Ассоциация EAM
Ассоциация эффективного управления производственными активами

5.1. Виды трения

Механическое оборудование: техническое обслуживание и ремонт / В.И. Бобровицкий, В.А. Сидоров. – Донецк: Юго-Восток, 2011. – 238 с.

Для уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности изнашивания трущихся поверхностей, а также для предохранения их от заедания, задиров, коррозии и для лучшего отвода тепла, трущиеся поверхности деталей должны иметь надёжное смазывание. Смазывание – подведение смазочного материала к поверхностям трения. Смазочный материал – материал, вводимый на поверхности трения для уменьшения силы трения и (или) интенсивности изнашивания. Наиболее широко в технике используются жидкие и пластичные смазочные материалы. Менее распространены твёрдые и газообразные смазочные материалы.

Пластичные смазочные материалы применяют для смазывания подшипников качения при частоте вращения до 3000 об./мин. и температуре до 100 °С. Большая часть подшипников качения (до 90%) смазывается этими материалами. Преимущества:

  • простая и дешёвая конструкция подшипниковых узлов;
  • лучшее уплотнение против проникновения влаги и загрязнения из внешней среды.

Жидкие масла применяются при высоких частотах вращения, превышающих допустимые для смазывания пластичной смазкой, а также при необходимости отвода тепла от узлов механизма. Используются также при необходимости смазывания ряда узлов: подшипников, уплотнений, зубчатых колёс.

Твёрдые смазочные материалы применяют в виде порошков или покрытий. Это графит, дисульфид молибдена (МоS2), имеющие чешуйчатое строение и малые усилия при смещении слоёв относительно друг друга. Применяются при отрицательных температурах и при t > 100 °С.

Смазка – действие смазочного материала, в результате которого между двумя поверхностями уменьшается сила трения и (или) интенсивность изнашивания.

Изнашивание – процесс разрушения и отделения материала с поверхности твёрдого тела и (или) накопления его остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела (детали).

Износ – результат изнашивания, определяемый в единицах длины, объёма, массы.

Основное назначение смазки состоит в образовании слоя из смазочного материала, разделяющего поверхности трения, и, благодаря этому, уменьшающие силы трения и износа. Главным свойством смазочных материалов является вязкость, характеризующая способность образовывать смазочный слой. Применительно к пластичным смазкам – это консистенция (пенетрация).

Между поверхностями трения при смазке возникает слой из смазочного материала, который сопряжён с трущимися поверхностями. Вследствие относительного движения деталей в смазочном слое возникают напряжения сдвига – отдельные слои смазочного слоя скользят относительно друг друга, определяя силу трения. Соответственно, вязкость – мера трения между слоями жидкости (рисунок 5.1).

Схема трения между отдельными слоями смазочного материала

Рисунок 5.1 – Схема трения между отдельными слоями смазочного материала

Различают три режима смазывания:

  1. Граничное смазывание имеет место при недостаточной толщине смазочного слоя для разделения трущихся поверхностей (рисунок 5.2). Данный режим возникает при:
    • недостатке смазочного материала;
    • недостаточной скорости перемещения сопряжённых поверхностей;
    • низкой вязкости масла.

    Схема граничного режима смазывания

    Рисунок 5.2 – Схема граничного режима смазывания

    Следствием является металлический контакт сопряжённых поверхностей, схватывание выступающих пиков шероховатости, в результате чего имеет место значительное трение, большой износ и разрушение сопряженных поверхностей.

  2. Гидродинамическое смазывание возникает при полном разделении сопряжённых поверхностей смазочным слоем (рисунок 5.3). Трение в этом случае значительно ниже, отсутствует металлический контакт поверхностей трения.

    Схема гидродинамического режима смазывания

    Рисунок 5.3 – Схема гидродинамического режима смазывания

  3. Контактно-гидродинамический режим возникает при упругом деформировании поверхностей в местах контакта, однако масло из зоны контакта не выдавливается. В зоне контакта вязкость масла резко возрастает, а после снятия нагрузки снова снижается до исходного значения.

При работе механизма масло постепенно загрязняется продуктами износа трущихся деталей. С течением времени масло стареет, свойства его ухудшаются. Главная причина старения масла – окисление. Скорость окисления в большой степени зависит от температуры, с увеличением температуры на 10 °С скорость окисления увеличивается вдвое, соответственно, вдвое сокращается срок службы масла. Приближенно можно считать, что срок службы минерального масла составляет 30 лет при 30 °С, 15 лет при 40 °С и так далее. Если проводить качественный и количественный контроль продуктов износа и состояния смазочного материала, можно установить источник поступления продуктов износа и продлить срок службы механизма при своевременной замене отработанного масла.

Значения коэффициентов трения скольжения приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Коэффициенты трения скольжения
Трущиеся поверхности Коэффициент трения
Бронза по бронзе 0,200
Дерево по дереву 0,250-0,050
Сталь по стали 0,160
Подшипник скольжения 0,020-0,080
Подшипник жидкостного трения 0,001-0,003
Сталь по феродо 0,250-0,450
Фторопласт по стали 0,065-0,080
Резина (шины) по твёрдому грунту 0,400-0,600
Резина (шины) по чугуну 0,830
Медь по чугуну 0,270

Присадки

Вязкостные – изменяют вязкость при повышении температуры.

Моющие – удаляют загрязнения на стенках трубопроводов.

Дисперсионные – понижают температуру застывания.

Противоизносные смеси.

Антиокислительные.

Антипенные.

Антизадирные – содержат серу, хлор, фосфор, образуют нестойкие соединения, защищающие поверхность металла от схватывания.

Синтетические масла обладают несколько большей текучестью, потому легче просачиваются через неплотности в соединениях. Течь сальника свидетельствует не об “агрессивности” масла, а о том, что рабочая кромка манжеты уже основательно изношена. Быстрое потемнение масла свидетельствует о хороших моющих свойствах.

Промывочное масло или специальная моющая добавка при замене масла используется при переходе с минерального сорта на “синтетику”. В остальных случаях высокие моющие свойства масла практически исключают образование каких-либо отложений.

При выборе масла по качественному уровню главным критерием служит указание заводской инструкции. Использование масел более высокого класса не будет заметно удлинять сроки замены масла и значительно снижать износ деталей. Применяемое масло должно быть точно выбранным по вязкости и оптимальным по качественному уровню.

< 4.7. Центрирование валов Содержание 5.2. Пластичные смазочные материалы (характеристики) >

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Аналогичные записи
  • 7.7. Обработка поверхности Обозначение шероховатости поверхности (смотри таблицу 7.3, таблицу 7.4): – знак I применяется для поверхности, вид обработки которой конструктором не устанавливается; – знак II применяется для поверхности, которая должна быть обработана удалением слоя материала, например, точением, фрезерованием, сверлением, шлифованием, полированием, травлением и т.п.; – знак III применяется для поверхности, образуемой без удаления слоя материала, например, литьём, [...]
  • 7.6. Основы термообработки Термообработка металлов и их сплавов — процесс целесообразно выбранных операций нагрева и охлаждения, в результате которого повышаются механические свойства, изменяются физические свойства, а следовательно, увеличивается срок эксплуатации деталей. Основными видами термообработки являются: отжиг, нормализация, закалка и [...]
  • 7.5. Сопротивление материалов Модуль Юнга (модуль упругости первого рода) Е, МПа, Н/мм2 — постоянная упругости в законе Гука в пределах, когда деформация пропорциональна напряжению. Модуль Юнга численно равен напряжению, увеличивающему длину образца в два раза: для стали, Ест = (2,0-2,2)×105 МПа; для чугуна, Еч = 1,2×105 МПа; для меди, Ем = 1,0×105 МПа; для алюминия, Еал = 0,6×105 МПа; [...]
  • 7.4. Мерительный инструмент Механическое оборудование: техническое обслуживание и ремонт / В.И. Бобровицкий, В.А. Сидоров. – Донецк: Юго-Восток, 2011. – 238 с. Мерительный инструмент В зависимости от назначения в процессе производства средства измерения и контроля линейных и угловых величин подразделяются на [...]
  • 7.3. Обозначения и свойства сталей, бронз, баббитов Механическое оборудование: техническое обслуживание и ремонт / В.И. Бобровицкий, В.А. Сидоров. – Донецк: Юго-Восток, 2011. – 238 [...]

Поддержите нас

Подписка

Рубрики