ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Функции смазки в узлах трения из "Антифрикционные пластичные смазки " Одной из важнейших функций пластичной смазки является разделение сопряженных деталей, перемещающихся относительно друг друга, слоем, толщина которого достаточна для предотвращения или уменьшения контакта микровыступов поверхностей. [c.6] В связи с этим важно иметь полную ясность в вопросе о том, какие свойства смазочного материала желательны с точки зрения обеспечения жидкостного режима смазки в различных условиях трения. Полного ответа на этот вопрос, особенно для условий трения качения, еще нет. Однако следует считать установленным, что требования, предъявляемые к смазочному материалу классической гидродинамикой, такие, как достаточно высокая вязкость, малое изменение вязкости с изменением температуры и хорошая смачиваемость поверхностей трения, справедливы для узлов трения качения, также как для узлов трения скольжения. [c.6] Вместе с тем, контактно-гидродинамическая теория смазки дополняет перечисленные требования новыми. [c.6] В связи с высоким давлением, испытываемым смазочным материалом в зоне контакта (сотни МПа), его вязкость может возрастать в сотни и тысячи раз по сравнению с его вязкостью при атмосферном давлении [1]. Поскольку толщина смазочного слоя при качении зависит от величины вязкости смазочного материала в момент его нахождения в зоне контакта, смазка должна обладать не только достаточно высоким уровнем вязкости, но и высоким значением пьезокоэффициента вязкости. [c.6] Для условий работы смазочных материалов в подшипниках качения характерна кратковременность действия высоких нагрузок (исчисляется микросекундами). Характер нагружения смазочной пленки подобен удару. В таких условиях важное значение приобретает время релаксации напряжений в смазочном материале. Известно, что при достаточно быстром нагружении, когда время нагружения становится меньше времени релаксации напряжений в жидкости, последняя ведет себя подобно упругому твердому телу. Способность смазочных материалов проявлять в контакте качения упругие свойства является фактором, с которым связано резкое увеличение грузоподъемности пленки смазочного материала и его толщины. С этой точки зрения для подшипников качения желательно иметь смазочные материалы с большим временем релаксации напряжений. По имеющимся литературным данным, минеральные масла характеризуются временем релаксации от 10 до 10 с, а пластичные смазки значительно более высоким-до 10 с. [c.7] В настоящее время еще не существует методики расчета толщины масляной пленки в подшипниках качения, учитывающей весь сложный комплекс процессов, протекающих в зоне трения при качении. В связи с этим достоверные данные о режиме смазывания и размерах масляной прослойки между контактирующимися поверхностями можно получить только экспериментальным путем. [c.7] Следует различать два возможных режима смазывания подшипников качения контактно-гидродинамический и граничный. Контактно-гидродинамический режим наиболее типичен. Он охватывает широкий диапазон типоразмеров, нагрузок, скоростей и температур, т.е. условия работы подавляющего больш1шства подшипников качения. [c.7] Принято считать [3], что в высокоскоростных подшипниках качения, смазываемых обычными пластичными смазками, контактно-гидродинамический режим, как правило, обеспечивается. Это подтверждается хорошо известными фактами длительной работы подшипников качения (например, электродвигателей) в течение многих десятков тысяч часов без заметного износа тел и дорожек качения. [c.7] Проблема создания пленки смазки достаточной толщины часто остается нерешенной в тяжело нагруженных тихоходных щариковых подщипниках качения и в конически роликовых подщипниках. В последнем случае в местах трения торцев роликов о кольцо имеет место трение скольжения, и наиболее вероятен граничный режим смазывания. [c.8] Контактно-гидродинамический режим отсутствует во всех подшипниках в момент начала движения и перед его окончанием, когда скорость качения мала. [c.8] Второй, не менее важной функцией смазок является предотвращение схватывания микровыступов контактирующих поверхностей, т. е. защита поверхностей от повреждения в условиях граничной смазки. Выполнение смазкой этой функции зависит от ее физико-химических и поверхностных свойств, а именно адгезионной способности, трибохимической стабильности (см. главы 3 и 5) и способности модифицировать поверхность металла, создавая условия, обеспечивающие трение без схватывания микровыступов поверхностей. [c.8] Значение противоизносных свойств смазочных материалов для подшипников качения может быть различным. Знание противоизносной характеристики всегда представляет интерес, так как в любом подщипнике качения имеет место трение скольжения (контакт тело качения - сепаратор и сепаратор-кольцо). Случаи, когда износ деталей подшипника качения лимитирует время его работы, имеют место, если в подшипнике не реализуется режим жидкостного трения или если он находится в эксплуатации очень длительное время (циркуляционная смазка, работа с периодическим пополнением смазочного материала) тогда недостаточные противоизносные свойства приводят к износу деталей подшипника. [c.8] Наряду с этим не редки случаи, когда противоизносные свойства смазочных материалов не играют решающей роли. В частности, в подшипниках качения с ресурсной смазкой долговечность подшипника сравнительно невелика и определяется долговечностью смазочнсГго материала, а не износом отдельных элементов подшипника качения. [c.8] Отметим, что для узлов трения качения без пополнения смазочного материала испытания на машинах трения скольжения, далеких по условиям трения от условий работы в подшипнике качения, должны рассматриваться как вспомогательные, дополняющие испытания в условиях трения качения. [c.8] Среди функций, выполняемых смазочным материалом в узлах трения, следует выделить также отвод тепла от сопряженных поверхностей. Эта функция в полной мере присуща жидким смазочным материалам, пластичным смазкам-только в узлах с системой циркуляционной смазки. В том и другом случаях тепло передается перемещающимся смазочным материалом от более нагретых поверхностей трения к окружающим холодным стенкам. В случаях без принудительной прокачки циркуляция в подшипниковом узле пластичной смазки ввиду наличия у нее предела прочности ограничена (только между резервной и рабочей зонами). В силу этого ограничена и функция теплоотвода смазкой. Здесь смазка главным образом участвует в передаче тепла от более горячих точек поверхностей трения (контактирующих микровыступов) к ее менее нагретым точкам по обычному механизму теплопередачи в твердых телах, т.е. способствует выравниванию температурного поля поверхностей сопряженной пары. [c.9] Важной функцией пластичной смазки в парах трения скольжения является снижение трения. Введение пластичной смазки в подшипники качения (особенно высокоточные и малонагруженные), как правило, сопровождается повышением потерь на трение в сравнении с несмазанным (сухим) подшипником. Наиболее заметен рост трения в момент начала движения сопряженных пар. Энергетические потери обусловлены работой упругой деформации и вязкостным сопротивлением перемещению слоев смазки в зоне резерва и зоне трения. [c.9] Потери на внутреннее трение при установившемся режиме работы растут с понижением температуры узла трения, что связано с повышением вязкости смазки. Энергия, теряемая на внутреннее трение смазки, поглощается небольшим ее объемом, находящимся в движении. Это приводит к нагреву подвижного объема смазки, постепенному уменьшению ее вязкости и снижению энергетических потерь. [c.9] Наличия максимума на кривой М (см. рис. 1.1) может не оказаться, если вся внутренняя полость подшипника и подшипникового узла заполнены смазкой, а сам подшипник герметизирован, т.е. в случае нарушения норм закладки смазки в узел трения. В переполненном и тем более закрытом защитными шайбами узле трения оказывается невозможным вытеснение излишней смазки с дорожек качения. Момент трения в этом случае при понижении температуры возрастает в строгом соответствии с повышением вязкости смазки [4]. [c.10] Максимум на кривой М (см. рис. 1.1) отсутствует также при очень малой закладке смазки в подшипник [5], при толщине слоя, исчисляемой единицами микрон. В этом случае момент сопротивления мало зависит от частоты вращения, что связано с постоянством резерва, повышением температуры смазочного материала по мере роста скорости и понижением в связи с этим его вязкости. [c.10] Кроме перечисленных выше на пластичную смазку возлагается функция защиты поверхностей металла узла трения от атмосферной коррозии. Это особенно важно для узлов трения с ресурсной смазкой и длительным сроком работы и хранения. Антифрикционные пластичные смазки, обладающие повышенными защитными свойствами, получили название рабоче-консервационных. [c.10] Вернуться к основной статье