ТРИБОМЕТРИЯ

ТРИБОМЕТРИЯ

       

(от греч. tribos — трение и metreo — измеряю), методы измерения силы или коэфф. трения внешнего, порога внеш. трения и износа трущихся поверхностей. Трибометрич. измерения делятся на два вида: лабораторные, при к-рых производится оценка сил трения и износостойкости материалов в тех или иных условиях, и натурные, когда производится оценка целиком данного узла трения.

В лаб. испытаниях пользуются образцами, имеющими точечный или линейный контакт (напр., сфера по плоскости, два перекрещенных цилиндра, трущихся по образующей), а также образцами, имеющими малые плоские поверхности трения (цилиндр торцом по диску, два цилиндра, трущихся торцами, и др.). На этих образцах определяют уд. силу трения и уд. износ, т. е, соответствующие величины, отнесённые к единице площади фактич. контакта. Пользуясь полученными хар-ками, можно приближённо вычислить силу трения и износ для поверхности любого размера, учитывая температурный режим трения. Силу трения обычно измеряют датчиками, содержащими упругие элементы. Для оценки пар трения получают ряд последоват. значений сил трения и износа при постепенном утяжелении режима трения, т. е. при увеличении скорости или нагрузки. Нагрузка увеличивает число фрикц. связей, не меняя их качества, и приводит к изменению объёмного нагрева; скорость же, увеличивая темп-ру в единичной фрикц. связи, приводит к качеств. изменениям во фрикц. контакте и изменяет градиент темп-ры по глубине. Кривые фрикц. теплостойкости, т. е. зависимость коэфф. трения и интенсивности износа от темп-ры (рис.), явл. наиболее важными хар-ками пары трения; их получают при торцевом трении двух цилиндрич. образцов, находящихся под пост. нагрузкой, относит. скорость движения к-рых растёт ступенчато, что обеспечивает ступенчатое изменение темп-ры. Измерение темп-ры производится термопарой, заделанной в один из образцов. Интенсивность износа оценивается безразмерным отношением толщины изношенного слоя к пройденному пути.

Порог внеш. трения оценивают, доводя данную пару до задира — резкого повышения силы трения и повреждения поверхностей трения при плавном изменении скорости или нагрузки. Перенос результатов лаб. испытаний на реальные пары трения производится с учётом соотношения подобия теории.

В реальных машинах силу трения измеряют разл. методами, напр. по потребляемой мощности на холостом режиме работы, по величине момента или силы трения по углу закручивания вала. Косвенным, но очень удобным средством оценки трения явл. измерение темп-ры узла трения, позволяющее с помощью пересчёта судить о силе трения. Коэфф. сопротивления перекатыванию определяется посредством тяговых динамометров.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

ТРИБОМЕТРИЯ

-система методов и средств измерения сил трения, фрикционного разогрева, износа и несущей способности трущихся тел, а также определения шероховатости, контактной деформации при разл. видах трения и изнашивания с обязательной оценкой погрешности измерений. Измерения и оценки, полученные непосредственно в процессе фрикционного взаимодействия, позволяют простыми расчётами определить величины коэф. трения, интенсивностей изнашивания, допустимых нагрузок, скоростей и темп-р (последнее особо важно при использовании смазки).

Силу трения измеряют по углу закручивания вала, по потребляемой мощности, по деформации силоизмерителя - упругого элемента (динамометра), воспринимающего нагрузку. Чаще всего используют электрич. силоизмери-тели, включающие в себя чувствит. элемент, преобразователь, усилитель и регистрирующий прибор. Обычно применяют тензорезисторные и индуктивные преобразователи, а также цифровые приборы. Наряду с контактными методами замера скорости и темп-ры (тахогенераторы, термопары) получают распространение бесконтактные методы (напр., фотоэлектрический и инфракрасный).

Т. реализуется, напр., с помощью универсальных машин трения, имеющих соответственно общие измерит. системы и общий привод для неск. испытат. схем. При этом производятся замеры сил трения, темп-ры, нагрузки, частоты вращения, а также автоматизированное управление экспериментом и обработкой его результатов, что позволяет с учётом стохастич. природы трения учесть виды распределения параметров, оценить их дисперсию, погрешность при определении фрикционно-износных характеристик. Это важно для сопоставления результатов испытаний, осуществляемых на разл. машинах, а особенно при сопоставлении результатов ускоренных испытаний, основанных на моделировании трения и изнашивания. Испытания, выполняемые на разл. машинах трения, проводятся, как минимум, в три этапа (т. н. рациональный цикл испытаний): определение области применения триботехн. материалов (включая смазки) по нагрузке, скорости и темп-ре (напр., получение характеристик фрикционной теплостойкости, т. е. зависимости коэф. трения и интенсивности износа от темп-ры при разл. давлениях); модельные испытания на малогабаритных образцах с учётом масштабных коэф. перехода от модели к натуре и стендовые натурные (или модельные) испытания узла трения в целом.

Лит.: Словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин, 2 изд., К., 1990; Полимеры в узлах трения машин и приборов. Справочник, под ред. А. В. Чичинадзе, 2 изд., М., 1988; Браун Э. Д., Евдокимов Ю. А., Чичинадзе А. В., Моделирование трения и изнашивания в машинах, М., 1982; Крагель-ский И. В., Михин Н. М., Узлы трения машин, М., 1984; Акустические и электрические методы в триботехнике, Минск, 1987; Справочник по триботехнике, под ред. М. Хебды, А. В. Чичинадзе, т. 1-3, М.-Варшава, 1989-92. Э. Д. Браун, А. В. Чичинадзе.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.