Механизм смазочного действия масел

Эласто-гидродинамическая смазка

Эласто–гидродинамическая смазка – смазка, при которой характеристики трения и толщина пленки жидкого смазочного материала между двумя поверхностями, находящимися в относительном движении, определяются упругими свойствами материалов поверхностей трения, смазочного материала, а также реологическими свойствами последнего в зоне соприкосновения поверхностей.

Смазывание тяжелонагруженных, плохо пригнанных и не приработанных поверхностей трения осуществляется в эласто–гидродинамическом режиме. Можно выделить следующие основные типы пар трения скольжения, работающие в данном режиме смазки: подшипник скольжения, зубчатые колеса, цепные колеса, фрикционные передачи, движение ролика на плоской дорожке, кулачково – подъемные механизмы. Эласто–гидродинамический режим реализуется и на металлорежущих станках, а также при прокатке и волочении металлов.

Наличие граничного слоя смазочного материала на поверхностях снижает силу трения в 2 – 10 раз, а интенсивность изнашивания – на два порядка. Это обусловлено анизотропией (неодинаковость физико –механических свойств материала в различных направлениях) свойств граничного слоя.

Механизм трения при граничной смазке заключается в следующем. Под действием нормальной нагрузки граничный слой деформируется упруго. При этом возможна упругая и пластическая деформация выступов трущихся тел и их взаимное внедрение, не сопровождающиеся разрушением адсорбированного мономолекулярного слоя (рис.1,а). На отдельных наиболее нагруженных площадках, а также при их локальном нагреве

возможно нарушение сплошности граничного слоя и возникновение адгезионного взаимодействия между оксидными пленками сопрягаемых металлов (рис.1,6). В контакте максимально нагруженных неровностей может разрушаться не только адсорбционная, но и оксидная пленка. Благодаря этому на таких микроучастках в контакт вступают ювенильные поверхности вершин неровностей (рис. 1, в) и происходит схватывание. Слабо нагруженные неровности поверхностей трущихся тел разделены полимолекулярным граничным слоем (рис. 1, г).

Рисунок 1. Схема контакта поверхностей твердых тел при граничном трении.

Таким образом, сопротивление относительному перемещению трущихся тел состоит из сопротивления сдвигу мономолекулярного граничного слоя F₁, оксидных пленок F₂, мостиков сварки F₃ и полимолекулярного слоя F₄, а также из сопротивления деформируемого материала перемещению неровностей, внедрившихся в его объем.

Вязкость масла при граничной смазке не оказывает существенного влияния на процесс трения. Установлено, что минимальный коэффициент трения наблюдается при таких свойствах смазочного материала, когда обеспечивается: большая (> 40 мкм) толщина пленки в зазоре при приложении нормальной нагрузки; минимальное сопротивление сдвигу в граничном слое; прочная связь граничного слоя с поверхностью твердого тела. Таким образом, для уменьшения коэффициента трения необходимо применять смазочный материал, молекулы которого обладают слабым взаимодействием между собой (оказывают малое сопротивление сдвигу) и сильным взаимодействием с поверхностями твердых тел. Это свойство масел называют маслянистостью. Ее оценивают с помощью профилографа, сравнивая профилограммы смазанной и несмазанной поверхностей ∆ = Rа несмаз – Rа смаз.. Чем больше по абсолютной величине ∆, тем выше маслянистость и меньше вероятность разрыва адсорбированной граничной пленки и образования мостиков сварки.

Для обеспечения прочной связи граничного слоя смазочного материала с металлом в смазочный материал вводят поверхностно-активные вещества. Для повышения химической активности смазочных материалов и термостойкости граничной пленки в состав масла вводятся присадки, содержащие соединения серы, фосфора, хлора, мышьяк, сурьму.

16 Диаграмма Герси – Штрибека

коэффициента трения.

Дата добавления: 2017-01-14