Трибомониторинг изнашивания прецизионных узлов трения с учетом их дилатации

9 марта 1966 года профессором П. Джостом в отчете комитета Министерства науки и образования Великобритании (DES) был впервые использован термин «трибология», который был определен как «наука и технология взаимодействия поверхностей, находящихся в относительном движении, а также связанные с этим явления и их практические следствия» [1,2]. Фактически это событие может интерпретироваться как реальное начало нового этапа развития трибологии в условиях все более ускоряющегося научно-технического прогресса нашей цивилизации. Признание определяющего вклада трибологии в обеспечение надежной и безопасной эксплуатации самых разнообразных технических средств обусловило включение исследований вопросов трения, изнашивания и смазывания материалов в государственные программы большинства развитых стран мира [3−7].

Быстрое развитие трибологии и, соответственно, связанных с ней смежных областей знания, необходимость систематизации проводимых работ, их оптимизации по экономическому критерию, а также координации международных исследовательских программ потребовали определения актуальных направлений и тенденций развития трибологических исследований [8−11].

В современной трибологии, как области знания, выделяют шесть важнейших развиваемых и перспективных направлений: трибоанализ, трибоматериаловедение, триботехнология, триботехника, трибоинформатика и трибомониторинг [8, 9]. Последний, как известно, состоит из трибометрии и трибодиагностики. Трибометрия, в свою очередь, охватывает методы и средства измерения основных параметров фрикционного контакта и является важнейшим элементом практически всех видов экспериментальных модельных и натурных исследований материалов и триботехники [8−18].

Трибодиагностика — как совокупность методов и средств непрерывного контроля и управления состоянием фрикционных параметров деталей и узлов машин — одно из самых молодых и перспективных направлений в современной трибологии [12, 19, 20]. В связи с все более повышающимися требованиями к трибологической надежности машин и механизмов особую значимость приобретает разработка новых высокоинформативных методов и средств диагностики узлов трения, и, в первую очередь, изнашивания материалов.

В настоящее время при проведении лабораторных исследований и эксплуатации машин используются самые разнообразные способы оценки износа деталей, которые, с известной степенью условности, можно разделить на две группы: методы периодического (с остановкой) и непрерывного (без остановки) контроля состояния трибосопряжений. С точки зрения информативности и универсалыюсти наибольшее распространение получили следующие методы второй группы: акустикоэмиссионные, электрофизические, температурные, виброакустические, спектральные, а также феррографические, и магнитометрические. Обладая многими, зачастую уникальными, возможностями эти методы не всегда могут быть использованы для контроля линейных размеров, в частности, так называемых прецизионных узлов трения, т. е. сопряжений, предельная величина износа которых составляет от долей до нескольких микрометров. Во многом это обусловлено тем, что при реализации большинства методик трибо-технических испытаний имеет место изменение температуры фрикционного нагрева трибосистем (например, вследствие изменения нагрузочно-скоростных режимов) и, как следствие, изменение их размеров в довольно значительных пределах. Еще одним фактором, негативно влияющим на точность измерения износа, являются радиальные биения фрикционно взаимодействующих элементов трибосопряжений, зачастую имеющие значения в несколько десятков микрометров.

Среди большого разнообразия методов непрерывной оценки износа узлов трения особое место принадлежит методам, основанным на измерении линейных размеров трибосистем или их отдельных элементов. К достоинствам этих методов относятся: сравнительная простота используемых конструкций и методик измерений, малая энергоемкость, сравнительно небольшая инерционность по отношению к процессам фрикционного взаимодействия, возможность сочетания регистрирующих приборов с микропроцессорными устройствами и создания на их базе многофункциональных систем автоматизированного контроля и управления изнашиванием сопряжений. Следует также отметить значительную сложность изучения закономерностей изменения линейных размеров трибосистем, зависящих от большого числа факторов: нагрузочно-скоростных и температурных режимов, конструкции узлов трения, особенностей физико-химического взаимодействия в зоне высокотемпературного контакта материалов, технологии формирования трибоматериалов и др. Реализация потенциальных возможностей указанных методов непосредственно связана с решением целого комплекса проблем, и, в первую очередь, с необходимостью разработки их теоретических и методологических основ, а также конструкционно-технологическим обеспечением измерительного процесса. Работы в этом направлении являются достаточно актуальными и перспективными как с точки зрения установления и объяснения новых научных фактов и явлений в трибологии, так и решения конкретных задач прикладного характера, обеспечивающих надежную и безопасную эксплуатацию самых разнообразных, например, транспортных или сельскохозяйственных машин и механизмов.

Настоящее исследование по большому счету является результатом совместного творчества многих талантливых и преданных своему делу людей. Трудно перечислить имена тех, кого мне хотелось бы поблагодарить за самую разностороннюю помощь в этой работе. Вместе с тем, не могу не назвать имена тех моих учителей, коллег по работе и совместной деятельности в трибологии, учеников и соратников, без реальной помощи которых настоящий труд вряд ли бы состоялся.

Особая благодарность в то время директорам Института механики метал-лополимерных систем АН БССР академикам Владимиру Алексеевичу Белому и Анатолию Ивановичу Свириденку (ныне Институт механики металлополимер-ных систем имени В. А. Белого Национальной Академии Наук Республики Беларусь), которые в течение многих лет способствовали моему становлению как ученого. Многое для меня значили мудрые советы, жизненные подсказки и поддержка профессоров П. Н. Богдановича, Э. Д. Брауна, Ю. А. Евдокимова (моего научного руководителя по кандидатской диссертации), В. И. Колесникова (научного консультанта по докторской диссертации), Б. И. Купчинова, Д. Г. Лина, Л. С. Пинчука, А. В. Рогачева, В. Г. Савкина. Благодарю также своих учеников и соратников И. С. Напреева, С. В. Петрова, А. А. Суслова и других за их увлеченность и труд, который они вложили в наши общие разработки и исследования.

Моя искренняя благодарность Председателю польского трибологического общества, лауреату Большой Международной золотой медали по трибологии профессору Станиславу Пытко, не только ознакомившего меня с достижениями польской трибологии, но и организовавшего совместную работу белорусских и польских трибологов в рамках ряда международных проектов. Хочу также поблагодарить профессоров Януша Янецкого и Марека Вишневского, и особо выразить мою благодарность и признательность профессору Марьяну Шчереку, доктору Витольду Пекошевскому и всем сотрудникам Департамента трибологии Института технологии эксплуатации (Institute for terotechnology) за те незабываемые годы совместной работы.

Отдельная благодарность всем сотрудникам организации, от которой представляется данная работа — «Ростовский государственный университет путей сообщения» (г. Ростов-на-Дону, Россия).

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы

диссертации. Одним из основополагающих направлений развития современной трибологии является тенденция к исследованию процессов контактного взаимодействия материальных сред на микро-и наноуровнях. Актуальность работ в этом направлении обусловлена все более повышающимися требованиями к надежности современных машин и механизмов и необходимостью создания новых высокоинформативных методов и средств диагностики узлов трения и, в первую очередь, их изнашивания.

В настоящее время при проведении лабораторных исследований, стендовых и эксплуатационных испытаний машин используются разнообразные способы оценки износа, которые, с известной степенью условности, можно разделить на две группы: методы периодического (с остановкой — для измерений контролируемых параметров) и непрерывного (без остановки) контроля состояния трибосопряжений. С точки зрения информативности и универсальности наибольшее распространение получили методы второй группы: акустоэмиссионные, электрофизические, тепловые, виброакустические, спектральные, а также феррографические и магнитометрические. Обладая широкими, зачастую уникальными возможностями, эти методы не всегда могут быть использованы для контроля изнашивания так называемых прецизионных узлов трения, т. е. сопряжений, предельная величина износа которых составляет от долей до нескольких микрометров. Среди методов непрерывной оценки износа наибольшее распространение получили методы, основанные на измерении линейных размеров трибосистем или их отдельных элементов. К их достоинствам относятся: сравнительная простота используемого оборудования, малая энергоемкость, относительно небольшая инерционность по отношению к процессам фрикционного взаимодействия, возможность сочетания регистрирующих приборов с микропроцессорными устройствами и создания на их основе многофункциональных систем автоматизированного контроля и управления изнашиванием сопряжений. Ряд недостатков этих методов ограничивает их эффективное использование на практике. Например, они не позволяют учитывать степень влияния теплового фактора (дилатации) на линейные размеры узлов трения. (В свете современных физических представлений дилатация может определяться не только температурой, но и, например, физико-химическим взаимодействием фрикционно контактирующих материалов.) По этой причине практически все методы непрерывного контроля износа, особенно при проведении испытаний в условиях переменных нагрузочно-скоростных режимов (изменяющегося теплового фактора), часто имеют значительную погрешность измерений.

Реализация потенциальных возможностей указанных методов непосредственно связана с решением комплекса проблем, в первую очередь, с необходимостью разработки теоретических и методологических основ трибодила-тометрии, а также конструкционно-технологическим обеспечением измерительного процесса. Актуальность и перспективность такого рода исследований представляются несомненными как с точки зрения установления и объяснения новых научных фактов и явлений в трибологии, так и решения многочисленных вопросов прикладного характера, призванных обеспечить надежную и безопасную эксплуатацию самых разнообразных машин и механизмов.

Связь работы с крупными научными программами, темами. Диссертационная работа выполнялась в соответствии с программами 2-го республиканского народнохозяйственного плана (научно-техническая проблема 0.10.16) в 1979;1981 гг., республиканскими программами по решению важнейших проблем в области естественных наук «Композиты» в 1981;1982 гг. и «Триботехника» (задание 5.10) в 1994;1996 гг., программой международного трибологического проекта УАМА8 в 1992;1995 гг., а также при проведении НИР и ОКР по заказам ряда научно-исследовательских институтов, организаций и предприятий.

Цель и задачи исследования

Цель настоящей работы заключается в создании методологических основ, теоретическом обосновании и экспериментальной проверке трибодилатометрического метода для достоверного контроля изнашивания и дилатации сопряжений машин и механизмов.

Задачи исследования:

— теоретически обосновать целесообразность применения разработанного метода для оценки изнашивания и дилатации металлических и металлопо-лимерных сопряжений, а также узлов трения, на поверхности деталей которых нанесены тонкослойные антифрикционные покрытия;

— разработать методики исследований, обеспечивающие повышение информативности и достоверности трибодилатометрических испытаний;

— разработать новые типы испытательного оборудования и измерительных приборов для исследования узлов трения;

— разработать основные понятия и термины, характеризующие исследовательский метод трибодилатометрии, определив его место и задачи как самостоятельного направления в трибодиагностике;

— оценить практическую целесообразность и перспективы развития трибодилатометрии.

Объект и предмет исследования. В работе исследуются узлы трения скольжения и качения, изготовленные с использованием металлических, полимерных и олигомерных материалов. Предметом исследования является изучение процессов изнашивания, дилатации и деформации трибосопряже-ний.

Методология и методы проведения исследования. Суть работы состоит в дальнейшем развитии методологии трибодилатометрического метода контроля сопряжений и оценке возможностей его практического использования. Развитие методологии трибодилатометрии предусматривало разработку ряда носящих общий, а в некоторых случаях частный характер, методик измерений, представления и обработки экспериментальных данных, например, посвященных изучению кинетики изменения линейных размеров пар трения, которые использовались в диссертации при решении конкретных исследовательских задач. В работе представлены и другие методы исследований структуры поверхности и поверхности материалов: измерения шероховатости с помощью профилометра, дифференциального термического анализа, Оуэнса и Вендта оценки поверхностной энергии материалов, рентгеноструктурного анализа и др.

Научная новизна и значимость полученных результатов. С использованием основных положений системного анализа развита методология дилатометрического метода контроля состояния трибосопряжений, позволяющего достоверно осуществлять оценку изменений линейных размеров трибо-систем, обусловленных их дилатацией и износом.

Разработаны методологические основы трибодилатометрии, включая методики, позволяющие разделить эффекты изнашивания и дилатации три-босистем и использующие разработанный для этих целей прибор — трибоди-латометр.

Предложена система терминов и определений, характеризующих содержание нового направления в трибологии — трибодилатометрии. Обосновано включение метода трибодилатометрии в трибомониторинг в качестве составной части трибодиагностики.

Предложена методика оптимальной настройки трибодилатометра и показана возможность его использования в современных методах испытания материалов на изнашивание. В процессе испытаний узлов трения с различной технологической и эксплуатационной наследственностью определены главные факторы, обусловливающие основные погрешности трибодилатометри-ческих измерений. Предложен критерий — коэффициент трансформации для оценки влияния наследственности на изнашивание и дилатацию узлов трения. Результаты оценки износа трибосистем согласно разработанному методу соответствуют результатам, полученным по стандарту ASTM G77.

Выявлены особенности физико-химических процессов, инициированных термическим воздействием и протекающих в статических (адгезионных) и динамических (фрикционных) металлополимерных соединениях. Показано, что оба вида соединений характеризуются рядом аналогичных явлений. Диффузия металла в контактирующие с ним полимерные материалы приводит к изменению их электрофизических, адгезионных и фрикционных свойств. Для эпиламированных узлов трения (содержащих на рабочих поверхностях деталей мономолекулярный или близкий к нему по свойствам слой фторсодержащего поверхностно-активного вещества) в зоне фрикционного контакта также возможно протекание процессов массопереноса и изменения фазового состояния поверхностных слоев материалов, влияющих на дилатацию и характеристики трибосистем. На основе кинетических закономерностей изменения термоизносных характеристик эпиламированных трибосопряжений предложена методика определения триборесурса тонких покрытий.

Впервые экспериментально установлен немонотонный характер изменения термоизносных характеристик трибосопряжений, состоящих из последовательно чередующихся циклов изнашивания и дилатации, амплитуда и продолжительность которых определяются силовыми и кинематическими параметрами трения, характеристиками смазочной или окружающей среды и материалов пары трения. Показано, что термоизносные характеристики синхронизированы с фрикционными по значениям амплитуд и длительностей циклов, обладают «памятью фазы» и могут трансформироваться в упорядоченную циклическую форму. Установлена связь между тепловым расширением и износом узлов трения.

Численный гармонический анализ цикличности экспериментальных зависимостей свидетельствует о возможности их представления в виде соответствующих тригонометрических многочленов. Выявлено существование связи между параметрами тригонометрических многочленов (гармонических рядов) и шероховатостью поверхности металлического контртела, величинами циклического и полного износа трибосистем.

Разработана новая методика представления и анализа экспериментальных и расчетных значений амплитуд и длительностей циклов термоизносных и фрикционных характеристик испытанных пар трения путем построения корреляционных квадратов.

Развита феноменологическая модель изнашивания и дилатации, использующая в качестве основных рабочих параметров значения амплитуд, длительностей циклов и циклического износа трибосистем.

Дана оценка современного состояния и определены перспективы развития трибодилатометрии.

Новизна результатов подтверждена 12-ю авторскими свидетельствами на изобретения и 2 патентами.

Практическая (экономическая, социальная) значимость полученных результатов. Проведенный комплекс теоретических и экспериментальных работ позволил обосновать и предложить дилатометрический метод контроля состояния трибосистем как методологическое направление трибологии, предназначенное для проведения фундаментальных исследований и решения задач триботехники, имеющих прикладной характер.

Полученные результаты могут быть использованы при решении следующих задач, относящихся к конструированию, технологии (изготовление и ремонт) и эксплуатации (испытанию) трибосопряжений машин и механизмов:

— оптимизация конструкций подшипниковых узлов, в том числе, с помощью исследовательских триботестеров, оснащенных встроенными устройствами для измерения линейного износа и использующих в качестве диагностических параметров данные о тепловом состоянии и теплофизических характеристиках материалов пар трения;

— рациональный выбор элементов трибосистем и режимов их испытаний для создания конструкций с требуемым уровнем надежности;

— непрерывный достоверный контроль изнашивания и дилатации (теплового расширения) узлов трения скольжения и качения с точностью до долей микрометра как в условиях трения со смазочным материалом, так и без него.

Результаты исследований, выполненных в рамках настоящей диссертационной работы, использованы в практической деятельности ряда научно-исследовательских и учебных организаций: в Белорусском государственном университете транспорта при трибологических испытаниях узлов трения с тонкослойными антифрикционными покрытиямидепартаменте трибологии Института технологии эксплуатации (г. Радом, Польская Республика) при изготовлении серийных (модели Т-01 — Т-10) и разработке новых перспективных образцов компьютеризированных триботестеров, выпуске опытной партии трибоанализатора модели РС1^-01, проведении трибологических испытаний материаловРостовском инжиниринговом центре (Россия) при испытаниях композиционных полимерных материалов для узлов трения скольжения и др.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

— Методики оценки изнашивания и дилатации, анализа и исследования параметров трибосистем.

— Система терминов и определений трибодилатометрии.

— Оборудование для трибодилатометрических испытаний (триботестеры, трибодилатометры).

— Коррелированность термоизносных характеристик с фрикционными.

— Методика представления и анализа экспериментальных и расчетных значений амплитуд и длительностей циклов термоизносных и фрикционных характеристик путем построения корреляционных квадратов.

— Взаимная связь между тепловым расширением и износом узлов трения, включая новые методы ее практического использования в триботехнике.

— Особенности физико-химических процессов, инициированных термическим воздействием и протекающих в зоне адгезионного и фрикционного контактов полимер — металл и металл — покрытие эпилама.

— Феноменологическая модель изнашивания и дилатации трибосистем, использующая результаты трибодилатометрических испытаний.

Личный вклад соискателя. Автором самостоятельно сформулирована цель и разработана структура работы, включая ее методологические основы [466, 480, 497], произведена апробация разработанных методик [444, 452, 466,480,497], предложены оригинальные методы представления и обработки экспериментальных данных [452, 497], а также пути использования результатов исследований для создания новых конструкций научных приборов и диагностируемых узлов трения [484, 497]. В остальных публикациях личный вклад соискателя связан с постановкой задачи, участием в экспериментах, обсуждении результатов и формулировании выводов.

Апробация результатов диссертации. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: международных симпозиумах «Интертрибо-90» (Высокие Татры, Чехословакия) и «Интертрибо-93» (Братислава, Словакия), 10-м юбилейном по механоэмиссии и механохимии твердых тел (Ростов-на-Дону, 1986), «ВЕЬТМВ-99» (Гомель, Беларусь) — конференциях «Износ материалов-91» (Орландо, США, 1991), «Новые материалы и технологии в трибологии» (Минск, Беларусь, 1992), «Ремонт-90» (Албена, Болгария, 1990), «Ресурсосберегающие и экологически чистые технологии» (Гродно, Беларусь, 1994), «Современные проблемы развития железнодорожного транспорта» (Москва, Россия, 1996) — семинаре «Триболог-10М-Славянтрибо-1», «Анализ и рациональное использование трибообъек-тов» (Рыбинск, Россия, 1993) — всесоюзных конференциях «Трибоника и антифрикционное материаловедение» (Новочеркасск, Россия, 1980), «Повышение долговечности и надежности машин и приборов» (Куйбышев, Россия, 1981), «Оптический, радиоволновой и тепловой методы неразрушающего контроля» (Могилев, Беларусь, 1989), «Методы и средства диагностирования технических средств железнодорожного транспорта» (Омск, Россия, 1989), «Микропроцессорные системы и устройства управления ответственными технологическими процессами на транспорте» (Москва, Россия, 1989), «Износостойкость машин» (Брянск, Россия, 1991), «Надежность и безопасность технических систем» (Минск, Беларусь, 1997) — республиканских конференциях и семинарах «Повышение надежности изделий триботехническими методами» (Пенза, Россия. 1988), «Физика и технология тонкопленочных полимерных систем (Минск, Беларусь, 1997) — республиканских конференциях и семинарах «Повышение надежности изделий триботехническими методами» (Пенза, Россия, 1988), «Физика и технология тонкопленочных полимерных систем» (Гомель, Беларусь, 1990; Ташкент, Узбекистан, 1991; Пружаны, Беларусь, 1993), «Современные методы наплавки, упрочняющие защитные покрытия и используемые материалы» (Харьков, Украина, 1990), «Современные технологические процессы упрочнения и восстановления деталей» (Но-вополоцк, Беларусь, 1991, 1997), «Проблемы качества и надежности машин» (Могилев, Беларусь, 1994). Кроме того, материалы диссертации были представлены и обсуждены на заседании филиала Межведомственного научного Совета по трибологии при АН СССР, ГКНТ СССР и Союзе НИО СССР при Северо-Кавказском научном центре высшей школы Минвуза РСФСР и Секции механики контактных взаимодействий в трибологии (Ростов-на-Дону, Россия, 1990), семинарах департамента трибологии Института технологии эксплуатации (г. Радом, Польша, 1990;1995) и Горно-металлургической Академии (Краков, Польша, 1990), заседании Польского трибологического общества (Варшава, 1990) и осенней Польской трибологической школе (Ко-лобжег, Польша, 1992).

Опубликованность результатов. По основным результатам выполненных исследований опубликовано 63 печатные работы, в том числе 1 монография, 24 статьи в научных журналах, 12 статей в научных сборниках и материалах конференций и семинаров, 12 тезисов докладов на конференциях, получены ТУ, 12 авторских свидетельств на изобретения и 2 патента.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, семи глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы составляет 274 страницы, содержит 94 иллюстрации, 17 таблиц и список использованной литературы, включающей 497 наименований на 28 страницах.

ВЫВОДЫ по седьмой главе.

1. С учетом основных результатов проведенных исследований осуществлена оценка современного состояния трибодилатометрии, являющейся динамично развивающимся разделом трибодиагностики, имеющим свой круг задач и эффективных методов их решения в самых разнообразных направлениях трибологии.

2. Показано, что развитие трибодилатометрии происходит как в рамках трибомониторинга, так и в тесной связи с развитием других основных направлений трибологии. Это нашло свое отражение в создании новых методов улучшения триботехнических характеристик и исследования трибологиче-ских, физико-механических и теплофизических свойств материалов, диагностических методов и систем, конструкций узлов трения.

3. Разработанные методики трибодилатометрических испытаний прошли апробацию и используются в учебных и научно-инновационных организациях Беларуси, России и Польши.

4. Определены перспективные направления развития трибодилатометрии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований развиты методологические основы дилатометрического метода контроля трибосопряжений и решена актуальная научно-техническая проблема создания комплекса взаимно дополняющих методик, позволяющих достоверно оценить изменения номинальных линейных размеров трибосистем, обусловленные их дилатацией и износом, и на этой основе углубить представления о механизмах трения и изнашивания твердых тел.

1. Разработаны методики измерений, позволяющие дифференцировать и численно оценить эффекты изнашивания и теплового расширения трибосистем. Для их реализации предложен исследовательский комплект, избирательно формируемый из семейства триботестеров, оснащаемых специально разработанным для этих целей прибором — трибодилатометром, позволяющим практически полностью устранить то негативное влияние, которое оказывают на точность измерений износа и дилатации радиальные биения трущихся элементов сопряжений. Предложена система терминов и определений, характеризующих содержание нового направления в трибологии — трибоди-латометрии [443, 451, 454, 459, 463, 464, 466, 474, 475, 476, 478, 479, 480, 481, 482, 488, 495, 497].

2. Выявлены особенности физико-химических процессов, инициированных термическим воздействием и протекающих в адгезионных соединениях и фрикционных сопряжениях полимер-металл. Показано, что оба вида контактов характеризуются рядом аналогичных явлений. Диффузия металла в контактирующие с ним полимерные материалы приводит к изменению их электрофизических, адгезионных и фрикционных характеристик. Установлено влияние физико-химических процессов на работоспособность эпиламиро-ванных трибосопряжений. Впервые обнаружена корреляция между поверхностной энергией материалов трибоэлементов и амплитудой циклов термо-износных характеристик резинометаллических узлов трения [441, 447, 453, 458, 459, 460, 467, 468, 469, 479, 480, 497].

3. В процессе испытаний узлов трения с различной технологической и эксплуатационной наследственностью определены основные факторы, обусловливающие погрешности трибодилатометрических измерений: температура и влажность окружающей средынагрузочно-скоростные режимы работышероховатость и качество очистки поверхностей тренияприрода трибо-материаловкачество выполнения технологических операций монтажа-демонтажа испытываемых узлов трения. Предложен критерий — коэффициент трансформации для количественной оценки влияния предыстории (наследственности) на износ и дилатацию узлов трения.

Результаты оценки износа трибосистем с помощью разработанного метода, достаточно хорошо соответствуют данным, полученным по методике ASTM G77 [454, 458, 459, 466, 479, 480, 481, 497].

4. Экспериментально установлен немонотонный характер изменения термоизносных характеристик трибосопряжений, состоящих из последовательно чередующихся и следующих друг за другом циклов изнашивания и дилатации, амплитуда и продолжительность которых определяются силовыми и кинематическими параметрами трения, характеристиками среды и природой образующих трущуюся пару материалов. Показано, что термоизнос-ные характеристики синхронизированы и коррелированы с фрикционными по значениям амплитуд и длительностей циклов, обладают «памятью фазы» и могут трансформироваться, приближаясь к упорядоченной циклической форме [443, 445, 446, 448, 454, 456, 458, 459, 463, 466, 477, 478, 479, 480, 481, 497].

5. Численный гармонический анализ цикличности экспериментальных зависимостей показал возможность их представления в виде соответствующих тригонометрическихмногочленов. Выявлено существование связи между параметрами тригонометрических многочленов (гармонических рядов) и шероховатостью поверхности металлического контртела, величинами циклического и полного износа трибосистем.

Разработана методика представления и анализа экспериментальных и расчетных значений амплитуд и длительностей циклов термоизносных характеристик путем построения корреляционных квадратов, что позволило определить направления совершенствования методического обеспечения трибодилатометрии [452, 454, 456, 459, 466, 478, 479, 480, 497].

6. С помощью разработанных методик измерений установлена прямо пропорциональная зависимость между тепловым расширением и износом узлов трения.

На основе представлений о параметрах термоизносных характеристикамплитуды, длительности циклов и циклического износа, определяемых экспериментально, получила развитие феноменологическая модель изнашивания и дилатации трибосистем и методы количественной оценки ее параметров [459, 479, 480, 497].

7. С учетом основных результатов проведенных исследований осуществлена оценка современного состояния трибодилатометрии. Показано, что ее развитие происходит как в рамках трибомониторинга, так и в тесной связи с развитием других основных направлений трибологии. Это нашло свое отражение в создании новых методов улучшения триботехнических характеристик и исследования трибологических, физико-механических и теплофизиче-ских свойств материалов, диагностических методов и систем, конструкций узлов трения. Определены перспективные направления развития трибодилатометрии [439, 440, 442, 444, 447, 450, 455, 457, 460, 461, 462, 463, 464, 465, 470, 471, 472, 473, 475, 480, 482, 483, 484, 485, 486, 487, 488, 489, 490, 491, 492, 493, 494, 495,496, 497].