Не секрет, что интенсивно используемая техника подвержена негативным воздействиям ряда факторов. Это и неустановившийся режим работы, и реверс, и вибрации, и возможность попадания абразивных частиц в зону контакта трущихся поверхностей, и разнообразие внешних условий эксплуатации, вызванное как переменными нагрузками, так и изменениями в окружающей среде. Все это приводит к существенному повышению интенсивности изнашивания трущихся поверхностей деталей машин.
Иногда в узлах трения механизмов и машин реализуется процесс граничной смазки, которая происходит по тончайшим масляным пленкам, образовавшимся в результате адсорбции или хемосорбции. Она может наблюдаться при скудном смазывании, а также при обильном смазывании жидким маслом в условиях больших давлений и небольших относительных скоростей движения трущихся поверхностей.
Наиболее распространенной теорией механизма изнашивания является молекулярно – механическая теория. Исходя из нее, процесс изнашивания условно расчленяется на три явления: взаимодействие поверхностей трения; изменения, происходящие в поверхностном металле; разрушение поверхностей. Эти явления непрерывно переплетаются, взаимно влияя друг на друга. Разумеется, взаимодействие поверхностей при их относительном перемещение изменяется. Точно также разрушение поверхностей является завершающим этапом их изнашивания.
Взаимодействие поверхностей может быть механическим и молекулярным. Механическое взаимодействие выражается во взаимном внедрении и зацеплении неровностей поверхностей в совокупности с их соударением в случае скольжения грубых поверхностей. Молекулярное взаимодействие проявляется в виде адгезии и схватывания. Адгезия не только обуславливает необходимость приложения касательной силы для относительного сдвига поверхностей, но не может привести к вырывам материала. Схватывание свойственно только механическим поверхностям и отличается от адгезии более сильными связями. Молекулярное взаимодействие возможно также на участках взаимного внедрения поверхностей. Оно обязательно будет при нарушении масляной пленки.
Изменения, возникающие на поверхности трения, обязаны деформации, повышению температуры и химическому действию окружающей среды. Изменения, вызванные деформацией, заключаются в следующем:
- многократные упругие деформации из – за несовершенства структуры материала приводят в определенных условиях к усталостному выкрашиванию поверхностей качения, а многократные упругие деформации микронеровностей поверхностей скольжения разрыхляют структуру;
- пластическое деформирование изменяет структуру материала поверхностного слоя;
- пластическая деформация при температуре ниже температуры кристаллизации приводит к наклепу поверхностного слоя – его упрочнению;
- при сильно отличающихся по твердости структурных составляющих материала и многократном воздействии нагрузки происходит в начале интенсивное изнашивание мягкой основы, вследствие этого повышается давление на выступающие твердые составляющие, они вдавливаются в мягкую основу, некоторые из них дробятся и перемещаются дополнительно под действием сил трения.
Наиболее действенным и эффективным методом борьбы возникновения в трущихся узлах граничного трения и снижения износа является использование в узлах трения качественных смазочных материалов.