О сухом и жидкостном трении

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Поверхность любой детали машины даже после самой тщательной обработки (например притирки по плите) имеет мельчайшие неровности, измеряемые тысячными долями миллиметра.

При относительном перемещении одной детали машины по другой вершины неровностей задевают друг за друга и оказывают сопротивление движению. Сопротивление движению, обусловленное неровностями соприкасающихся поверхностей, называют трением. По современным представлениям трение обусловливается как механическими, так и молекулярными силами. Опытными наблюдениями установлено: чем с большей силой прижимается одна поверхность к другой, тем большее усилие необходимо для преодоления сил трения.

Величина сил трения зависит от состояния трущихся поверхностей. Чем грубее обработаны поверхности соприкасающихся тел, тем больше трение; чем тщательнее они обработаны, тем меньше трение. Однако при определённой степени гладкости трение между соприкасающимися поверхностями не уменьшается, а, наоборот, увеличивается. Это объясняется тем, что у гладких поверхностей увеличивается число точек соприкосновения и сила сцепления между молекулами трущихся тел возрастает.

Сила сопротивления, которая препятствует перемещению соприкасающихся тел, называется силой трения.

При взаимном перемещении трущихся тел часть выступающих неровностей (зубцов) на их соприкасающихся поверхностях сминается и срезается. Вследствие этого происходит износ деталей машин, сопровождающийся их нагревом, на что затрачивается некоторое количество энергии.

В подвижном составе очень много трущихся деталей, на преодоление трения которых расходуется часть мощности паровоза. Любопытно отметить, что на преодоление трения в буксах состава локомотив затрачивает примерно 1/4 часть развиваемой им мощности.

Полностью устранить трение нельзя, но можно его уменьшить, искусственно разделив трущиеся поверхности между собой масляной плёнкой (слоем смазки), которая не позволяет неровностям задевать друг задруга. В этом случае сухое трение деталеймашины заменяется трением частиц смазкн друг о друга и трением металлических частиц о смазку.

Но смазка не только уменьшает трение (например при жидкостном трении на 90% по сравнению с сухим), но и отводит тепло от трущихся деталей, что очень важно, так как нагревание вызываетих повреждение. Уменьшению трения способствует также замена подшипников скольжения подшипниками качения (шариковые, роликовые, игольчатые).

Если трущиеся поверхности разделены масляной плёнкой,касание вершин неровностей исключается. Такое трение называется жидкостным (фиг. 142). Если слой смазки недостаточен, то он не в состоянии полностью отделить соприкасающиеся поверхности, и в этом случае наряду с жидкостным трением будет иметь место и сухое. Такого рода трение называют полужидкостным, или полусухим.

Как уже указывалось (см. стр. 162), полусухое трение появляется между шейками осей и подшипниками при начале движения поезда, так как во время стоянки масляная плёнка выдавливается из-под подшипников. Но не всегда трение мешает работе механизмов, не во всех случаях стремятся его уменьшить. Например, при торможении поезда полезно увеличивать трение между тормозными колодками и бандажами колёс.

⇐ | 3. Уравновешивание сил инерции невращающихся тел | | Как устроен и работает паровоз | | 2. Свойство смазки | ⇒