Трибологія

Трибологія
Є галуззю	машинобудування, матеріалознавство і фізика
Досліджує	тертя, знос і lubricationd
Трибологія у Вікісховищі

Триболо́гія (або трибо́ніка) (від грец. tribos — тертя) — наука про тертя, зношування, змащування та контактну взаємодію поверхонь твердих тіл при їх відносному русі.

Загальний опис

Трибологія — наука, що досліджує процеси контактної взаємодії деформівних тіл. Областю трибологічних досліджень є зокрема процеси тертя і зношування. Розділ фізики, що вивчає процеси взаємодії твердих тіл при їх відносному переміщенні. Трибологія вивчає безпосередньо процеси тертя, а триботехніка — їх застосування у вузлах машин. В останні роки в триботехніці отримали розвиток нові розділи — трибохімія, трибофізика і трибомеханіка.

• Трибометрія — сукупність методів вимірювання сил зовнішнього тертя, коефіцієнта тертя, порогу зовнішнього тертя й визначення стійкості проти спрацювання.
• Трибомеханіка — розділ трибології, що вивчає механіку взаємодії контактуючих поверхонь при терті.
• Трибофізика — розділ трибології, що вивчає фізичні аспекти взаємодії контактуючих поверхонь при їх взаємному переміщенні.
• Прикладним розділом трибології, який охоплює розрахункові та інші методи конструювання, виготовлення, експлуатації, діагностування й ремонту трибоспряжень, є Триботехніка.
• Трибохімія — розділ механохімії i трибології, що вивчає хім. і фіз.-хім. перетворення речовин під впливом механічної енергії тертя.

Поняття трибології

До загальних понять Трибології відносяться такі терміни:

• Зовнішнє тертя — явище опору відносному переміщенню, що виникає між двома тілами в зоні зіткнення поверхонь по дотичних до них, супроводжуване дисипацією енергії.
• Зношування — процес руйнування і відділяння матеріалу з поверхні твердого тіла.
• Знос — результат зношування, визначуваний у встановлених одиницях. Величина зносу може виражатися в одиницях довжини, об'єму, маси і ін.
• Зносостійкість — властивість матеріалу чинити опір зношуванню в певних умовах тертя. Вона оцінюється величиною зворотної швидкості зношування.
• Тертя спокою — тертя двох тіл при мікропереміщеннях до переходу до відносного руху.
• Тертя руху — тертя двох тіл, що знаходяться у відносному русі.
• Тертя ковзання — тертя руху двох твердих тіл, при якому швидкості тіл в точках торкання різні за величиною і напрямком.
• Тертя кочення — тертя руху двох твердих тіл, при якому їх швидкості в точках торкання однакові за величиною і напрямком.
• Сила тертя — сила опору при відносному переміщенні одного тіла по поверхні іншого під дією зовнішньої сили.
• Швидкість ковзання — різниця швидкостей тіл у точках торкання.
• Коефіцієнт тертя — відношення сили тертя двох тіл до нормальної сили, що притискує ці тіла одне до одного.
• Коефіцієнт зчеплення — відношення найбільшої сили тертя спокою двох тіл до нормальної сили, що притискує тіла одне до одного.

Етапи розвитку

Основоположниками науки про тертя є Леонардо да Вінчі, який ще у 1519 році стверджував, що сила тертя, що виникає при контакті тіла з поверхнею іншого тіла, пропорційна навантаженню (силі притискування), спрямована проти напрямку руху і не залежить від площі контакту, Гільом Амонтон, який через 180 років встановив незалежність сили тертя від номінальної площі контакту, і Шарль Огюстен Кулон, котрий у 1781 році остаточно ввів поняття коефіцієнта тертя як відношення сили тертя до навантаження, надавши йому значення фізичної константи, що повністю визначає силу тертя для будь-якої пари матеріалів, які контактують в умовах тертя.

Етапи розвитку трибології пов'язані із створенням корабельної техніки, металообробної промисловості, залізничного транспорту, автомобільної промисловості, авіації і космонавтики. Процес розвитку трибології можна підрозділити на такі етапи:

1. вчення про тертя і зношування деталей машин;
2. конструктивні рішення питань тертя і зношування;
3. технологічні методи підвищення зносостійкості деталей;
4. експлуатаційні заходи щодо підвищення довговічності машин.

Зносостійкі покриття

Нітридні покриття перехідних металів широко застосовуються для підвищення зносостійкості інструментів і деталей машин. До найбільш поширених належать покриття на основі нітриду хрому (CrN), які характеризуються високою твердістю, корозійною стійкістю та добрими трибологічними властивостями.

Модифікація таких покриттів шляхом легування іншими елементами може суттєво змінювати їх структурні та механічні характеристики. Зокрема, дослідження покриттів системи Cr–V–N, отриманих методом катодного дугового випаровування, показали, що додавання ванадію сприяє подрібненню мікроструктури покриття та підвищенню твердості. Це також позитивно впливає на трибологічні властивості, включаючи зниження коефіцієнта тертя та підвищення опору зношуванню в умовах ковзного контакту.

Див. також

• Закон Амонтона — Кулона

Література

• Вплив тертя на концентрацію напружень та міцність деталей машин: [монографія] / Римар О. М. — Л. : СПОЛОМ, 2013. — 378 с. : рис., табл. — Бібліогр.: с. 356—378. — 300 прим. — ISBN 978-966-665-835-0
• Дискретне зміцнення та зносостійкість циліндричних трибосистем ковзання: [монографія] / Диха О. В. [та ін.]. — Хмельницький: ХНУ, 2016. — 197 с. : рис., табл. — Бібліогр.: с. 173—194. — 300 прим. — ISBN 978-966-330-260-7
• Косенко В. А., Кущевська Н. Ф., Добровольський О. Г., Малишев В.В. Сучасні аспекти трибології у транспортних засобах. — К.: Університет «Україна», 2016. — 356 с. — ISBN 978-966-388-546-9
• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
• Основи тертя і зношування в машинах / О. В. Закалов, І. О. Закалов — Тернопіль: ТНТУ ім. І. Пулюя, 2011. — 322 с.
• Основи трибології / А. М. Антипенко, О. М. Бєлас, В. А. Войтов, О. С. Вотченко — Харків: ХНТУСГ, 2008. — 342 с.
• Основи трибології: Навч. посібник для студентів металург. спец. ВНЗ / О. П. Максименко, О. Є. Лейко; В.о. Дніпродзержин. держ. техн. ун-т (ДДТУ). — Дніпродзержинськ: ДДТУ, 2005. — 192 с. — ISBN 966-85512-1-4
• Основи трибології та хімотології: навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл. / Є. С. Венцель, Є. М. Лисіков, А. В. Євтушенко ; [Укр. держ. акад. залізн. трансп.]. — Х. : УкрДАЗТ, 2007. — 241 с. — ISBN 978-966-7593-76-6
• Поверхневе руйнування та зміцнення матеріалів / М. Пашечко [та ін.] ; Національний ун-т «Львівська політехніка», Дрогобицький держ. педагогічний ун-т ім. І. Франка, Люблінський політехнічний ін-т. — Л. : Євросвіт, 2005. — 384 с.: рис. — Бібліогр.: в кінці розділів. — ISBN 966-7343-91-Х
• Термінологічний словник-довідник з трибології, надійності та нанотехнологій / М-во освіти та науки України, Запоріз. нац. техн. ун-т ; Л. Й. Івщенко, В. Ю Черкун, В. І. Кубіч, В. В. Черкун ; за заг. ред. Л. Й. Івщенка. — Запоріжжя: ЗНТУ, 2016. — 116 с.
• Термінологічний словник-довідник з трибології (український, російський, англійський): навчальний посібник / Богуслаєв В. О., Івщенко Л. Й., Кубіч В. І., Фролов М. В. ; за заг. ред. Л. Й. Івщенка — Запоріжжя: ПАТ «Мотор Січ», 2018. — 218 с.
• Трибологія: підруч. для студ. вищ. техн. навч. закл. / М. В. Кіндрачук, В. Ф. Лабунець, М. І. Пашечко, Є. В. Корбут. — К. : Вид-во Нац. авіац. ун-ту «НАУ-друк», 2009. — 391 с. : рис., табл. — (Сучасний університетський підручник). — Бібліогр.: с. 385. — 500 прим. — ISBN 978-966-598-609-6
• Триботехнічні та матеріалознавчі аспекти руйнування сталей і сплавів при зношуванні / Попов С. М., Антонюк Д. А., Нетребко В. В. — Запоріжжя: ЗНТУ, ВАТ «Мотор Січ», 2010. — 368 с. — ISBN 966-2906-18-5
• Трібофізика: підруч. для студентів вищ. навч. закл. / В. І. Дворук, В. А. Войтов. — Харків: [б.в.], 2014. — 373 с. : схеми, табл.
• Фізика та механіка трибодизайну матеріалів: навч. посіб. / А. Ф. Будник, В. Б. Юскаєв; Сум. держ. ун-т.– Суми: СумДУ, 2008.– 203 с.
• Поверхностная прочность материалов при трении. Справочник / Под ред. Б. И. Костецкого. — Киев: Техника, 1976. — 291 с.
• Прикладная теория методов испытаний на износ / А. Г. Кузьменко.– Хмельницкий: ХНУ, 2007.– 580 с.– (Теоретическая и экспериментальная трибология; Т. 6). — 300 экз.– Библиогр.: с. 537—552. — ISBN 966-330-041-8
• Теоретическая експерементальная трибология. В 12 т. Т ІІІ. Развитие методов контактной трибомеханики: монография / А. Г. Кузьменко. — Хмельницкий: ХНУ, 2010. — 270 с. — ISBN 978-966-330-087-0
• Трение, износ и смазка (трибология и триботехника) / А. В. Чичинадзе [и др.]; под общей ред. А. В. Чичинадзе. — Москва: Машиностроение, 2003. — 576 с.
• Трибология знакопеременного трения / В. Д. Евдокимов ; Одес. нац. мор. ун-т. — Одесса: Интерпринт, 2011. — 431 с. : ил., табл., портр. ; 21 см. — Библиогр.: с. 420—429 (132 назв.). — 200 экз. — ISBN 978-966-2139-24-2
• Problems of tribology [Журнал] = Проблеми трибології: international scientific journal / Khmelnitsky National University ; The Ministry of Education and Science of Ukraine ; ed.-in-chief A.V. Dykha [et al.]. — Khmelnitskiy: [s. n.], 1996-. — ISSN 2079—1372. — Vol. 92, No 2. — 2019. — 90 p. — Резюме укр., англ. мовами. До 2019 р. журн. вих. укр. мовою «Проблеми трибології»