Тема 6 . Експлуатаційні властивості олив та методи їх оцінки

6.1 Поняття про тертя і спрацювання

6.2 Призначення і функції мастильних матеріалів

6.3 Вязкісно-температурні характеристики олив.

Мета заняття: ознайомитися з видами теря, що виникає в механізмах і способами зменшення його впливу шляхом застосування мастильних матеріалів, експлуатаційними властивостями олив та методами їх оцінки.

6.1 Поняття про тертя і спрацювання

У будь-якій машині є деталі, які переміщуються відносно один одного по контактуючим поверхням, при цьому у зоні взаємодії поверхонь виникають контактні сили, названі силами тертя. На подолання сил тертя витрачається більше 20% корисної роботи. Величина втрат на тертя розподіляється наступним чином: поршневі кільця і поршень – циліндри – близько 67% загальних втрат, підшипник колінчастого валу – вал – близько 25%, газорозподільний механізм – близько 8%.

За характером взаємопереміщення тертьових деталей розрізняють такі види тертя: с покою – тертя двох тіл при попередньому зсуві і тертя руху – тертя двох тіл, що знаходяться у відносному русі.

Розрізняють тертя зовнішнє і внутрішнє. Зовнішнє – коли два тіла переміщаються відносно один одного, стикаючись своїми зовнішніми поверхнями, внутрішнє – коли елементи структури одного і того ж тіла (рідини, газу і т.п.) переміщаються відносно один одного.

У залежності від характеру відносного переміщення деталей розрізняють тертя ковзання і тертя кочення, а по наявності мастильного матеріалу існують такі режими тертя (рис. 6.1):

§ із мастильним матеріалом на тертьових поверхнях – рідинне (в) і граничне (б) тертя;

§ сухе – це тертя тіл при відсутності на поверхнях уведеного мастильного матеріалу (а).

§ змішане – рубіжний режим між тертям із мастильним матеріалом і сухим (г).

Рідинне тертя – це коли тертьові поверхні розділені шаром мастильного матеріалу, в якому виявляються його об'ємні (в’язкістні) властивості.

Граничне тертя – це коли тертьові поверхні розділені тонкими плівками (до 0,1 мкм) мастильного матеріалу, з властивостями на відмінну від об'ємних. Режим граничного тертя хитливий. Якщо граничний шар руйнується, то навантаження перевищує сили зчеплення і у місці контакту виникає сухе тертя.

Таким чином, товщина мастильного шару та його характер визначає вид змащення і, тим самим, вид тертя.

Режим граничного тертя дуже нестійкий. У реальних умовах дуже важко розділити рідинне та граничне тертя. При зменшенні швидкості руху, збільшення навантаження «масляний клин» стає тонкішим, зменшуються висоти нерівностей, що призводить до місцевого контакту мікровиступів, розділених тільки граничною плівкою. При подальшому збільшенні навантаження може виникнути сухе тертя з задирками поверхонь.

Рис. 6.1 - Види тертя по наявності мастильного матеріалу:

а – сухе (без змащення), б – граничне; в – рідинне; г – змішане.

Таким чином, при граничному терті поверхні розділені плівкою мастильного матеріалу, який складається з декількох шарів молекул. При взаємному переміщенні поверхонь тертя «ворсинки» начебто вигинаються у протилежні сторони, так як молекули з однойменними зарядами відштовхуються. Здатність мастильних матеріалів, що містять поверхнево-активні речовини, утворювати на змащених поверхнях достатньо міцні шари орієнтованих молекул, називається маслянистістю або змащувальною здатністю масла. Маслянистість оцінюють, в основному, по коефіцієнту тертя: чим він менше – тим вище маслянистість. Однак, змащувальна здатність стрімко падає з підвищенням температури, коли сили міжмолекулярної взаємодії стають слабшими.

Вище розглянуті залежності ілюструються процесами, зображеними на рис. 6.2.

У стані спокою вал опирається на вкладиш (див. рис. 6.2, а), між ними є найтонша адсорбована масляна плівка, а зазор у сполученні відсутній. При обертанні адсорбовані на поверхні вала частки масла починають обертатися разом з ним, захоплюючи за собою все нові і нові шари, нагнітаючи їх у звужений зазор, що призводить до підвищення тиску, під дією якого вал як би спливає (див. рис. 6.2, б). У цьому випадку вал і вкладиш підшипника розділені тонким шаром (n_min). Між ними утворюється масляний клин. Зі збільшенням частоти обертання вала у підшипнику зростає тиск у масляному клині, вал, трохи зміщуючись убік обертання, ще більше піднімається на масляній подушці (див. рис. 6.2, в).

Основні практичні висновки рідинного тертя, що виходять з гідродинамічної

теорії змащення, такі:

Дата добавления: 2014-01-06