Blok I: PODSTAWY TECHNIKI Lekcja 6: Zjawisko tarcia i jego wpływ na pracę ciągników i maszyn rolniczych (1 godz.) 1. Zjawisko tarcia 2. Tarcie ślizgowe. 3. Tarcie toczne. 4. Sposoby ograniczania tarcia. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Zjawisko tarcia

3 1. Zjawisko tarcia W czasie ruchu poszczególne części maszyny natrafiają na opór spowodowany tarciem. Tarcie jest zjawiskiem szkodliwym ze względu na stratę energii, ale spełnia też bardzo pożyteczną rolę, np. w hamulcach, przekładniach pasowych, sprzęgłach czy połączeniach śrubowych. Rozróżnia się dwa rodzaje tarcia: tarcie ślizgowe (posuwiste), które występuje podczas przesuwania się jednego ciała po powierzchni drugiego, tarcie toczne, które występuje w czasie toczenia jednego ciała po drugim.

Tarcie ślizgowe

5 2. Tarcie ślizgowe Tarcie ślizgowe Tarcie ślizgowe występuje tam, gdzie prędkość stykających się punktów na współpracujących powierzchniach połączenia nie jest jednakowa (tulejki, suwaki, mimośrody, mechanizmy o ruchu posuwisto-zwrotnym, połączenia panewka - czop wału). Siła tarcia, oznaczana literą T, jest zawsze skierowana przeciwnie do kierunku ruchu ciała. Siła tarcia jest tym większa, im większa jest siła nacisku P. Stosunek siły tarcia T do siły nacisku P nazywa się współczynnikiem tarcia ślizgowego statycznego i oznacza literą grecką μ (mi).

Tarcie ślizgowe dzieli się na: −suche, gdy między powierzchniami trącymi nie ma smaru; − półsuche, zwane również granicznym, zachodzące przy minimalnej ilości smaru (przy tzw. warstwie granicznej) tworzącego kilkudrobinową warstwę przylegającą ściśle do powierzchni trących, zdolną do przeniesienia nacisków jednostkowych; −półpłynne, gdy tylko szczyty nierówności materiałów trących stykają się ze sobą, a wgłębienia są wypełnione smarem; −płynne, zachodzące przy całkowitym oddzieleniu powierzchni trących warstwą smaru. Przy tarciu płynnym siła nośna smaru musi być co najmniej równa obciążeniu, a można ją uzyskać w wyniku oddziaływania hydrostatycznego, np. wprowadzając olej pod ciśnieniem między powierzchniami czopa wału korbowego i panewki, albo - hydrodynamicznego, gdy pojawi się tzw. klin smarny. Aby powstał klin smarny, musi być duża prędkość względna elementów współpracujących, pasowanych luźno, o nierównoległych powierzchniach, oraz odpowiednia lepkość i ilość smaru. Ciśnienie powstające w warstwie smaru zależy głównie od prędkości poślizgu, czyli prędkości obrotowej czopa. 2. Tarcie ślizgowe

7 Rodzaje tarcia ślizgowego a) suche, b) półsuche (graniczne), c) półpłynne, d) płynne

Tarcie toczne

9 3. Tarcie toczne Tarcie toczne Tarcie toczne występuje przy toczeniu jednego ciała po drugim, np. walca po poziomej płaszczyźnie, kulki łożyska po bieżni pierścienia. Z teorii wynika, że wraz ze zwiększaniem się promienia (średnicy) toczącego się elementu siła tarcia maleje. Tarcie toczne dzieli się tak samo jak tacie ślizgowe, ale jest korzystniejsze od tarcia ślizgowego ze względu na lepsze warunki pracy.

Sposoby ograniczania tarcia

11 4. Sposoby ograniczania tarcia Podstawowym sposobem zmniejszenia szybkości zużywania się elementów trących jest: −oddzielenie powierzchni środkiem o działaniu smarującym (olej smar, grafit), −osłanianie (uszczelnianie) współpracujących powierzchni przed dostaniem się z zewnątrz zanieczyszczeń (pył, kurz, piasek), działających jak ścierniwo, −systematyczna wymiana olejów w przekładniach i układach hydraulicznych, −w łożyskach i przegubach wtłaczanie takiej ilości świeżego smaru, aby zużyty został całkowicie wyciśnięty na zewnątrz pary kinematycznej.