Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Краткие теоретические сведения

Лабораторная работа № 4

ВЛИЯНИЕ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ВЕЛИЧИНУ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ

Цель работы – ознакомится с краткими теоретическими сведения по влиянию вида смазочного материала на контактирование поверхностей. Изучить лабораторную установку и методику проведения лабораторных испытаний.

Краткие теоретические сведения

Поверхности контактирующих деталей не являются гладкими. Они имеют микронеровности в виде выступов и впадин с относительно малым расстоянием между ними. В совокупности они образуют рельеф, называемый шероховатостью поверхности.

Взаимное контактирование деталей происходит на выступах поверхностей (рис. 1, а). При скольжении под нагрузкой происходит внедрение микронеровностей, жесткий материал будет деформировать поверхность менее жесткого материала. В результате возникает сопротивление этому деформированию, что приводит к трению и износу деталей в трибосопряжениях. Применение смазочных материалов (СМ) в узлах трения во многом определяет их долговечность и надежность: их используют с целью уменьшения силы трения, равномерного распределения давления между поверхностями пары трения, отвода тепла от зоны контакта, удаления продуктов износа, защиты от коррозии.

Слой смазки разделяет непосредственный контакт поверхностей тел в зоне трения, тем самым снижая трение и уменьшая износ поверхностей деталей узла трения (рис. 1, б).

Толщина слоя смазки и его характер определяют вид смазки; относительная толщина h_om_н этого слоя является основой для классификации и определяется по формуле

h_om_н=h/(R_a₁+R_a₂),

где h - толщина смазывающего слоя; R_a₁ и R_a₂ - средние отклонения от центральной линии неровностей контактирующих поверхностей.

По критерию h_om_н вид смазки классифицируется следующим образом: граничная смазка (h_om_н≤ 1); смешанная смазка (h_о_m_н≤); жидкостная смазка (5 ≤ h _отн≤ 100); эластогидродинамическая смазка (1 ≤ h_om_н≤ 10).

При наличии смазочной среды работоспособность узлов трения определяется видом смазки. Зависимость коэффициента трения f от толщины масляной пленки h для видов смазок представлена на рис. 2.

Различают жидкие, пластичные, твердые и газообразные смазочные материалы. К жидким смазочным материалам относятся масла. По происхождению их делят на нефтяные, синтетические и растительные. По назначению выделяют основные группы масел: моторные, трансмиссионные, индустриальные, компрессорные, турбинные, приборные и другие масла специального назначения.

Рис. 1. Схема контактирования поверхностей трения без смазки (а) и со смазкой (б): 1,2- контактирующие детали; 3 - слой смазки

В тех узлах трения, где невозможно и нецелесообразно использовать циркуляционную систему для подачи масла, применяют пластичные смазки. Наиболее эффективны эти смазки в узлах трения, работающих при высоких контактных нагрузках, малых скоростях, в открытых и негерметичных узлах (подшипники качения и скольжения, зубчатые, цепные и винтовые передачи, шарниры и т. д.). Они занимают положение между жидкими и твердыми СМ.

Рис. 2. Зависимость коэффициента трения от толщины масляной пленки h для смазок: /- граничная смазка; //-смешанная смазка; ///- жидкостная смазка.

По составу представляют многокомпонентные коллоидные системы, содержащие дисперсионную среду - жидкую основу в виде масла (70-90 %), дисперсную фазу - загуститель (10-15 %) в виде углеводородов, мыл различных металлов и жирных кислот, модификаторы (0,1-2 %), обеспечивающие формирование структуры смазки и различного рода добавки - присадки и наполнители (1-15 %), улучшающие эксплуатационные свойства смазок.

По назначению пластичные смазки подразделяют на антифрикционные, консервационные, уплотнительные и специального назначения. Кроме того, они классифицируются по виду дисперсионной фазы, по виду дисперсной фазы, по особым свойствам и по области применения.

Твердые смазочные материалы (ТСМ) применяют в тех случаях, когда условия эксплуатации не позволяют применять в узлах трения другие виды смазочных материалов: при низких температурах застывания масел и пластичных смазок; при высоких температурах, когда смазки разлагаются и испаряются, а также в присутствии жидкой среды или вакуума и т. д.

Твердые смазочные материалы, применяемые в виде порошков, карандашей, брикетов, твердых смазочных пленок, можно разделить на две группы. К первой относят неорганические вещества: слоистые (дихалькогиниды, графит, нитрид бора и др.); неслоистые (хлориды, фториды, окислы и др.); мягкие металлы (Pb, Sn, Cd, Ag, Аи). Ко второй группе относят органические полимерные материалы (полиэтилен, полиамиды, ПТФЭ и др.). Широкое применение получили графит, дисульфид молибдена MoS₂, диселенид молибдена MoSe₂, дисульфид вольфрама WS₂, нитрид бора BN.

Газовая смазка характеризуется наличием слоя газа, полностью разделяющего поверхности, находящиеся в относительном движении.