Din momentul originii Pământului, procesele de frecare și uzură au jucat întotdeauna un rol crucial. Astfel, mecanismul articulațiilor în vertebrate sau stratul de mucus din pește nu este altceva decât un sistem tribologic ideal care a luat naștere în procesul de evoluție.
Despre frecare, și astfel despre Tribologie, oamenii au fost cunoscute încă din Epoca de piatră: dacă introduceți un băț de lemn uscat în gaura o bucată de lemn și cu răbdare a condus-o înainte și înapoi, apoi, după ceva timp puteți face foc. În acest caz, fricțiunea a fost un mijloc eficient de atingere a obiectivului.
Acum 500-600 de mii de ani, oamenii au început să folosească primele unelte, cum ar fi pârghiile, un topor de piatră etc. Mult mai târziu, cu aproximativ 5-6 mii de ani în urmă, cu inventarea unui burghiu de arcaș și a unei roți de olar, au apărut primele prototipuri; dar cu fenomenele de frecare și uzură oamenii s-au întâlnit mult mai devreme.
Datorită forței de frecare, oamenii au avut foc. Un exemplu bine cunoscut de tribologie este utilizarea cărucioarelor și a rolelor pentru a reduce forța de frecare în transportul încărcăturilor grele.
În istorie, găsim dovezi că încercările de a forța fenomenele de frecare și uzură pentru a servi binele oamenilor sunt luate cu mult timp în urmă. Efectele tribologiei au fost cunoscute de oameni.
Încercările omenirii de a găsi lubrifianți eficienți sunt la fel de numeroase și vechi ca și istoria însăși. Chinezii sunt deja în 3500 î.Hr. au început să exploateze acțiunea de lubrifiere a apei, egiptenii în 1400 î.Hr. și-au uns carierele cu grăsime animală sau ulei de măsline amestecat cu var de praf; în 780 î.Hr. chinezii au descoperit proprietățile de reducere a fricțiunii unui amestec de uleiuri vegetale și plumb și mai mult de 100 de ani în urmă au vorbit mai întâi despre compatibilitatea aerului ca lubrifiant. Efectele tribologiei au ajuns la noi prin milenii.
"Gol despre invenția viclenia": acest proverb descrie cu cea mai mare precizie perioada neolitică (4000-1800 î.Hr.). Acum putem presupune că pentru a reduce fricțiunea, sumerienii și egiptenii au folosit niște "lubrifianți" (bitum, grăsimi animale și vegetale, apă). Toate acestea au fost legate de tribologie.
- Dispozitive simple pentru aprinderea focului și pentru realizarea găurilor cu ajutorul mișcărilor de rotație
- Ceramică cu suport din lemn și piatră
- Rulmenți axiali cu balamale din piele pentru vehicule cu roți și roți
- Utilizarea lubrifianților, cum ar fi uleiul, grăsimea, apa
- Aspectul camioanelor pentru transportul de pietre grele
Acum 3000 de ani, sumerienii și-au echipat vehiculele cu balamale din piele și "prapoane" din lemn inversate pentru a susține osiile rigide. Judecând după descoperirile arheologice, punctele de frecare ale acestor mecanisme au fost lubrifiate pentru a reduce frecarea și, prin urmare, purtau.
Lagărul rulant este obligat, prin denumire și origine, la "elemente de rulare", cum ar fi lemnul rotund folosit de egipteni în timpul perioadei faraonilor.
Această metodă a permis creșterea vitezei de lucru, rezolvarea problemei frecării tribologice și simplificarea îndeplinirii anumitor sarcini.
Ideea înlocuirii frecarilor alunecoase cu frecare de rulare a aparut de mult in istoria civilizatiei.
În unele zone ale reliefului egiptean au existat urme de transport de blocuri uriașe de piatră destinate construcției de monumente și care se deplasează nu pe creastă, ci pe trunchiuri de copaci.
Imaginea găsită demonstrează în mod clar că transportul statuii egiptene în bolta de înmormântare a Tehuti-hetep aproximativ în 1880 î.Hr. în El Bersh a fost deja produs pe traverse, tratate cu lubrifiant.
Imaginea arată clar o persoană care toarnă un lubrifiant în fața suprafețelor de alunecare. Titlul imaginii indică faptul că lubrifiantul era apă, în timp ce în imaginea de însoțire epigraful spune că era ulei de măsline. Primul auxiliar din istoria tribologiei.
Cu lubrifiere, totul funcționează mai bine - era cunoscut chiar și de vechii egipteni.
Uleiul de masline umezește chiar suprafața tronului faraonului. Datorită scăderii frecării, 50% din personalul trenului sunt salvate.
În alte epoci istorice, uleiurile vegetale și grăsimile animale au fost utilizate în principal ca lubrifianți și aditivi anti-uzură în cadrul tribologiei. Cu toate acestea, putem presupune, de asemenea, că în timpurile străvechi, bitumul (derivat din petrol) a fost folosit și pentru acest lucru.
Primele documente privind utilizarea roților pentru a reduce frecarea.
Inginerul grec Dyad a dezvoltat, probabil, unul dintre primii rulmenți pentru susținerea berbecilor navelor de război - o altă realizare a tribologiei.
Rămășițele platformei rotative din nava împăratului Caligula, găsită în 1930 pe fundul lacului Nemi, arată că în vechime oamenii cunosc cele mai simple rulmenți.
Această platformă poate deveni unul din primele exemple de utilizare a lagărelor axiale, adică rulmenți proiectați pentru a susține sarcinile directe și capabili să se rotească în jurul axei.
"Științele mecanice sunt cele mai nobile și mai folositoare, pentru că, cu ajutorul lor, toate organismele mobile efectuează lucrarea pentru care au fost create".
Studiul tribologiei ca știință a început numai în perioada istoriei moderne, deoarece Leonardo da Vinci, care a investigat subiectul de frecare în 1500 în ceea ce privește coeficientul de frecare (pace) pe un plan înclinat. Da Vinci a determinat valoarea coeficientului de frecare f = ¼ și a formulat legile de frecare uscată.
Da Vinci a efectuat un studiu al frecării pe un plan orizontal și înclinat, precum și uzura rulmenților de alunecare. De aici rezultă prima și a doua lege a fricțiunii lui Leonardo da Vinci.
În 1490, Leonardo da Vinci a reușit să înlocuiască complet rulmentul elementului rulant cu o conexiune mobilă între cele două părți prin reducerea frecării la frecare. Pentru asta folosea bile.
El a ajuns la concluzia că dacă bilele nu ating, frecarea scade. Prin urmare, el a dezvoltat elementele de separare, astfel încât bilele să se poată mișca liber.
Desene ale experienței lui Leonardo da Vinci din domeniul tribologiei pe tema fricțiunii.
Începutul dezvoltării tribologiei ca știință a căzut asupra Renașterii. Cu toate acestea, obținerea de cunoștințe fundamentale despre frecare și uzură nu a dus la dezvoltarea lubrifianților.
Fizician francez și din Lille.
Realizând cercetări în domeniul fricțiunilor mixte, el a constatat că forța de frecare depinde de forța normală, iar rugozitatea suprafeței trebuie să fie cauza fricțiunii.
Amonton a redus noțiunea de fricțiune din motive mecanico-geometrice, și anume "contopirea" neregulilor. Teoria legăturii spune: închiderea geometrică a microvolumilor inhibă mișcarea relativă și cauzează mișcarea, direcția fiind opusă direcției forței de frecare. Amonton a determinat coeficientul de frecare ca f = 1/3.
Cele două legi ale lui Amonton formează baza unei înțelegeri empirice a tribologiei (legea fricțiunii). Ambele legi ale tribologiei au fost redeschise, iar în 1699 au fost prezentate Academiei Franceze de Științe din Paris. De fapt, acestea au fost formulate inițial de Leonardo da Vinci (1452-1519) aproximativ două sute de ani înainte de acest eveniment.
Se spune că forța de frecare este proporțională cu forța normală și nu depinde de aria de contact probabilă. În plus, trebuie avut în vedere faptul că forța de frecare depinde nu numai de aderență, ci și de acțiunea abrazivă. Efectul acțiunii abrazive este deosebit de important dacă suprafețele de contact brute constau dintr-un material mai dur sau dacă suprafața abrazivă este prezentată ca particule solide de metal oxidat.
om de știință natural, născut în Franța.
Desaguliers a dezvoltat un model de frecare descrie și explica apariția efectului de frecare al coeziune și adeziune Desaguliers adus o nouă dimensiune a științei: el a constatat că mai lustruit suprafața are loc o forță mai mare de frecare, și a arătat că două corp de plumb bine lustruite și bine comprimat poate fi separat de altele numai prin aplicarea unei tărie izbitor de mare: așa că a deschis toată importanța aderenței și de coeziune pentru procesul de frecare. Cu toate acestea, el încă nu a putut aduce ideea lui, în conformitate cu legile cantitative ale Tribologie de frecare.
Newton a formulat conceptul de vâscozitate.
Teoria aderenței sau prezumția naturii mecanice-mecanice a fricțiunii au apărut într-un moment în care NEWTON (1687) a dat o definiție a caracteristicilor materiale ale vâscozității dinamice. Această definiție a constituit baza ideilor cu privire la natura moleculară-mecanică a fricțiunii.
Euler a studiat frecarea pe planuri înclinate și a stabilit că fricțiunea de odihnă este de aproximativ două ori mai mare decât frecare alunecoasă. În plus, el a introdus coeficientul de frecare "μ" (în tribologie se numește acum "coeficientul de frecare F").
De Coulon a dezvoltat ideile fundamentale ale lui Amonton pentru rugozitatea suprafeței și frecarea mixtă și a abordat interdependențele dintre forța orizontală și fracțiunea de greutate. Ambele aspecte sunt cele mai importante în tribologie.
Conform modelului dezvoltat de de Coulomb, coeficientul de frecare al unei astfel de suprafețe nu depinde de sarcină, adică Forța de frecare este proporțională cu greutatea. În plus, forța de frecare depinde de suprafață, deoarece este o funcție a unghiului mediu de înclinare a rugozităților. Cu cât suprafața este mai lină, cu atât este mai mică coeficientul de frecare; Această concluzie era în concordanță cu ideile timpului și a contribuit la recunoașterea modelului de Coulomb. Cu toate acestea, modelul de Coulomb a avut un dezavantaj semnificativ: nu a ținut cont de componentele împrăștiate. Energia generată de ejectarea planurilor înclinate trebuie să fie formată din nou atunci când planurile înclinate alunecă în jos pe cealaltă față; Astfel, conform lui de Coulomb, fricțiunea glisantă nu este un proces de consumare a energiei tribologiei.
Model de rugozitate pentru frecare în conformitate cu de Coulomb. Forța normală FN este distribuită în elevații cu același unghi de înclinare.
Primul brevet cunoscut pentru un rulment cu bile adânci a aparținut lui Philip Vaughan (Anglia).
Mecanismul unui rulment cu role sau a unui rulment rulant a fost re-inventat în secolul al XVIII-lea: în acel moment, în Anglia, căruțele de cai erau echipate cu un arbore cu un rulment cu bile în caneluri semicirculare de-a lungul acestei axe.
Acum, pentru a face pași progresivi în dezvoltarea lubrifianților în domeniul tribologiei. era necesar să așteptăm debutul revoluției industriale. Astfel de măsuri au presupus cunoașterea mecanicii lichidelor și a fluxului vâscos, cererea tot mai mare de producție industrială de lubrifianți cu volum și calitate corespunzătoare, precum și înlocuirea rapidă a uleiurilor vegetale și animale cu minerale; Acestea din urmă au fost obținute prin distilarea și purificarea uleiului, șistului și cărbunelui.
Rulmenti cu role conice patentate M. Cardine, Franta.
Aceste rulmenți sunt capabile să reziste încărcărilor foarte mari atât în direcția radială, cât și în direcția axială. În mod obișnuit, acestea sunt instalate în perechi: cele două lagăre sunt montate unul față de celălalt, deoarece rulmentul este alcătuit din două componente libere: un inel interior cu elemente de rulare și un inel exterior care servește drept carcasă.
Aceste elemente de rulare pe inelul interior au forma unui con trunchiat și sunt ușor înclinate față de axul arborelui. Dimensiunea decalajului poate fi ajustată. Axele conului inelelor interioare și exterioare, precum și ale rolelor conice, au loc într-un punct pe axa de rotație, Doar în acest caz rolele conice se pot mișca fără alunecare.
Prima foraj la Titusville.
O adevărată "descoperire" în domeniul componentelor lubrifianților a avut loc în secolul al XIX-lea, în timpul industrializării. Pentru această perioadă, a existat o cerere mare pentru rulmenții industriali, care au fost folosiți ca unități structurale. Elementele principale ale lagărelor de rulare sunt două inele care se mișcă unul față de celălalt: interiorul și exteriorul, care sunt separate de elementele de rulare. În cele mai multe cazuri, elementele de rulare se află în separator, care le ține la aceeași distanță unele de altele și împiedică atingerea acestora.
Perioada 1850-1925. este cunoscută ca perioada de "progres tehnic". Transportul feroviar este în centrul atenției publice; Pentru lubrifierea lagărelor și ghidajelor se utilizează lubrifianți lichizi în locul unsorilor (utilizați înainte de lubrifianții sintetici). În această perioadă s-au făcut descoperiri importante, care au stat la baza tribologiei moderne. se impun cerințe crescute acum, spre deosebire de un număr aproape nelimitat de grăsime ieftin - ulei de lubrifiere pe bază de ulei mineral, o gamă largă de înaltă calitate, care face posibilă utilizarea sa în aproape toate sectoarele de Tribologie.
Epoca tribologiei datează din anii de după primul război mondial. Forțele puternice, viteza și temperatura impun cerințe mai mari asupra perechii de frecare. Limitele proprietăților fizice ale lubrifianților trebuiau adaptate la condiții mai stricte.
Dacă primii pași de dezvoltare tehnologică și dezvoltare a aditivilor datează din secolul al XIX-lea, conceptele moderne ale acestor aditivi la lubrifianți nu au apărut decât în anii 30 ai secolului trecut. În această perioadă au existat: aditivi pentru creșterea indicele de viscozitate, aditivi deprimanți, inhibitori de coroziune și oxidare etc. - o întreagă paletă de echipament de protecție. În paralel, a început dezvoltarea lubrifianților sintetici, necesitatea căreia se datora unor cerințe extrem de stringente de lucru la temperaturi ridicate și extrem de ridicate. În ciuda importanței deosebite a lubrifianților sintetici, ponderea lor în tribologie reprezintă doar aproximativ 5% din volumul lubrifianților tradiționali. La sfârșitul celui de-al doilea război mondial, lubrifierea excepțională pentru condiții excepționale - disulfidul de molibden solid (MoS2) - a fost creată pentru a servi omenirea, ideală pentru a explora spațiul cosmic.
Termenul "tribologie" a apărut pentru prima dată în 1966 în legătură cu raportul privind studiul lui Jost, unul dintre studiile finanțate de britanici cu privire la daunele provocate de uzură. Acest raport este încă menționat și utilizat în contextul frecării, uzurii și lubrifierii.
De-a lungul ultimelor decenii, a existat un salt ascuțit în cerințele privind tribologia în ceea ce privește uleiurile lubrifiante. Pentru a asigura fiabilitatea lubrifierii, lubrifianții sintetici sunt utilizați în mod activ, care sunt în principal fabricați din ulei, dar au perspectiva de a deveni complet sintetici. Uleiurile lubrifiante sintetice sunt caracterizate de stabilitate termică ridicată, coeficienți de frecare redus, proprietăți bune de umectare ale suprafeței metalice, tendință scăzută la evaporare și rezistență la foc.
"Rudele apropiate" ale uleiurilor lubrifiante sunt unsori.
Lubrifianții înlocuiesc uleiurile atunci când sunt necesare un număr mare de puncte de lubrifiere, deoarece uleiul poate scurge. Lubrifianții de lubrifiere sunt uleiuri de lubrifiere vâscozitate; În particular, sapunurile de litiu, calciu și aluminiu, precum și agenții de solidificare anorganică (de exemplu, bentonita) sunt utilizați ca agenți de îngroșare.
Domeniul de aplicare al lubrifianților este de importanță primordială, deoarece "fără lubrifiere, nimic nu va funcționa".
Trimiteți-le prietenilor: