АДСОРБЦИОННЫЙ ЭФФЕКТ ПОНИЖЕНИЯ ПРОЧНОСТИ (ЭФФЕКТ РЕБИНДЕРА)
деталь износ прочность трение
Наибольшей способностью к адсорбции обладают поверхностно активные вещества, молекулы которых ориентируются при адсорбции перпендикулярно к поверхности тела, с которым взаимодействуют (органические кислоты, спирты, смолы, дистиллированная вода). Эти молекулы полярные. Например, если поместить металлическое тело рядом с летучим веществом, (например, валерьяновой кислотой), то молекулы кислоты, испаряясь и перемещаясь через воздух, покроют поверхность тела слоем в 1 молекулу, причем, если намочить поверхность, то получается многомолекулярный слой строго ориентированных молекул поверхностно активного вещества (рис.5).
Рисунок 5 - Схема адсорбированного монослоя полярных молекул и ориентация неполярных молекул
П.А. Ребиндером установлено, что поверхностно активная среда значительно снижает сопротивление деформированию (в холодном состоянии) и разрушению твердых тел в результате физической адсорбции поверхностно активных веществ. Принципиальная схема эксперимента представлена на рис. 6. Эффект Ребиндера является внешним эффектом: снижается поверхностная энергия твердого тела - облегчается выход дислокаций (неоднородностей кристаллического строения вещества).
Молекулы поверхности активной среды проникают в трещины и "раздвигают их" (рис. 6).
Рисунок 6 - Схема продавливания шарика без смазочного материала (а) и с окисленным парафином (б) (по данным П.П. Ребиндера): 1 - образец; 2 - пуансон; 3 - шарик; 4 - наплыв металла
|
|
|
молекул смазочного материала (Р - давление адсорбированного слоя; Q- расклинивающие силы)
Расплавленные легкоплавкие металлы являются сильными поверхностно активными веществами по отношению к более тугоплавким и резко снижают их прочность.
КОНТАКТ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕЛ
Взаимный контакт деталей происходит по вершинам и выступам шероховатости, которая деформируется под действием внешней нагрузки.
Деформации выступов делят:
на упругие (эластичные тела - например, резина с очень гладкой поверхностью);
упруго пластические без упрочнения;
упруго пластические (упруго пластический контакт) с упрочнением. Схема контакта поверхностей двух тел показана на рис.8. При этом различают:
номинальную площадь контакта, Аа= а х в;
контурную площадь контакта, Ак = 5... 15 % от А;
Рисунок 8 - Схема контакта поверхностей тел
фактическую площадь контакта, Аr = 0,01-0,1% от А
Номинальное давление
Контурное давление
Фактическое давление
Фактическая площадь контакта Аr зависит от нагрузки за счет деформации вершин выступов и меняется после 1-й и последующей нагрузки.
|
|
|
Аr - фактический контакт увеличивается при увеличении нагрузки, уменьшении шероховатости, росте радиуса закруглений выступов г и за счет времени действия нагрузки.
Аr - фактический контакт уменьшается с увеличением предела текучести, высоты неровности (шероховатости).
При взаимодействии двух разных материалов - физические свойства более мягкого и геометрия поверхности более твердого из тел определяют Аr (фактический контакт).
При наличии между поверхностями трения тонкой пленки меди площадь фактического контакта Аr увеличивается в 10-100 раз, снижая износ.
Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 469; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!