13 Гидродинамическая смазка

14 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.

15 Механизм смазочного действия масел

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).

Р исунок 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.