Гаркунов Д.Н. Триботехника. Износ и безызносность. Страница 368

Однако с увеличением нагрузок в узлах трения, ухудшением в некоторых случаях условий смазывания деталей, с повышением требований к КПД механизмов, применением специальных смазочных материалов и жидкостей, а в некоторых механизмах в связи с использованием в качестве смазочного материала воды, методы повышения износостойкости де-

22—1108

талей путем увеличения их твердости перестали себя оправдывать. Напомним, что фактическая площадь контакта с увеличением твердости материала уменьшается. В результате неизбежных перекосов деталей при эксплуатации увеличивается возможность их заедания или роста интенсивности изнашивания.

Если в трении участвует только одна деталь, например лемех плуга или зуб ковша экскаватора, нож бумагорезательной машины, то невозможно представить, чтобы режущая кромка этих деталей вообще не изнашивалась. Но когда в трении участвует две детали и между ними находится смазка, то условия контакта деталей меняются. Здесь трущуюся пару можно рассматривать как термодинамическую систему, где возможен обмен поверхностей трения с внешней средой (смазкой) энергией и веществом и, следовательно, возможно образование новых структур на основе самоорганизующихся процессов.

2. Первоначальные сведения о самоорганизации в узлах трения

В поисках новых путей повышения износостойкости деталей машин целесообразно обратиться к живой природе. Анализ нагруженных подвижных сочленений живых существ показывает, что имеются два типа узлов трения — открытые и закрытые. Открытость и закрытость здесь понимается не в термодинамическом понятии, а в смысле попадания на трущиеся поверхности абразивных частиц, влаги, пыли и других веществ. В открытых узлах трения работает твердый материал по твердому - это . зубы животных. Закрытые узлы трения — суставы живых организмов, "сконструированные" на принципах, которые в машиностроении не применяют. На твердой кости располагается мягкий хрящ, на поверхности которого имеется тонкая подвижная полимерная пленка. Сопряженная поверхность имеет такую же структуру. В суставе работают два одинаковых материала, причем мягкий по мягкому (рис. 1.1а).