчаются пластическое течение в зернах и выход дислокаций к поверхности. Верхний слой металла может иметь меньшую микротвердость, чем нижележащие, насыщенные дислокациями слои, а также более низкие предел текучести и коэффициент упрочнения. Деформируемый в присутствии ПАВ поверхностный слой металла имеет более мелкую зеренную структуру. Это явление адсорбционной пластификации твердых тел названо внешним эффектом Ребиндера. Эффект реализуется, например, при протягивании проволоки через фильеру меньшего диаметра в присутствии ПАВ. В этих условиях в деформацию вовлекается более тонкий поверхностный слой и сила протяжки значительно ниже. Толщина пластифицированного слоя составляет ориентировочно 0,1 мкм. В отличие от химического модифицирования особенность эффекта Ребиндера в том, что он проявляется при совместном действии среды (ПАВ) и механических напряжений, а также в том, что при удалении ПАВ явление пластифицирования поверхностного слоя исчезает.

Внутренний эффект Ребиндера (адсорбционно расклинивающий) реализуется при адсорбции молекул на поверхностях трещин, имеющих место в поверхностном слое тела трения. Когда активные центры молекул достигают области, размер которой меньше двух размеров молекул, последние, притягиваясь стенками трещины и испытывая давление соседних молекул, стремятся ее расклинить. При этом давление на стенки у вершины трещины может достигать 10 МПа и инициировать ее развитие. Это явление способствует разрушению поверхностного слоя. Оно проявляется в процессе резания металлов в присутствии ПАВ, содержащихся в составе смазочно-охлаждающей жидкости. Расклинивающее действие адсорбированных молекул препятствует смыканию трещины после снятия нагрузки при условии, если силы взаимодействия в ее вершине недостаточны для вытеснения молекул адсорбционного и граничного слоев. В этом случае снижается сопротивление материала усталостному разрушению.

12 Жидкостное трение

Жидкостное трение – представляет собой такой вид контактного взаимодействия твердых тел, при котором их поверхности трения полностью разделены жидким или пластичным смазочным материалом.

Жидкостное трение реализуется при условии, когда поверхности сопрягаемых тел полностью разделены пленкой смазочного материала, несущего приложенную нормальную нагрузку. При этом, в отличие от трения несмазанных поверхностей и граничного трения, исключается непосредственное взаимодействие неровностей сопрягаемых поверхностей трения, а контакт твердых тел является сплошным и характеризуется номинальной площадью. Природа жидкостного трения едина и обусловлена затратами энергии на передачу количества движения между слоями смазочного материала, свойства которого определяют силу трения. При жидкостном трении наблюдается перемещение смазочного материала в направлении скольжения, давление и температура распределены по контактной площадке более равномерно, чем при других видах трения, что и обеспечивает менее интенсивное разрушение поверхностей трения. Необходимым условием существования жидкостного трения является разделение трущихся тел слоем смазочного материала, толщина которого превышает суммарную высоту наиболее высоких неровностей сопрягаемых поверхностей. Толщина пленки зависит от вязкости смазочного материала, величины и времени действия нагрузки, прижимающей трущиеся тела друг к другу, и геометрии этих тел.

В зависимости от способа создания давления в смазочном слое, уравновешивающего внешнюю нагрузку, различают гидростатическую, гидродинамическую и эластогидродинамическую смазки.