1109810742

Powierzchnia styku nawet najlepiej obrobionej powierzchni nigdy nie będzie gładka. Stan powierzchni elementów części maszyn charakteryzuje jej falistość, błędy kształtu oraz kierunek rozmieszczenia nierówności. Tak więc rzeczywiste oddziaływanie powierzchni pary trącej zależne jest od powierzchni styku i własności fizycznych materiałów trących się elementów maszyn. Rozpatrując parę trącą (rys. 1) mówimy o nominalnej powierzchni styku S„, konturowej powierzchnia styku Sk, i rzeczywistej powierzchnia styku S_r [6]:

Rys. 1 Schemat powierzchni styku S; h - wysokość nierówności

•    nominalnej powierzchni styku S„, która jest powierzchnią w granicach obrysu powierzchni zetknięcia dwóch ciał. Zależna jest od wymiarów, z pominięciem falistości, chropowatości i błędów kształtu;

•    konturowa powierzchnia styku A* jest to powierzchnia stanowiąca obrys rzeczywistych pól styku, zależna od chropowatości i falistości powierzchni oraz od obciążenia;

•    rzeczywista powierzchnia styku S_r jest to pole sumy elementarnych powierzchni styku. Rzeczywista powierzchnia styku występuje w miejscach stykania się nierówności dwóch powierzchni.

Z procesem tarcia związany jest ściśle proces zużywania materiału. Proces ten powodowany jest ścieraniem, pękaniem i wykruszaniem cząstek materiału oraz adhezją powierzchni współpracujących elementów i reakcjami tribochemicznymi zachodzącymi na powierzchni tarcia. W wypadku współpracy tworzyw sztucznych z metalami najczęściej spotykanymi rodzajami zużywania są:

•    Zużywanie adhezyjne. Związane jest z adhezją powierzchni trących. Powoduje ona lokalne sczepienia tych powierzchni i co się z tym wiąże odkształcenie materiału, pękanie wiązań kohezyjnych i przenoszenie polimeru na powierzchnię przeciwelementu. W dalszej fazie ruchu następuje odrywanie się przeniesionego materiału od przeciwelementu i usunięcie go ze strefy tarcia w postaci produktów zużycia. Proces ten odbywa się cyklicznie i powoduje zużywanie przede wszystkim materiału polimerowego. Istotny wpływ na wartość adhezji ma energia powierzchniowa materiału polimerowego, a także chropowatość przeciwelementu metalowego.

•    Zużywanie ścierne. Występuje przy współpracy materiału polimerowego z powierzchnią metalową, zwłaszcza, gdy ma ona dużą chropowatość. Wówczas wystające nierówności twardszego materiału spełniają rolę mikroostrzy. Ubytek materiału spowodowany jest mikroskrawaniem, rysowaniem lub bruzdowaniem. Proces ten zachodzi również, gdy w obszarze tarcia współpracujących elementów znajdują się luźne lub utwierdzone cząstki ścierniwa. Zużywanie ścierne w wypadku par ślizgowych polimer-metal może dotyczyć zarówno polimeru jak i metalu. Ten drugi przypadek zachodzi, gdy polimer jest wypełniony twardymi cząstkami np. włóknem szklanym, proszkiem kwarcu itp. Wówczas