полутвѐрдые,
полужидкие,
жидкие,
газообразные.
Требования к cмазкам.
Приведенные в предыдущих разделах взаимосвязи между трением, износом и смазкой очень важны для понимания этих понятий и необходимы в качестве основы для разработки и формулировки требований к смазочным материалам. Требования будут различными в зависимости от каждого конкретного случая и зависят от, можно рассчитать необходимые требования к смазке. Среди этих требований различают основные и дополнительные требования.
-механизма
-нагрузки
-температуры
-скорости
-геометрических пропорций
-необходимого срока службы
-материалов
-сочетания материалов
-совместимости с окружающей средой
Следовательно, необходимо разработать стратегию решения, для того чтобы:
1.Сформулировать требования к специализированной смазке;
2.Оценить степень, до которой существующая смазка отвечает нужным требованиям, исходя из ее физических параметров.
21
3. В случае, если необходимы любые компромиссы, добиться оптимизации по требованиям к допустимой нагрузке по массе и физическим параметрам.
В процессе обсуждения вопроса о минимизации износа, принимая во внимание стадии трения, предпочтение всегда отдают решению в пользу гидродинамической смазки, так как при ней износ не возникает за счет обычного разделения сопряжѐнных поверхностей. Самое худшее, что может случиться при использовании этого типа смазки, это замена смазочного материала, либо непредвиденные условия эксплуатации, либо несовместимость задействованных подшипников, которые приводят к неэффективной работе смазки и, следовательно, к переходу на смешанное или жесткое трение с высокими степенями износа.
Для достижения стадии гидродинамической смазки требуются:
-минимальная вязкость
-минимальная для гидродинамической смазки скорость вращения
Однако, существование множества самых различных типов условий эксплуатации (например, крайне низкая гидродинамическая скорость вращения; прерывистый режим работы) может означать, что достижение стадии гидродинамической смазки не всегда возможно, поэтому для обеспечения разделения сопряженных поверхностей в таких условиях эксплуатации необходимо использовать подходящие присадки (например,
EP-присадки в случае с трансмиссионными маслами) или особые свойства смазок для так называемых «аварийного запуска» или «сухого запуска».
22
Кроме того, смазочный материал должен отвечать всем требованиям,
возникающим, исходя из условий эксплуатации и других влияющих факторов.
Исходя из структуры трибологической системы и взаимосвязей между ее элементами (см.
Основные требования к cмазкам
Основным требованием к смазке должна быть способность передавать действующие силы с минимальным износом. Чем больше износ, тем меньше будет срок службы задействованных в механизме деталей.
Для этого необходимо полное разделение соприкасающихся поверхностей либо посредством эффективной вязкости жидкого или густого смазочного материала (гидродинамической смазки), либо за счет функциональных прослоек, образованных либо с помощью химической реакцией, либо за счет твердых смазочных материалов, нанесенных в процессе работы или перед вводом механизма в эксплуатацию.
Только полное разделение сопряженных поверхностей подшипника обеспечивает его приемлемую работу с низким износом.
Дополнительные требования к смазкам
Дополнительные требования включают в себя все шаги, обеспечивающие способность смазывающей плѐнки, осуществляющей передачу силы,
оставаться работоспособной с момента ввода деталей механизма в эксплуатацию или с момента их сборки вплоть до момента замены смазки или до окончания их срока службы, изначально рассчитанного для них при разработке. Необходимо учитывать все взаимодействия между элементами
23
трибологической системы, участвующими в процессе трения. Изменения в
смазочных материалах могут происходить в результате:
-взаимосвязей между узлом трения и окружающей средой (задействованные элементы: промежуточный материал и окружающая среда)
-физического и других воздействий, в зависимости от условий эксплуатации внутри данного узла трения (задействованные элементы: основная поверхность, противодействующая поверхность и промежуточный материал),
-особых условий эксплуатации (задействованные элементы: промежуточный материал, общая нагрузка)
Частные случаи влияющих факторов, проиллюстрированные на конкретных примерах, будут представленны далее.
7.Пластические смазки.
Пластичный смазочный материал (ПСМ) состоит 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 они ведут себя как твердые тела — не растекаются, удерживаются на наклонных и даже вертикальных плоскостях. Превышение критических нагрузок приводит к текучести ПСМ;
при снятии нагрузок их упругие свойства восстанавливаются; с увеличением скорости деформирования их вязкость резко снижается.
Достоинства ПСМ: способность удерживаться в негерметичных узлах
(открытые зубчатые передачи); работоспособность в широком диапазоне температур, нагрузок и скоростей; для некоторых сортов возможность контакта с водой; большая экономичность применения;
высокая стабильность работы и ресурс узлов трения.
24
Недостатки: плохая охлаждающая способность, более высокая склонность к окислению, сложность подачи в зону трения, а также трудность удаления продуктов изнашивания.
Области преимущественного применения ПСМ: в узлах трения с малым тепловыделением; в трудно герметизируемых подвижных соединениях; в
узлах, требующих надежной герметизации, работающих в широком диапазоне температур, нагрузок, скоростей; для длительной консервации.
ПСМ широко применяют во многих отраслях техники, для которых разработаны продукты целевого назначения. Разнообразие условий применения ПСМ определяет их большой ассортимент; в настоящее время в нашей стране выпускают около 200 сортов ПСМ. Типичным примером применения ПСМ являются подшипники качения.
В качестве смазочных материалов, кроме минеральных масел, широко применяют пластичные смазочные материалы. Их широкое применение обуславливается тем, что при малых нагрузках эти смазки ведут себя подобно твердым телам, т. е. сохраняют форму и упруго деформируются; при больших нагрузках в них развивается вязкое течение. Такие свойства пластичных смазочных материалов связаны с их строением — состоящая из мельчайших частиц загустителя пространственная структура типа губки,
поры которой заполнены маслом. Свойства пластичных смазочных материалов в основном определяются типом загустителя и оцениваются по параметрам, приведенным ниже.
Вязкость — свойство, позволяющее заправлять материал в механизмы машин, обеспечивающее их нормальную работу и уменьшающее потери мощности на трения.
Водостойкость — свойства смазки не разрушаться при соприкосновении с водой.
25