Изнашивание при трении скольжения и трении качения

При трении скольжения для условий граничного трения и трения без смазки скорость изнашивания

, (3.3)

где P – давление на поверхность трения;

V – скорость относительного скольжения;

k – коэффициент износа, характеризующий материал пары и условия изнашивания (смазка);

m = 0,5…3; n = 1 – для большинства пар трения.

Для абразивного изнашивания m = n = 1 и величина линейного износа

, (3.4)

где S = Vt – путь трения;

t – время работы пары трения.

Износостойкость зависит от твердости Н материала, предела текучести σ_s, модуля упругости Е и др. Больше всего от твердости. Относительная износостойкость абразивного изнашивания для чистых металлов прямо пропорциональна твердости ε = bH, где b – коэффициент пропорциональности, b ≈ 7,3.

Для термически обработанных сталей износостойкость увеличивается с увеличением твердости в меньшей степени.

Условия в зоне контакта зависят от свойств поверхностного слоя, внешних условий (температура, вибрация и др.) и от вида трения и смазки. Велика роль смазки. Чаще всего имеет место граничное трение.

Иногда смазка играет и разрушительную роль. Попадая в микротрещины на поверхности трения, она производит расклинивающее действие и разрушает поверхность.

При трении каченияимеют место усталостное, окислительное и абразивное изнашивание. Два последних являются сопутствующими. Усталостное изнашивание (питтинг) – это процесс интенсивного разрушения поверхности под действием пластической деформации, внутренних напряжений и усталости металлов. На поверхности трения появляются микротрещины, единичные и групповые впадины. Возникают добавочные динамические усилия, вибрация, появляется шум.

Усталостную прочность контактирующих поверхностей оценивают по максимально выдерживаемой материалом величине наибольшего контактного давления Р_о и величине максимального касательного напряжения τ_о. Эти величины определяются по формулам теории упругости.

Скорость износа пропорциональна расчетному касательному напряжению τ_о, и обратно пропорциональна твердости Н.

. (3.5)