91131

3.    Wyjaśnić pojęcia: tarcie statyczne i kinetyczne, tarcie zewnętrzne, tarcic suche, tarcie płynne.

Tarcie powierzchni stykających się ciał można podzielić z uwagi na brak lub występowanie ruchu względnego na: statyczne i kinetyczne. Z uwagi na cliarakter ruchu może to być tarcie: ślizgowe, toczne, wiertne. Ponadto wyodrębnia się tarcie wewnętrzne i zewnętrzne. Tarcie wewnętrzne to opór powstający pomiędzy elementami jednego ciała (warstwami, cząsteczkami) lub w wyniku ruchu ciała stałego w cieczy lub w gazie. W odniesieniu do ciał stałych określa się je własnościami tłumiącymi, w odniesieniu do płynów natomiast określa się je lepkością.

Tarcie zewnętrzne występuje w obszarze styku fizycznego dwócli ciał. Jest to opór powstający pomiędzy dwoma ciałami, stykającymi się pod wpływem docisku, przy ich względnym przemieszczaniu się w płaszczyźnie zetknięcia. Na ogół tarcie kinetyczne (w mchu -siła niezbędna do podtrzymania ruchu) jest mniejsze od tarcia statycznego (w spoczynku - siła niezbędna do wywołania mchu). Jeśli pojęcia tarcia tocznego, ślizgowego i wiertnego są na ogół zrozumiałe, to rodzaje tarcia występujące z uwagi na smarowanie wymagają wyjaśnienia.

I wreszcie z uwagi na rodzaj smarowania rozróżnia się tarcie: suche, graniczne, mieszane i płynne. Tarcic suche fizycznie występuje gdy trące się powierzchnie są czyste fizycznie i chemicznie, pozbawione tlenków i błon adsorpcyjnych. Normalnie takie tlenki i błony występują i jest to przypadek tarcia suchego technicznie. Tarcie graniczne ma miejsce gdy powierzchnie trące są pokryte warstwą czynnika smarującego o bardzo małej grubości, szczelnie przylegającą do powierzchni elementu i odporną na bardzo duże naciski. Warstwa ta wykazuje inne właściwości niż pozostała objętość cieczy. Tarcie mieszane występuje gdy istnieją mikroobszary, w których występuje tarcie suche i obszary, w których zachodzi tarcie graniczne.

Tarcie płynne charakteryzuje się tym, że powierzchnie elementów rozdzielone są całkowicie warstwą czynnika smarującego (cieczą lub gazem) w wyniku czego tarcie zewnętrzne elementów zostaje zastąpione tarciem wewnętrznym pomiędzy warstwami czynnika smarującego. Opory tarcia płynnego są wielokrotnie niższe niż tarcia suchego, podobnie mniejsze jest zużycie powierzchni.

4.    Wyjaśnić pojęcia: smarowanie hydrodynamiczne (IID), smarowanie elastohydrodynamkzne (I-JID).

Smarowanie hydrodynamiczne (HD) polega na samoczynnym powstawaniu pomiędzy smarowanymi powierzcliniami warstwy nośnej smaru, tzw. klina smarnego, oddzielającego całkowicie powierzchnie elementów maszyn oraz równoważącego obciążenie zewnętrzne. Aby mogło ono wystąpić musi istnieć odpowiednia prędkość mchu względnego współpracujących elementów o odpowiednim kształcie i chropowatości, zaś olej musi mieć wystarczająco dużą lepkość i dopływać w sposób ciągły. Spełnienie tych wymagań zapewnia powstanie ciśnienia hydrodynamicznego o wartości zapewniającej rozdzielenie elementów i wystąpienie tarcia płynnego. W obszarze rozruchu i hamowania, kiedy prędkość nie jest wystarczająco duża występuje jednak tarcie mieszane. W przypadku występowania elementów współpracujących w miejscach styku kontaktowego o odpowiednio zakrzywionych powierzchniach (typowe dla styku kontaktowego łożysk tocznych i przekładni zębatych) występuje smarowanie elastohydrodynamkzne (EHD). Jego cechami są: duże ciśnienia, duża zmiana lepkości oleju oraz znaczne odkształcenia współ pracujących powierzchni. Ma to miejsce w styku kół zębatych, łożysk tocznych kulkowych i walcowych. Według teorii tarcia hydrodynamicznego, która nie uwzględniała zmian lepkości oleju i odkształceń elementów, w takich stykach nie mogłoby wystąpić smarowanie płynne, bowiem obliczona grubość filmu smarnego była zbyt mała by rozdzielić współpracujące powierzclmie. Dopiero powstanie teorii smarowania elastohydrodynamicznego, która uwzględniła odkształcenia powierzchni, ciśnienie w styku i zmianę lepkości oleju umożliwiło wyjaśnienie warunków

powstawania tarcia płynnego w łożyskach tocznych i obliczenie grubości filmu smarnego.