Обычно трение качения, при котором основная работа затрачи-
вается на передеформирование материала при формировании валика
перед катящимся телом, много меньше трения скольжения. Но как
только скорость качения достигает скорости распространения де-
формаций, трение качения резко возрастает; поэтому при больших
скоростях качения лучше использовать трение скольжения.
Трение покоя больше трения движения, и этот факт снижает
чувствительность точных приборов. Заменить трение покоя трени-
ем движения - это значить уменьшить силу трения и как-то ста-
билизировать ее. Задачу можно решить, заставив трущиеся эле-
менты совершать колебания.
В патенте США 3 239 283: задача решается выполнением втулки
подшипника из пьезоэлектрического материала и покрытием ее
электропроводящей фольгой. Пропуская переменный ток, под дейс-
твием которого пьезоэлектрик вибрирует, ликвидируют трение по-
коя.
1.3.1. Явление аномального низкого трения. Установлено, что
при достаточно сильном облучении одной из трущихся поверхнос-
тей ускоренными частицами (например, атомами гелия) коэффици-
ент трения падает в десятки и даже сотни раз, достигая сотых и
тысячных долей единицы (открытие-121). Для возникновения эф-
фекта сверхнизкого трения необходимо, чтобы процесс трения
осуществлялся в вакууме. Переход в состояние сверхнизкого тре-
ния может осуществляться далеко не всеми телами. Этой способ-
ностью обладают вещества со слоистой кристаллической структу-
рой. Исследования показали, что очень тонкий поверхностный
слой вещества при совместном действии трения и облучения испы-
тывает сильную ориентацию, благодаря чему его структурные эле-
менты располагаются параллельно плоскости контакта, за счет
чего сильно уменьшается способность вещества образовывать
сильные адгезионные связи. Роль облучения сводится к очень ин-
тенсивной очистке поверхности контакта от премисей и от моле-
кул воды, препяствующих ориентации. К тому же водная пленка
сама является источником довольно сильных адгезионных связей.
Явление аномально низкого трения можно использовать к примеру
в подшипниках:
А.с. 290 131: Подшипник скольжения, содержащий корпус, в
котором смонтирован вал посредством сегментов с металлической
рабочей поверхностью, расположенных равномерно по окружности,
отличающееся тем, что с целью уменьшения коэффициента трения
при работе в вакууме, он снабжен источником быстрых и нейт-
ральных молекул газа, например, инертного, встроенного в кор-
пус между сегментами и направляющим поток молекул на рабочую
поверхность вала, покрытую полимером, например, полиэтиленом.
1.3.2. Эффект безызиосности.
Всегда и везде ранее принималось, что трение и износ два
неразрывно связанных явления. Однако в результате открытия (нр
-41) Крагельского И.В. и Гаркунова Д.Н. удалось разьединить
это, хотя и традиционное, но невыгодное содружество. В их под-
шипнике трение осталось - износ исчез; за это исчезновение от-
ветственен процесс атомарного переноса. Самый опасный вид из-
носа - схватывание. В соответствии с принципом "обратить вред
в пользу" - схватывание входит как составная часть в атомарный
перенос; далее оно компенсируется противоположным процессом.
Рассмотрим пару сталь - бронза с глицериновой смазкой. Глице-
рин, протравливая поверхность бронзы способствует покрытию ее
рыхлым слоем чистой меди, атомы которой легко переносятся на
стальную поверхность. Далее устанавливается динамическое рав-
новесие - атомы меди летают туда и обратно, и износа практи-
чески нет, ибо медный порошок прочно удерживает глицерин, ко-
торый в свою очередь, защищает медь от кислорода. В авиации
уже испытаны бронзовые амартизационные буксы в стальной стойке
шасси самолета.
1.3.3. Эффект Джонсона-Рабека.
Если нагревать пару соприкасающихся трущихся поверхностей -
полупроводник и металл, то сила трения между этими поверхнос-
тями будет увеличиваться. Этот эффект используется в тормозах
и муфтах крутящего момента.
Патент США 3 343 635: Тормоз представляющий собой вал, пок-
рытый полупроводниковым материалом, охваченный металлической
лентой. Тормозной момент зависит от температуры полупроводни-
кового слоя и регулируется путем пропускания электрического
тока через вал и охватывающую его ленту.
Патент Англии 1 118 627: Устройство для передачи вращения
между двумя валами, состоящая из двух соприкасающихся дисков,
один из которых выполнен из полупроводникового материала, а
второй - металлический. Регулирование передаваемого момента
происходит при нагреве соприкасающихся упомянутых материалов
путем пропускания электрического тока между ними.
Интересное использование трения:
А.с. 350 577: Способ получения отливок, заключающийся в
пропускании расплавленного металла через каналы, выполненные в
теле оправки, отличающееся тем, что с целью совмещения процес-
са плавки и заливки металла, оправку поднимают к металлической
заготовке и вращают, расплавляя заготовку теплом, выделяющимся
в процессе трения.
Л И Т Е Р А Т У Р А
К 1.2. Я.Н.Ройтенберг, Гироскопы, М., "Наука", 1975
В.А.Павлов, Гироскопический эффект, его проявление и
использование, Л., "Судостроение", 1972
Н.В.Гулия, Возрожденная энергия, "Наука и жизнь", 1975,
нр-7.
К 1.3. А.А.Силин, Трение и его роль в развитии техники,
М., "Наука", 1976.
И.В.Крагельский, Трение и износ, М., "машиностроение",1968
Д.Н.Гаркунов, Избирательный перенос в узлах трения,
М., "Транспорт", 1969.
2. Д Е Ф О Р М А Ц И Я .
-----------------------
2.1. Общая характеристика.
В самом общем случае под деформацией понимается такое
изменение положение точек тела, при котром меняется взаимные
расстояния между ними. Причинами деформаций, сопровождающихся
изменениями формы и размеров сплошного тела, могут служить
механические силы, электрические, магнитные, гравитационные
поля, изменения температуры, фазовые переходы и т.д.
В теории деформации твердых тел рассматриваются многие
типы деформаций-сдвига, кручения и т.д. Формальное описание
их можно отыскать в любом курсе сопромата.
Если деформация исчезает после снятия нагрузки, то она
называется упругой, в противном случае имеет место пластичес-
кая деформация. Для упругих деформаций справедлив закон Гука,
согласно которому деформация пропорциональна механическому
напряжению.Если рассматривать деформации на атомарном уровне
то упругая деформация характеризуется,прежде всего практичес-
ки одинаковым изменением растояния между всеми атомами крис-
тала;
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72