Полезное трение
Сцепление обуви и шин с опорой, захват предметов, тормоза.
Трение в природе и технике
Трение может быть полезным: оно позволяет удерживать предметы, отталкиваться при ходьбе, разгонять и тормозить автомобиль. Без сцепления с дорогой ведущие колёса вращались бы, не обеспечивая обычного разгона. В природе шероховатые поверхности органов хватания — усиков растений, хобота слона и других — помогают удерживаться и захватывать предметы.
Когда нужно усилить сцепление, трение увеличивают: делают подходящий рисунок протектора, применяют шипы, посыпают лёд песком или гранитной крошкой. Подошве обуви также нужна поверхность, которая уменьшает вероятность проскальзывания.
В механизмах трение часто вредно: изнашивает валы и другие детали, нагревает трущиеся части, требует дополнительного усилия двигателя и расхода энергии. Для уменьшения применяют обработку поверхностей и смазку. Например, в двигателе смазка уменьшает трение поршня о стенки цилиндра. Основы теории трения при смазке связаны с работами Н. П. Петрова.
Вращающиеся детали опирают на подшипники. Их выполняют из материалов, выдерживающих нагрузку: стали, чугуна, бронзы, композитов. В подшипнике скольжения вал скользит относительно опорной поверхности; подходящая поверхность и смазка предохраняют основную деталь от изнашивания.
В подшипнике качения между внутренним и наружным кольцами расположены шарики или ролики. Внутреннее кольцо связано с вращающейся деталью, наружное обычно закреплено в корпусе. Сепаратор — кольцо с ячейками — удерживает тела качения на нужных расстояниях. Замена скольжения качением уменьшает сопротивление вращению; размеры подшипников выбирают под устройство и нагрузку.
Трение обеспечивает ходьбу, сцепление шин, удержание предметов и торможение, но вызывает износ и нагрев деталей. Его усиливают шероховатостью, уменьшают смазкой и заменой скольжения качением, в том числе в подшипниках.
Назовите виды трения и примеры.
Покой: удержание книги на уклоне; скольжение: полозья саней по снегу; качение: колесо по дороге. В подшипнике качения контакт устроен так, чтобы заменить значительную часть скольжения качением.
Приведите примеры полезного использования трения.
Ходьба, сцепление ведущих и тормозящих колёс с дорогой, удержание предмета рукой, работа тормозных колодок, ремённой передачи и фрикционного сцепления.
Когда трение вредно?
Когда вызывает износ деталей, нагрев, потери энергии и дополнительный расход топлива: в подшипниках, направляющих, поршневых парах. При этом в том же механизме могут быть узлы, где трение необходимо.
Когда вам требовалось увеличить или уменьшить трение и как?
Пример ответа: на скользкой дорожке я выбрал обувь с подходящей подошвой и шёл по посыпанному участку — сцепление увеличилось. Для перемещения тяжёлой коробки положил под неё ролики — сопротивление уменьшилось благодаря замене скольжения качением. Это образец личного ответа, не заявление о проведённых автором действиях.
Зачем в машинах используют подшипники?
Чтобы поддерживать и направлять движущуюся деталь, уменьшать сопротивление и износ, распределять нагрузку. Подшипник не отменяет трение: его устройство и смазка делают движение более экономичным и надёжным.
Опишите подшипники скольжения и качения.
В подшипнике скольжения вал движется относительно вкладыша, обычно через слой смазки. В подшипнике качения между внутренним и наружным кольцами расположены шарики или ролики; сепаратор удерживает их распределение. Одно кольцо связано с валом, другое с корпусом; тела качения облегчают относительное вращение.
Задание 24
Задали работу по теме параграфа?
Реферат, доклад или проект по параграфу: план, текст, таблицы и оформление по требованиям.
ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме, оправданном поставленной целью.
Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве (в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).
В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования указаны для каждого используемого фрагмента.