![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Смазочные материалыСтр 1 из 5Следующая ⇒
Трение В машинах часто встречаются подвижные сопряжения деталей (узлы трения), например опоры валов, пары винт—гайка и т. п. Узлы трения во многом определяют надежность и ресурс машин. Известно, что большинство узлов трения выходят из строя из-за изнашивания трущихся поверхностей. В связи с изнашиванием затраты на техническое обслуживание и ремонт в 3...10 раз превышают первоначальную стоимость машины. В некоторых машинах имеют место существенные потери энергии на преодоление трения (в автомобилях -50%, в текстильных машинах -80%). Знание основ триботехники помогает оптимально конструировать машины. Одним из радикальных средств обеспечения надежности узлов трения является научно обоснованный выбор смазочного материала, зависящий от условий эксплуатации, вида ожидаемого режима смазки и состояния трущихся поверхностей. Известно, что реальный контакт плоских поверхностей деталей носит дискретный (в виде пятен) характер, обусловленный неровностями поверхностей, состоящими из отклонения формы 1, волнистости 2 и шероховатости 3 (рис. 1). Поэтому реальная площадь плоского контакта в 10... 10 000 раз меньше номинальной (ограниченной контуром площади контакта).
Идеальная поверхность Рис. 1. Схема неровностей поверхности: 1 — отклонение формы; 2 — волнистость; Внешнее трение скольжения наиболее часто имеет место в подвижном контакте деталей. Полная сила трения складывается из силы молекулярного притяжения на пятнах касания (F мол)и силы сопротивления перемещению от внедрения микронеровностей одной трущейся поверхности в другую (F мех). Для металлических поверхностей F мол/ F мех» 100. F мол сильно снижается после введения смазочного материала между трущимися поверхностями. В зависимости от режима смазывания различают виды трения: трение без смазочного материала (рис. 2, а, б) редко встречается в машинах, лишь при работе в условиях вакуума, весьма низких или высоких температурах;
Рис. 2. Виды трения в зоне контакта: Трение со смазочным материалом характеризуется относительной толщиной l смазывающего слоя между контактирующими поверхностями, находящимися в относительном движении:
где h — толщина смазывающего слоя (см. рис. 2, д); Ra 1и Ra 2— средние арифметические отклонения профилей микронеровностей от базовой линии. Классификация видов трения проводится по величине l: граничное при l £ 1, полужидкостное при l = 1...5, жидкостное при l = 5...100. Граничное трение происходит по тончайшим масляным пленкам, образовавшимся в результате адсорбции. Удлиненные молекулы смазывающего вещества прикрепляются к поверхности твердого тела и образуют ориентированный слой толщиной не более 0, 1 мкм. Эти пленки повторяют микрорельеф поверхности трения и обладают высокой прочностью на сжатие и малым сопротивлением скольжению при относительном перемещении поверхностей. Полужидкостное трение — смешанное трение, при котором трущиеся поверхности не полностью разделены слоем жидкого смазочного материала и происходит касание отдельных микронеровностей. Отношение силы трения F трк нормальной силе Fn называют коэффициентом трения f, величина которого в основном зависит от вида смазки. Трение поверхностей деталей сопровождается изнашиванием — разрушением контактирующих поверхностей с изменением их размеров. Износостойкость — способность трущихся поверхностей сопротивляться изнашиванию. Оценкой износостойкости служит интенсивность изнашивания где h — износ, мкм; S — путь трения, м. Жидкостное трение возникает между слоями смазочного материала, находящегося между трущимися поверхностями. При этом отсутствует износ, потери энергии на трение малы. Полное разделение трущихся поверхностей обеспечивает слой жидкости (масла), минимальная толщина (h min) которого с определенный запасом К > 1 превышает сумму высот микронеровностей:
Рис. 3. Изменение интенсивности механического изнашивания Типичное развитие изнашивания узла трения представлено на рис. 3: По мере увеличения износа обычно снижаются качественные показатели: уменьшается точность и КПД; растут динамические силы, вибрации, шум. Смазочные материалы
По физическому состоянию смазочные материалы разделяют на жидкие (смазочные масла), пластичные, твердые и газообразные (масляный туман, очищенный воздух). Смазочные масла являются основным смазочным материалом для машин. В зависимости от исходного продукта различают нефтяные (минеральные), синтетические и жировые масла. В условиях жидкостного трения основной характеристикой смазочного масла является вязкость, которая характеризуется внутренним трением между слоями жидкости под действием сдвигающей силы. Различают динамическую и кинематическую вязкость. Динамическую вязкость m , Па× с, используют в расчетах, а кинематическую υ, м2/с, — при производстве масел. В литературе обычно приводят значение кинематической вязкости масла при 40°С (υ 40), при 50°С (υ 50), при 100°С (υ 100). Связь вязкостей масла: m = r υ, где r — плотность смазочного масла (820…960 кг/м3). Смазочные масла обеспечивают снижение трения и изнашивания, а также температуры трущихся поверхностей путем усиленного теплоотвода. Различают группы масел: моторные, индустриальные, трансмиссионные, специализированные, гидравлические. Моторные масла предназначены для смазывания двигателей внутреннего сгорания. Трансмиссионные масла используют для смазывания агрегатов трансмиссий различной техники, включая механические передачи. Индустриальные масла применяют для смазывания промышленного оборудования и технологических машин. Названия специализированных масел свидетельствуют об их особом назначении (энергетические, авиационные и др. масла). Гидравлические масла применяют в качестве рабочих жидкостей в гидросистемах. Пластичные смазочные материалы (ПСМ) состоят из жидкой основы (смазочное масло) и загустителя (обычно мыла жирных кислот). Загуститель образует жесткий полимерный каркас, в ячейках которого удерживается жидкое масло. При небольших нагрузках ПСМ ведет себя как твердое тело — не растекается, удерживается на наклонных и даже вертикальных плоскостях. Наиболее распространенными ПСМ являются солидол жировой, литол-24, ЦИАТИМ-201. Твердые смазочные материалы (ТСМ) обеспечивают смазывание трущихся поверхностей при трении в экстремальных условиях (низкие или высокие температуры, вакуум), когда применение других смазывающих материалов невозможно. В качестве ТСМ используют коллоидальный графит, дисульфид молибдена. Раздел №2: Подшипники скольжения По конструкции подшипники скольжения подразделяют на:
|