Смазочные материалы

Для предотвращения преждевременного износа трущихся деталей применяют смазывающие вещества (смазку). Даже очень тонкий слой смазки резко уменьшает количество точек их соприкосновения. В этом случае трение между сухими сопряженными твердыми поверхностями заменяется трением между отдельными слоями жидкости, жидкостным трением. Для осуществления его необходимо, чтобы смазка обладала специальными свойствами.

Характеристикой смазочных веществ служит вязкость, маслянистость, температура вспышки паров и содержание воды.

Основная характеристика смазочного вещества – его вязкость.

Вязкость – свойство жидкости (или газа) оказывать сопротивление при перемещении одной части жидкости (газа) относительно другой. Вязкость масел с повышением температуры уменьшается, а с понижением – увеличивается. При значительном понижении температуры вязкость масла может повыситься настолько, что оно потеряет подвижность, а следовательно и смазочные свойства. С другой стороны, при повышении температуры вязкость может понизиться настолько, что масло будет вытекать из зазора между трущимися поверхностями. В этих случаях трение будет близким к сухому.

Температура вспышки паров – это температура, при которой пары масла образуют с окружающим воздухом смесь, воспламеняющуюся при поднесении к ней пламени.

Содержание воды в смазочном масле не должно превышать установленной нормы, т. к. вода оказывает коррозирующее действие на металлы. Кроме того, при смазке механизмов, расположенных на открытом воздухе, в зимнее время возможно замерзание воды, что может вывести из строя весь механизм.

Совершенно недопустимо засорение масла твердыми частицами. Смазочная пленка имеет незначительную толщину. Поэтому даже маленькая песчинка, попадающая между трущимися поверхностями, разрушает их. Разрушение часто сопровождается быстрым увеличением температуры и расплавлением металлических деталей.

Для смазки большинства механизмов применяют жидкие минеральные масла. В узлах, в которые трудно непрерывно подавать смазку, используют загущенные, консистентные смазки. Эти смазки применяют в шариковых и роликовых подшипниках, тормозах подъемно-транспортных механизмов, зубчатых и червячных передачах и других сочленениях. Консистентные смазки часто используют в качестве предохранительных покрытий для защиты деталей от атмосферной коррозии. В качестве консистентных смазок наиболее часто применяют солидолы и консталины.

Кроме жидких и консистентных смазок, применяют твердые смазочные материалы высококачественный графит и водный раствор пластинчатого графита.

Основные виды жидких масел индустриальное (веретенное и машинное), автотракторное, авиационное, турбинное, приборное, цилиндровое, компрессорное.

Наличие смазки значительно снижает механический износ, т. к. при достаточной толщине смазочного слоя трение деталей одна о другую заменяется трением слоев смазки. Даже кратковременное отсутствие смазки приводит к резкому повышению износа и заеданию деталей. В зависимости от толщины и характера слоя, образуемого смазкой, возможны следующие виды трения:

жидкостное (полное разделение трущихся поверхностей смазкой);

полужидкостное (смазка покрывает только часть полной поверхности трущихся деталей);

полусухое (большая часть поверхности деталей не имеет смазки и лишь небольшая часть поверхности имеет смазку);

сухое (смазка отсутствует полностью);

граничное (слой смазки настолько тонок – менее 0,1 мкм, что его свойства не подчиняются законам гидродинамики).

На рис. 3.1 показан характерный переход жидкостного трения в полужидкостное в результате износа трущихся поверхностей. При малой величине суммарного зазора в подшипнике (δ₁ + δ₂), рис. 2.4, а, имеет место жидкостное трение. В результате износа и увеличения зазора δ₁ > δ₁ + δ₂ минимальная толщина смазки на линии центров δ₁ уменьшается, начинается контакт неровностей вала и подшипника и жидкостное трение переходит в полужидкостное, а скорость износа в результате этого начинает увеличиваться. Полужидкостное трение имеет место в периоды пуска и остановки машины. В момент пуска коэффициент трения f = 0,2...0,25, а при жидкостном трении f = 0,01...0,001. Даже при установившемся режиме сухого трения коэффициент трения ниже, чем в момент пуска, и равен f = 0,15...0,2.

Рис. 3.1. Положение вала в подшипнике:
а – при жидкостном трении; б – при полужидкостном трении

Дата добавления: 2014-01-03