Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Трение и изнашивание в машинах

Диссертационная работа:

Акимова Елена Евгеньевна. Термодинамические и электрохимические свойства трибосистем с эффектом избирательного переноса : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.04 / Акимова Елена Евгеньевна; [Место защиты: Рост. гос. ун-т путей сообщ.].- Ростов-на-Дону, 2007.- 189 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/5037

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ОГЛАВЛЕНИЕ Стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8

1.1. Сервовитная пленка меди в трибосистемах с граничным трением и избирательным переносом 8

1.2. Электрохимические процессы при трении в режиме избирательного переноса 24

1.3. Неравновесная термодинамика в триботехнике 37

1.4. Цели и задачи исследования 51

ГЛАВА 2. Тепловой баланс и стационарная устойчивость трибосистем 52

2.1. Модель теплового взрыва и трибосистемы с трибохимической реакцией 56

2.2. Методика оценки энергий активации трибохимических реакций 62

2.3. Выводы по главе 68

ГЛАВА 3. Термодинамические характеристики химических реакций, инициируемых трением 69

3.1. Неравновесная термодинамика трибохимических реакций 69

3.2. Методика триботехнического эксперимента 81

3.2.1. Методика определения площади пятен фактического контакта трущихся тел 83

3.3. Оценки отрицательного химического сродства трибохимических реакций 86

3.4. Выводы по главе 88

ГЛАВА 4. Электрохимия избирательного переноса 89

4.1. Методика трибоэлектрохимического эксперимента и материалы трибосистем 89

4.2. Электрохимические процессы в трибосистемах с избирательным переносом 94

4.3. Трибоэлектрохимический мониторинг режимов трения 105

4.4. Комплексные соединения меди в смазочных материалах и избирательный перенос 113

4.5. Молекулярные механизмы образования сервовитной пленки и автоколебаний трибоЭДС 116

4.6. Выводы по главе 126

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 127

ЛИТЕРАТУРА 129

ПРИЛОЖЕНИЯ 144

Приложение 1 145

Приложение 2 160

Акты о внедрении результатов диссертационной работы 187 

Введение к работе:

Актуальность темы. Избирательный перенос (ИП) является уникальным явлением, известным в науке о трении, благодаря которому можно почти полностью исключить износ трущихся поверхностей и повысить долговечность смазываемых пар трения ИП используется в червячных передачах, в узлах трения автомобилей, самолетов, бурового и химического оборудования, в аппаратах бытовой техники Учитывая, что в результате износа деталей узлов трения происходит 80% отказов машин и механизмов в работе, а потери на трение вырабатываемой за год в мире энергии составляют до 20-25%, можно сказать, что исследование ИП - одно из основных направлений в науке о трении и износе

Дальнейшее создание и внедрение новых смазочных материалов (СМ) для узлов трения, разработка технологических процессов и конструкций узлов трения невозможны без понимания механизмов процессов, протекающих в зоне трения на макроскопическом и молекулярном уровнях. Всегда приходится иметь в виду сложный комплекс переплетающихся физико-химических процессов в зоне непосредственного контакта трущихся тел При этом следует учитывать, что узлы трения представляют собой открытые термодинамические системы, через которые идет поток вещества и энергии. Анализ открытых систем всегда сложнее, чем закрытых, так как для них традиционные представления классической термодинамики являются недостаточными Важную роль в формировании тех или иных состояний узлов трения играют трибохимические реакции Также все еще остаются не выясненными физико-химические механизмы явления ИП, и особенно электрохимические процессы, обеспечивающие реализацию этих механизмов, что препятствует более широкому внедрению ИП в промышленности Учитывая, что узлы трения в режиме ИП могут работать при давлениях более 250 МПа с низкими потерями на трение, а сроки службы узлов трения машин с использованием явления ИП возрастают в 5 раз, вопрос дальнейшего расширения границ области реализации ИП является актуальным.

Цель работы. Дальнейшее расширение границ промышленной реализации режима ИП при проектировании и эксплуатации трибосистем на основе разработки электрохимического контроля режимов и оценки энергетики несамопроизвольных трибохимических реакций

При этом предполагалось решить следующие задачи

Задачами теоретического плана являются

разработка методов оценки величин термодинамического сродства несамопроизврльных химических процессов, инициируемых трением, методами неравновесной термодинамики;

на основе теории коагуляции золя и теории релаксации электрохимических процессов разработать модель молекулярных механизмов, протекающих в зоне трения

Экспериментальные задачи включают

установление основных закономерностей протекания механо-химических процессов в классических трибосистемах в среде одноатомных и многоатомных спиртов,

экспериментальную проверку адекватности теории теплового взрыва к трибохимическим реакциям,

выявление роли электрохимических процессов в формировании сервовитной пленки при ИП,

промышленную оценку результатов и рекомендаций работы при проектно-конструкторской разработке триботехнических сист ем Научная новизна.

Впервые применена теория теплового взрыва для систем с экзотермическими процессами к трибосистемам для анализа их стационарной устойчивости, возможности их бифуркационного поведения и оценки энергии активации механоактивированных реакций

Предложено описание элементарных актов фрикционного взаимодействия между трущимися телами для скоростей химических реакций в приближении теории активированного комплекса

Оценены величины термодинамического сродства несамопроизвольных химических процессов, инициированных трением, с использованием методов неравновесной термодинамики

Разработаны методы электрохимического контроля режимов трения

На основе представлений о ступенчатой коагуляции золя дано объяснение механизма образования сервовитной пленки и объяснения автоколебаний, возникающих в системах без плакирующей смазки с граничным трением и ИП

Практическая значимость работы состоит в расширении

триботехнических представлений о молекулярных механизмах явления ИП и

роли физико-химических и электрохимических процессов в его реализации, что

является основой для дальнейшей разработки и широкого внедрения новых

высокоэффективных трибосистем. Разработана методика измерения трибоЭДС

в зоне фрикционного контакта, повышающая производительность при

фрикционном латунировании шарнирно-болтовых соединений в автомобилях

(акт внедрения в проектно-конструкторскую деятельность ООО «Таганрогский

автомобильный завод») и при разработке ходовых частей и поворотных

механизмов кранов и площадок тяжелых путевых машин МПТ и АДМ (акт о

внедрении в проектно-конструкторскую деятельность ОАО «Тихорецкий

машиностроительный завод им. В В Воровского»)

На защиту выносятся:

1 Результаты экспериментальных исследований физико-химических и

электрохимических свойств пары трения сталь - медный сплав со СМ на

основе одноагомных и многоатомных спиртов, показывающие

применимость теории теплового взрыва для анализа стационарной

устойчивости трибосистем и неравновесной термодинамики для оценки энергетики несамопроизвольных процессов, возбуждаемых трением 2 Методика идентификации различных режимов трения в парах сталь — медный сплав с помощью измерения трибоЭДС, возникающей в зоне фрикционного контакта 3. Механизм образования сервовитной пленки и объяснения автоколебаний, возникающих в системах без плакирующей смазки с граничным трением и ИП, на основе представлений о ступенчатой коагуляции золя

Апробация работы. Материалы работы были доложены на Всероссийских научно-теоретических конференциях профессорско-преподавательского состава «Транспорт 2002», «Транспорт 2003», «Транспорт 2004», «Транспорт 2005», «Транспорт 2006», «Транспорт 2007» (РГУПС, Ростов н/Д), научно-практическом семинаре им В А Кислика

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 6 работ в изданиях, рекомендованных ВАК

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературных источников из 161 наименований и приложений. Диссертация изложена на 187 страницах содержит 33 рисунка и 8 таблиц

Подобные работы
Беликова Мария Андреевна
Электрохимические свойства поверхности трения при самоорганизации в условиях избирательного переноса
Трунин Дмитрий Александрович
Физико-технические основы систем переноса изображения на эффекте обращения волнового фронта для микроэлектронной технологии
Гагарин Владимир Геннадьевич
Теория состояния и переноса влаги в строительных материалах и теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий
Советченко Павел Борисович
Влияние термодеформационного воздействия на структуру и свойства сварного соединения сталь 45-сталь Р6М5 и возможность его переноса на рабочую часть биметаллического концевого режущего инструмента
Андреев Владимир Александрович
Разработка технологии производства и исследование функционально-механических свойств проволоки из сплавов TiNi с эффектом памяти формы
Добрынская Виктория Владимировна
Оптимальная денежно-кредитная политика при неполном эффекте переноса валютного курса на цены и асимметричной жесткости цен
Первухин Виктор Владимирович
Изотопные эффекты и перенос энергии в фотохимических реакциях
Ханефт Александр Вилливич
Кинетические и размерные эффекты с переносом заряда в лабильных ионных кристаллах
Тумаев Евгений Николаевич
Кооперативные и когерентные эффекты при переносе энергии электронного возбуждения
Селина Наталья Викторовна
Эффекты безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения в активированных средах

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net