Tarcie, Grafika inż i projektowanie inż
[ Pobierz całość w formacie PDF ]//-->1.Omówić definicje tarcia oraz teorie wyjaśniające istotę tarcia.Tarcie to całość zjawisk fizycznych towarzyszących przemieszczaniu się względem siebie dwóch ciałfizycznych (tarcie zewnętrzne) lub elementów tego samego ciała (tarcie wewnętrzne) i powodującychrozpraszanie energii podczas ruchu.Na czym polega mechaniczna teoria tarcia? (rysunek).teoria ta opierała się na spostrzeżeniach, że „zdolność ciał do ślizgania się jestróżna i dlatego tarcie ma różną wartość”. Ciało o bardziej gładkiej powierzchni mamniejszą wartość tarcia niż ciało chropowate. Dowolne ciało wykazuje przy tarciuopór równy około jednej czwartej swojego ciężaru pod warunkiem, że styka sięwyrównana płaszczyzna z polerowaną płaszczyzną.Wniosek: siła tarcia jest niezależna od powierzchni styku.Na czym polega zużycie adhezyjne trących elementów?Zużycie adhezyjne polega na lokalnym sczepianiu metalicznym (adhezji) powierzchni trącychw mikroobszarach odkształcenia plastycznego warstwy wierzchniej, a zwłaszcza najwyższychwierzchołków chropowatości zbliżonych na odległość działania sił molekularnych i następnym ichrozrywaniu związanym z odrywaniem cząstek metalu lub jego rozmazywaniem na powierzchni tarcia.Wyprowadzić wzór na współczynnik tarcia tocznego.μ - współczynnik tarcia tocznego (w układzie SI w metrach m)T – siła tarcia tocznego (w układzie SI w niutonach N)N – siła dociskająca powierzchnie ( w układzie SI niutonach N)orazR - promień toczącego się koła lub walca (w metrach m)Po przekształceniu tego wzoru tak, aby wyliczyć siłę tarcia T, otrzymamy:Wyprowadzić wzór na współczynnik tarcia posuwistegoOkazuje się, że w typowych sytuacjach tarcia posuwistego stosunek siły tarcia do nacisku trących powierzchnijest stały. Jego wartość nazywana jest współczynnikiem tarcia.Omówić rodzaje tarcia.Podział tarcia ze względu na lokalizację.a) zewnętrzne (powstające przy powierzchniowym styku ciał);b) wewnętrzne (powstające wewnątrz jednego ciała, w którym przemieszczają się względem siebieatomy, grupy atomów, cząstki chemiczne itp.)Tarcie wewnętrzne jest niewielkie w gazach, ze względu na dużą odległość między cząsteczkami, rośniew cieczy, a największe wartości występują w ciałach stałych - co jest zrozumiałe, biorąc pod uwagęwzrost sił spójności między atomami, czy cząstkami w tych stanach skupienia.W przypadku tarcia zewnętrznego (suchego fizycznego i technicznego) ciała stykają się zapośrednictwem wierzchołków nierówności powierzchni; występują tu znaczne opory tarcia przejawiającesię oporem względem przemieszczania się ciał.Tarcie graniczne jest rodzajem tarcia, w którym objętość środka smarowego jest niewystarczająca, abyoddzielić całkowicie od siebie warstwą środka smarowego nierówności powierzchni tarcia.. występuje,gdy nie są spełnione warunki dla zaistnienia warstwy hydrodynamicznej, tzn. że lepkość środkasmarowego jest zbyt niska i występuje niekorzystna geometria styku lub zbyt dużą chropowatośćpowierzchni.Tarcie płynne jest tarciem, w którym powierzchnie tarcia oddzielone są warstwą środka smarowego otakiej grubości, że w czasie trwania tego procesu nie występuje stykanie się występów mikronierównościobu powierzchni. Występuje wtedy tylko tarcie wewnętrzne środka smarowego.Tarcie mieszane jest rodzajem tarcia, w którym występują oba typy tarcia, tj. tarcie graniczne i tarciepłynne. Tarcie to ma miejsce w węzłach tarcia maszyn i urządzeń, zwłaszcza przy małych prędkościachwzględnych, dużych naciskach oraz stanach nieustalonych pracy węzła tarcia. W rzeczywistych węzłachtarcia najczęściej mamy do czynienia z tarciem mieszanym.Tarcie suche fizycznie występuje wówczas, kiedy dochodzi w procesie tarcia do styku czystychpowierzchni ciał stałych, natomiast w przypadku tarcia suchego technicznego na powierzchni występujązaabsorbowane cząstki gazów z powietrza atmosferycznego, np. N2, O2, H2O, tlenki i wodorotlenki metalipowierzchni.Podział tarcia ze względu na ruch.a) kinetyczne; przy przemieszczeniu dwóch ciałb) statyczne. gdy prędkość wzgledna obszaow tarcia ciał jest róna zeruTarcie kinetyczne ze względów na rodzaj ruchu można podzielić na:- ślizgowe;- wiertne;- toczne.Przy tarciu ślizgowym obszarem styku jest zazwyczaj powierzchnia płaska lub zakrzywiona, natomiastprzy tarciu tocznym obszarem styku elementów jest punkt (tarcie kul) lub linia (tarcie ciał o kształtachcylindrycznych lub cylindrycznym i płaskim).Tarcie wiertne - przy tym rodzaju tarcia prędkość względna obu ciał w punktach styku są różne iwprostproporcjonalne do odległości punktu styku od osi jednego ciała, prostopadłej do powierzchnitarcia. Punkt styku trących się ciał trwa nieskończenie długo, a prędkość względna tarcia równa się zeru [ Pobierz całość w formacie PDF ]