В машиностроении широкое распространение имеют подшипники качения и скольжения, используемые в качестве опор валов и вращающихся осей.
В машиностроении широкое распространение имеют подшипники качения и скольжения, используемые в качестве опор валов и вращающихся осей. Срок службы подшипников в основном лимитируется износом трущихся поверхностей. Износ - результат изнашивания - процесса отделения частиц материала с поверхности тела при трении, сопровождающегося изменением размеров тела.
При трении контактирующих поверхностей между ними возникают механическое и адгезионное взаимодействия.
Механическое взаимодействие выражается в упругом и пластическом деформировании (и в ряде случаев микрорезании) микронеровностей поверхностей в местах их касания.
Пластическое деформирование микрообъемов поверхностного слоя внедрившимися неровностями приводит к их интенсивному упрочнению, потере пластичности и последующему хрупкому разрушению, т.е. к повышению интенсивности изнашивания. Еще большее ее возрастание наблюдается при микрорезании, которое возможно не только внедрившимися неровностями контактирующей поверхности, но и подвижными твердыми частицами (абразивное изнашивание). Повышение твердости материала затрудняет пластическую деформацию и микрорезание и, соответственно, увеличивает его износостойкость.
Адгезионное взаимодействие - это физико-химическое взаимодействие атомов контактирующих материалов, которое может приводить к прилипанию, схватыванию (заеданию) трущихся поверхностей. Разрушение адгезионных связей вызывает интенсивный износ поверхностей (вырывание частиц из менее прочного материала). Снижение прочности адгезионных связей предотвращает схватывание и, следовательно, повышает износостойкость. Стойкость к схватыванию возрастает с увеличением твердости материалов, но наиболее эффективный путь - это разделение трущихся поверхностей смазкой.
Таким образом, основными путями повышения износостойкости являются увеличение твердости изнашиваемого материала и снижение прочности адгезионной связи контактирующих поверхностей.
При работе подшипников качения возникают значительные переменные (циклические) напряжения в зоне контакта шариков или роликов с беговыми дорожками колец. Эти напряжения вызывают местную пластическую деформацию, обусловливают процессы зарождения в поверхностном слое усталостных микротрещин и, как результат, отделение
