Extrusion and rarefaction of lubricant in boundary layer is the key processes of adhesive wear of highly loaded tribocontacts
Вантажиться...
Дата
2022
Автори
Stelmakh, Oleksandr
Fu, Hongyu
Guo, Yiqiao
Wang, Xinbo
Zhang, Hao
Kaplun, Pavlo
Стельмах, Олександр
Фу, Хун'ю
Гуо, Іцяо
Ван, Сіньбо
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Хмельницький національний університет
Анотація
A comprehensive analysis of the Adhesion-Deformation, Elasto-hydrodynamic and Hydrodynamic friction models is presented, which describe different modes of lubrication in accordance with the Stribeck curve. The main provisions of these models are considered in conjunction with the Langmuir-BET theory of adsorption and Hertz's elastic-deformation theory of curvilinear contacts.
It is shown that the revealed contradictions require their resolution, and the discovered multiple effects need a scientifically based interpretation. It is proposed to develop a more generalized model of friction and wear based on naturally occurring processes that have been hidden from direct observations for a long time. These are: Extrusion of lubricating layers in the convergent elastically deformed and Rarefaction in divergent elastically deformed regions of tribo-contacts. Understanding these processes makes it possible to predict the localization sites and causes of the occurrence of primary subsequent acts of adhesion of friction surfaces and their wear in the following cycle: “rarefaction and desorption of lubricating layers, which leads to deformation destruction of oxide films and adhesion of juvenile surface areas, after which to tearing of a fragment material from the bearing
and the neoplasm of the protrusion on the shaft -in the divergent elastically deformed areas of the contact. Then microcutting by this fragment of the bearing surface occurs with the release of the wear product in the convergent elastically deformed region, which accordingly leads to a change in the actual geometry and tension of the tribo-contact. Further, in other areas of the renewed contact, adhesive interaction occurs in other divergent areas according to the same mechanism. A deep understanding of the reasons for the desorption of lubricating layers will make it possible to develop and apply new highly efficient technological and material science methods in order to increase the resource of highly loaded tribo-systems of machines and mechanisms.
Представлено комплексний аналіз адгезійно-деформаційної, пружно- гідродинамічної та гідродинамічної моделей тертя, які описують різні режими змащування відповідно до кривої Штрібека. Основні положення цих моделей розглядаються в поєднанні з теорією адсорбції Ленгмюра і пружно- деформаційною теорією криволінійних контактів Герца. Показано, що виявлені протиріччя потребують свого вирішення, а виявлені множинні ефекти потребують науково обґрунтованої інтерпретації. Пропонується розробити більш узагальнену модель тертя та зношування на основі природних процесів, які довгий час були приховані від прямих спостережень. Це: Екструзія змащувальних шарів у збіжних пружно деформованих і Розрідження у розбіжних пружно деформованих областях трибоконтактів. Розуміння цих процесів дає змогу передбачити місця локалізації та причини виникнення первинних наступних актів зчеплення поверхонь тертя та їх зношування за таким циклом: «розрідження та десорбція мастильних шарів, що призводить до деформаційного руйнування оксидних плівок та зрощення ювенільних ділянок поверхні, після чого до відриву осколкового матеріалу від підшипника та новоутворення виступу на валу –у розбіжних пружно деформованих ділянках контакту. Далі відбувається мікрорізання цим фрагментом опорної поверхні з виходом продукту зношування в конвергентну пружнодеформовану область, що відповідно призводить до зміни фактичної геометрії та натягу трибоконтакту. Крім того, в інших областях відновленого контакту адгезивна взаємодія відбувається в інших розбіжних областях відповідно до того самого механізму. Глибоке розуміння причин десорбції мастильних шарів дозволить розробити та застосувати нові високоефективні технологічні та матеріалознавчі методи з метою підвище ння ресурсу високонавантажених трибосистем машин і механізмів.
Представлено комплексний аналіз адгезійно-деформаційної, пружно- гідродинамічної та гідродинамічної моделей тертя, які описують різні режими змащування відповідно до кривої Штрібека. Основні положення цих моделей розглядаються в поєднанні з теорією адсорбції Ленгмюра і пружно- деформаційною теорією криволінійних контактів Герца. Показано, що виявлені протиріччя потребують свого вирішення, а виявлені множинні ефекти потребують науково обґрунтованої інтерпретації. Пропонується розробити більш узагальнену модель тертя та зношування на основі природних процесів, які довгий час були приховані від прямих спостережень. Це: Екструзія змащувальних шарів у збіжних пружно деформованих і Розрідження у розбіжних пружно деформованих областях трибоконтактів. Розуміння цих процесів дає змогу передбачити місця локалізації та причини виникнення первинних наступних актів зчеплення поверхонь тертя та їх зношування за таким циклом: «розрідження та десорбція мастильних шарів, що призводить до деформаційного руйнування оксидних плівок та зрощення ювенільних ділянок поверхні, після чого до відриву осколкового матеріалу від підшипника та новоутворення виступу на валу –у розбіжних пружно деформованих ділянках контакту. Далі відбувається мікрорізання цим фрагментом опорної поверхні з виходом продукту зношування в конвергентну пружнодеформовану область, що відповідно призводить до зміни фактичної геометрії та натягу трибоконтакту. Крім того, в інших областях відновленого контакту адгезивна взаємодія відбувається в інших розбіжних областях відповідно до того самого механізму. Глибоке розуміння причин десорбції мастильних шарів дозволить розробити та застосувати нові високоефективні технологічні та матеріалознавчі методи з метою підвище ння ресурсу високонавантажених трибосистем машин і механізмів.
Опис
Ключові слова
Macro - friction models, cavitation, adhesive wear, pressure gradien, моделі макротертя, кавітація, градієнт тиску, адгезійний знос
Бібліографічний опис
Extrusion and rarefaction of lubricant in boundary layer is the key processes of adhesive wear of highly loaded tribocontacts / Oleksandr Stelmakh, Hongyu Fu, Yiqiao Guo, Xinbo Wang, Hao Zhang, Pavlo Kaplun // Problems of tribology. – 2022. – Vol. 27, No 3/105. – P. 6-26.