Трение и смазка поверхностей

В зависимости от количества смазочного материала на поверхности возможно трение со смазочным материалом и без смазочного материала. В зависимости от количества и свойств смазки между трущимися поверхностями различают твердую, граничную, полужидкостную, жидкостную смазки.

Для трения без смазочного материала характерно механическое зацепление микронеровностей и молекулярное взаимодействие поверхностей в зонах контакта. В этом случае сила трения выражается по закону Амонтона-Кулона:

F= fN, (34)

где N - нормальная сила; f – коэффициент трения (скольжения)

Коэффициент трения зависит от микро- и макронеровностей поверх-

ностей, физических свойств контактирующих материалов.. Он возрастает с увеличением давления, с уменьшением скорости относительного перемещения вследствие их пластических деформаций и с уменьшением температуры. Коэффициент трения чистых металлов уменьшается при наличии на поверхности окисных пленок. Его величина лежит в широких пределах, для металлических пар — от 0,06 до 0,20. При практических расчетах коэффици-ент трения обычно принимается неизменным для данной трущейся пары.

В литературе встречаются термины, характеризующие различные виды трения: сухое, полусухое, граничное и жидкостное трение

При граничной смазке молекулы масла адсорбируются кристалличес-кой решеткой металла, образуя несколько слоев упорядоченных молекул толщиной менее 0,1 и даже менее 0,005 мкм. Смазка, проникая в микропоры металла, снижает пластическую деформацию, перераспределяет давление и благоприятно влияет на приработку поверхностей.

При жидкостной смазке трение поверхностей заменяется трением слоев смазки. В условиях жидкостной смазки коэффициент трения выражается безразмерным соотношением

f=Aμv/N, (35)

где А — коэффициент пропорциональности; μ — коэффициент динамической вязкости; v — скорость относительного перемещения; N — нормальная сила.

Трение при жидкостной смазке характеризуется наименьшими износами, поэтому всегда стремятся обеспечить переход от граничной к жидкостной смазке.

Особую роль при изучении трения играет гидродинамическая теория смазки. Согласно этой теории трение в подшипнике скольжения подчиняется законам внутреннего трения смазывающей жидкости. При этом теоретически износ детали может отсутствовать. В действительности же износ наблюдается не только в силу невозможности обеспечить чисто гидродинамическую смазку подшипника, но и в результате раз личных физико-химических, в том числе и электростатических, процессов, возникающих при трении поверхностей.

За последние.годы весьма перспективной оказалась контактно-гидро-динамическая теория смазки. Этой теорией учитываются пластические деформации трущихся металлов и увеличение вязкости масла под влиянием высоких давлений в зонах контактов.

Дата добавления: 2014-01-07