Сила трения в слое смазки

Если трущиеся поверхности твердых тел разделены сплошным слоем смазки и выступающие микронеровности на поверхности одного из них при относительном движении не задевают за микронеровности поверхности другого тела, непосредственное соприкосновение этих тел отсутствует. В таких условиях сухое трение исключается, вместо него наблюдается трение в самом слое смазки, называемое жидкостным. Благодаря этому механический износ тел теоретически отсутствует, что удлиняет срок службы скользящих тел. Помимо того, при жидкостном трении достигается значительная экономия энергии, так как силы трения в слое смазки, при прочих равных условиях, намного меньше сил сухого трения при скольжении непосредственно соприкасающихся твердых тел. Снижение потерь на трение в условиях смазки объясняется иной сущностью этого трения. Сопротивление движению в таких случаях состоит из сопротивления вязкому сдвигу отдельных слоев жидкости по отношению друг к другу и из сопротивления сдвигу тех слоев жидкости, которые непосредственно соприкасаются с поверхностями твердых тел. В соответствии с этим различают внутреннее трение, т. е. трение [c.213]

Зависимость (19.14) не учитывает таких специфических факторов работы зубчатых передач, как гидродинамические явления, происходящие в слое смазки между контактирующими поверхностями, наличие динамических нагрузок и касательных сил трения, неравномерность нагрузки и т. д. Поэтому при использовании формулы Герца для расчета зубьев необходимо вводить некоторые коэффициенты. [c.292]

При жидкостном трении трущиеся поверхности должны быть полностью разделены слоем жидкости (смазки). В этом случае относительное скольжение поверхностей сопровождается только внутренним трением слоев жидкости, и величина силы трения оказывается значительно меньше, чем при сухом или граничном трении. Для того чтобы трение было жидкостным, необходимо в слое смазки создать такое давление, при котором [c.113]

Как н в случае трения в ползунах, при вращении цапфы в подшипнике необходимо создать такие условия, при которых между цапфой и вкладышем образовался бы слой смазки достаточной толщины, чтобы было устранено непосредственное соприкосновение их металлических поверхностей между собой. Как мы видели при рассмотрении вопроса о трении в ползунах, это достигается тем, что зазору между трущимися поверхностями придается клинообразная форма, а поверхностям сообщается относительное движение с такой скоростью, чтобы в слое смазки создавалось противодавление, равное силе нажатия ползуна на направляющую. [c.347]

Причина нарастания давления в слое смазки по мере сужения кольцевого зазора вытекает из общих гидродинамических условий заклинивания вязкой жидкости [см. уравнение (13)1, однако наглядно это можно себе представить так. Известно, что в обыкновенном клине при забивании его силой Р (рис. 246) получаются силы поперечного распора N, равные, если пренебречь трением. [c.349]

Наблюдаемое из графика (рис. 247) возрастание коэффициентов трения, а следовательно, и сил трения в области жидкостного трения, т. е. при скоростях, превышающих их значения, обеспечивающие объясняется проявлением в потоке смазки закона гидравлических сопротивлений в условиях течения вязкой жидкости, по которому рост сопротивлений связывается с ростом градиента скорости [см. формулу (1)]. Поскольку в слое смазки градиентом скорости в первом приближении можно считать отношение где [c.354]

Выше рассмотрены пути теоретического определения эпюр удельных сил трения для наиболее распространенных процессов деформации с сухим или смешанным (полусухим, полужидкостным) трением. Вместе с. тем ранее было отмечено, что при деформации с применением вязких технологических смазок возможно существование жидкостного трения на контактной поверхности. В этом случае изменение сил трения в зоне контакта описывается законом Ньютона (24). Для определения силы трения в любой точке контактной поверхности надо знать скорость скольжения и толщину слоя смазки в данной точке, а также вязкость смазки. [c.73]

Увеличение толщины слоя несколько повышает расход смазки, но снижает силы трения в очаге деформации и соответственно понижает силу волочения и обрывность проволоки, энергию, затрачиваемую на процесс, разогрев инструмента при этом существенно повышается стойкость инструмента, несколько снижается неравномерность деформации и улучшаются механические свойства готовой продукции. Гидродинамическая подача смазки позволяет повысить скорость волочения и производительность волочильных станов, уменьшить расход инструмента и число переделов. Применение нагнетателей усложняет подготовку инструмента, повышает нестабильность процесса за счет того, что толщина смазочного слоя при разгоне стана существенно ниже, чем при установившемся процессе. Условия формирования смазочного слоя изменяются при переходе от бунта к бунту, а также при установившемся процессе из-за колебания поперечных размеров, изгиба осевой линии и вибрации заготовки. При малой величине зазора возможно заклинивание катанки в канале нагнетателя или неравномерная (пульсирующая) подача смазки. При гидродинамическом трении шероховатость поверхности продукции близка к исходной. Устройства для гидродинамического нагнетания смазки используют в основном при сухом волочении проволоки. [c.263]

Приведенное описание не является полным. Некоторые факты не позволяют объяснить смазочное действие графита только слоистой структурой. Так, сила трения при смазке графитом в сухом воздухе выше, чем во влажном сила трения в атмосфере азота существенно больше, чем на воздухе, причем в сухом азоте выше, чем во влажном графит не обладает хорошей смазочной способностью в восстановительной среде смеси газов. Таким образом, наличие пленки влаги или окисных пленок является необходимым условием для проявления графитом его смазывающего действия. Влага и окисные пленки на металлических поверхностях, образованию которых способствует влага, улучшают адгезию графита к этим поверхностям, без чего прочность граничного слоя недостаточна. [c.80]

Открытый проф. Н. П. Петровым закон трения смазанных поверхностей изложен в гидродинамической теории смазки, которая позволяет определить, при каких условиях создается в масляном слое, разделяющем цапфу и вкладыш, давление и как им управлять. Проф. Н. П. Петров, основываясь на законах Ньютона о трении жидких тел и на собственных опытах, получил уравнение для определения силы трения в подшипниках при жидкостном режиме смазки. Это уравнение имеет следующий вид [c.448]

При рассмотрении влияния нормальной нагрузки на устойчивость движения было установлено, что ее увеличение приводит к расширению диапазона скоростей, в котором наблюдаются автоколебания. При данной массе стола, а следовательно, и его весе, разгрузить направляющие можно за счет создания избыточного давления в слое смазки. Подача смазки под давлением не только приводит к разгрузке направляющих, но и обеспечивает лучшее заполнение всех микрополостей на поверхности трения, в которых при движении возникают элементарные гидродинамические подъемные силы, что создает благоприятные условия для перехода к чисто жидкостному трению при более низких скоростях относительного движения. Эти выводы хорошо подтверждаются результатами проведенных опытов. [c.136]

Жидкостное трение. Жидкостным называется такой вид трения, при котором между трущимися поверхностями имеется сплошной слой смазки (рис. 89,6). При жидкостном трении слой смазки, непосредственно прилегающий к неподвижной поверхности, остается также неподвижным, а слой смазки, прилегающий к движущейся поверхности, перемещается с той же скоростью, что и сама поверхность. При движении за счет сил трения в самой жидкости, обусловленных ее вязкостью, слой, прилегающий к движущейся поверхности, увлекает за собой нижерасположенный слой, который в свою очередь увлекает следующий за ним слой жидкости и т. д. [c.195]

Работа подшипника должна быть надежной, исключающей сильный разогрев масла и износ вкладыша. При износе вкладыша изменяются вибрационные характеристики всего валопровода и может возникнуть интенсивная его вибрация. Масло в подшипнике нагревается за счет сил трения между слоями масла в пленке и теплоты, передающейся по валу от горячих частей турбины. Обычно количество теплоты, идущей по валу, не превышает 10—20% теплоты, выделяющейся в масляном слое. При разогреве до 115 °С внутренняя поверхность вкладыша, заливаемая антифрикционным легкоплавким сплавом — баббитом, размягчается и ее сопротивление деформированию и износу резко ухудшается. При 150 °С разрушается пленка из масла марки 22, часто применяемого для смазки подшипников. При 350 °С происходит выплавление баббитовой заливки, что приводит к тяжелой аварии всего турбоагрегата. [c.298]

И В непосредственно не соприкасаются, то такой вид трения называется жидкостным трением. Поэтому при жидкостном трении силами трения являются силы сопротивления сдвигу отдельных слоев смазки. Многие из различных явлений, которые имеют место при жидкостном трении, отсутствуют при сухом трении, и наоборот. Полусухим трением называют такой вид трения, при котором наиболее выступающие шероховатости не разделяются слоем смазки и приходят в непосредственное соприкосновение. Разница между полусухим и полужидкостным видами трения заключается главным образом в том, какой из основных видов трения преобладает. [c.214]

Таким образом, по сравнению с целым брусом набор свободно сложенных листов оказывается в раз более гибким и только в п раз менее прочным. Это различие в коэффициентах снижения жесткости и прочности при переходе к листовому пакету используется на практике при создании гибких рессорных подвесок. Силы трения между листами повышают жесткость пакета, так как частично восстанавливают касательные силы между слоями бруса, устраненные при переходе к листовому пакету. Рессоры нуждаются поэтому в смазке листов и должны оберегаться от загрязнения. [c.140]

Жидкостное трение. При жидкостном трении в кинематических парах элементы трущихся поверхностей разделены слоем смазки и сила трения определяется сопротивлением сдвигу слоев жидкости. Жидкостное трение имеет ряд преимуществ малый износ трущихся поверхностей, лучший отвод тепла от них, а также возможность работы при больших скоростях. Впервые теория жидкостного трения разработана в 1883 г. акад. Н. П. Петровым и развита в работах Н. Е. Жуковского и С. А. Чаплыгина. К основным положениям этой теории относятся условия жидкостного трения. [c.73]

В других случаях, например при вращении вала в подшипниках, трение является вредным сопротивлением и тогда силу трения стремятся уменьшить либо за.меной трения скольжения трением качения, либо смазкой. Слой смазки, вводимый между трущимися поверхностями (рис. 1.121, б), разделяет их и трение металла о металл заменяется трением частиц масла. [c.82]

Для составления общего представления о данной теории рассмотрим простейший случай в концепции Н. П. Петрова, соответствующий трению цапфы в подшипнике при концентрическом ее вращении (без эксцентриситета) в предположении, что цапфа покрыта равномерным слоем смазочного масла толщиной 8 (рис. 74, а). При этом радиус цапфы обозначим через г, а ее длину — через I. При вращении цапфы с окружной скоростью и частицы смазочного масла, расположенные у поверхности цапфы и прилипшие к ней, будут вращаться с такой же скоростью. По мере удаления частиц смазочного масла от цапфы окружная скорость вращения их будет уменьшаться, падая до нуля у стенки подшипника. Обозначим через т напряжение силы трения цапфы о смазочное масло, приходящееся на единицу площади, которое называется удельной силой трения. Воспользуемся аналитическим выражением закона внутреннего трения, полученным И. П. Петровым из рассмотрения условий динамического равновесия бесконечно малого жидкого клина смазки, заключенного между двумя цилиндрами [c.105]

Жидкостное трение возможно при удовлетворении следующих требований а) смазывающая жидкость должна полностью разделять скользящие поверхности тел и удерживаться в зазоре между скользящими поверхностями б) для смазки должны применяться только такие жидкости, у которых силы сцепления между частицами слоя жидкости и поверхностями твердых тел больше сил сцепления между частицами жидкости в) в слое смазывающей жидкости должно существовать внутреннее давление, уравновешивающее внешнюю силу, прижимающую друг к другу скользящие поверхности твердых тел. Для этого необходимо или пра-, [c.79]

Поверхностно-активные вещества оказывают двоякое действие на протекание процессов изнашивания. С одной стороны, их наличие в смазке интенсифицирует процесс разрушения поверхностных слоев за счет проявления эффекта П. А. Ребиндера (в том числе расклинивающего действия смазки в микротрещинах). С другой стороны, поверхностно-активные вещества до определенной их концентрации в смазке значительно снижают силы трения и в результате силовые нагрузки на микровыступы уменьшаются. Суммарное влияние поверхностно-активных веществ на скорость разрушения поверхностного слоя зависит от их количественного содержания в смазке и может как интенсифицировать, так и замедлять процесс усталостного изнашивания. Поэтому большое значение имеет применение специальных противоизносных присадок [26]. [c.250]

При трении поверхностей в условиях гидродинамического режима смазки нормальная нагрузка передается через слой смазки. Обеспечение устойчивого смазочного слоя, способного нести нагрузку, является оптимальным решением задачи повышения механического к. п. д. и снижения износа сопряженных деталей. При разделении трущихся деталей слоем смазки износ деталей все же возможен. Разрушение поверхностного слоя происходит при попадании в контакт твердых частиц, превышающих по размеру толщину смазочного слоя, а также при местных разрывах масляной пленки вершинами микронеровностей сопряженных поверхностей. Тонкие слои смазки, разделяющие трущиеся поверхности, препятствуют молекулярному взаимодействию материалов, что резко снижает силы трения. Защитой от внешнего механического воздействия такие слои служить, конечно, не могут. Формирование этих защитных пленок является важной составной частью процесса изнашивания при граничной смазке. [c.117]

Трение является сложным физическим явлением, а значение силы трения Р зависит от многих факторов, в частности от наличия на трущихся поверхностях смазки. Сухое трение наблюдается при отсутствии промежуточного с.юя смазки такой вид трения в механиз.мах встречается весьма редко. Если слой смазки полностью разделяет трущиеся поверхности, такой вид трения называют жидкостным, -[асто в механизмах встречается трение, при которо.м слой смазки лишь частично разделяет труигиеся поверхности. Такой вид трения называется полусухи.и и встречается во фрикционных передачах, клиновых соединениях и т. д. Наконец, при граничном трении толщина слоя смазки не превышает 0,1 мкм при этом поверхности покрыты тонким молекулярным слоем смазки. [c.70]

Научной основой теории расчета зубчатых и червячных передач и подшипников качения должна служить контактно-гидродинамическая теория смазки, зародившаяся в СССР. Работы в области этой теории позволили объяснить и численно обосновать ряд важнейших явлений контактной проч-ности деталей машин. Показано существенное повышение контактной прочности oпepeн aющиx поверхностей по сравнению с отстающими при качении со скольжением, связанное с резким изменением напряженного состояния в тонких поверхностных слоях от изменения направления сил трения в связи с пикой у эпюры давлений на выходе из контакта. Установлено численное значение (достигающее 1,5—2) коэффициента повышения несущей способности косозубых передач при значительном перепаде твердости шестерен и колес вследствие повышения контактной прочности опережающих поверхностей головок зубьев. [c.68]

В работе Боудена показано, что фрикционные свойства обусловлены наличием на контактирующих поверхностях металлического мыла, - продукта химической реакции между металлом (окислом) и жирной кислотой. Жирные кислоты обеспечивают хорошую смазку до относительно высоких температур, вплоть до температуры их плавления. Если жирная кислота не реагирует с материалом поверхности, то она не обладает хорошей смазьшающей способностью. Уменьшение силы трения под воздействием смазки объясняется образованием граничных фаз, пластифицирующим действием поверхностных слоев металла и разделением поверхности, что препятствует их схватьшанию. Увеличение количества монослоев смазки благоприятно сказывается на несущей способности масляной пленки. [c.170]

Для конкретности рассмотрим подшипник скольжения. Пусть нагрузка, геометрические размеры, диаметральный зазор подшипника, вязкость смазочного материала сохраняются постоянными. Будем изменять скорость вращения цапфы. При малой скорости скольжения поверхностей гидродинамический эффект их полного отделения не наблюдается, так как масло выдавливается из зазора. Трение только полужидкостное, С увеличением скорости скольжения гидродинамические силы возрастают и взаимодействие поверхностей снижается, наконец при некоторой скорости произойдет полное разделение поверхностей и наступит режим трения при жидкостной смазке. Дальнейшее увеличение скорости скольжения приведет к повышению внутреннего трения в слое смазочного материала, и коэффициент трения возрастет. Минимум коэффициента трения со-стветствует началу трения при жидкостной смазке. [c.89]

СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ — вега,ества и смеси, применяемые гл. обр. для уменьшения сил трения, возникающих при соприкосновении движущихся тел, и для защиты металлич. предметов от коррозии. С. м. снижают износ и нагрев трущихся деталей, т. к. вместо трения одной металлической поверхности о другую происходит трение между слоями смазки, разделяющей поверхности скольжения. Некоторые С. м. (игщустриальные масла) применяются для охлаждения режущего инструмента и закалки металлов, в гидравлич. системах и амортнзац. устройствах при консервации механизмов и металлич. изделий, а также в качестве теплоносителей, электроизоляц. материалов (напр., трансформаторное масло) и герметизирующих веществ (в сальниковых уплотнениях и др.). [c.179]

Граничное трение наблюдается в том случае, когда поверхности трущихся тел разделены слоем смазки весьма малой тол-щинь (от 0,1 мкм до толщины одной молекулы). Такой слой называют граничным. Наличие его снижает силы трения в 2—10 раз по сравнению с сухим трением и уменьшает износ сопряженных поверхностей в сотни раз. [c.273]

Законы трения, используемые в контактных задачах. Поверхности соприкасающихся деталей машин всегда, при сколь угодно тщательной обработке, содержат начальные несовершенства, которые в процессе работы могут меняться, и даже при наличии хорошей смазки (если только это не жидкий гелий в состоянии сверхтекучести) силы трения не равны нулю. Количественной характеристикой сил трения является касательная компонента вектора поверхностных усилий на границе тела. Законы, управляющие изменением при нагружении системы, будем называть законами трения. Силы трения зависят от относительной скорости скольжения контактирующих тел в точке х их общей границы и от величины нормального давления сгдг, причем в общем случае эта зависимость нелинейная. Граничное трение твердых деформируемых тел, в отличие от жидкого трения (трения слоев жидкости друг по другу), имеет пороговый характер, т.е. существует некоторое предельное значение величины (Ту, ниже которого относительная скорость скольжения равна нулю. Следовательно, для нахождения сил трения в таких ситуациях надо разрабатывать специальные методы, о чем и идет речь в настоящем параграфе [c.491]

СМАЗЫВАЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА, вязкие вещества, помещаемые между трущимися поверхностями с целью уменьшения трения. Виды смазки. Смазка имеет целью устранение сухого трения и вызываемого им образования задиров и перегрева. Под состоянием смазки системы скользящих или катящихся друг относительно друга частей понимается такое их состояние, когда трение становится несухим. Физич. процесс, способствующий смазке, заключается в адсорбции С. В. скользящими (или катящимися) частями. Адсорбционные слои скользящих тел являются слоями, между которыми в процессе движения тел, находящихся в состоянии смавки, происходит трение молекул. Слои смазки могут быть различных родов. По основным свойствам можно различить два вида смазки. Если между двумя пограничными слоями находится б. или м. толстый слой смазки, то налицо характерное для гидродинамич. режима смазки распределение скоростей движущихся элементарных слоев по отнощению к покоящимся граничным слоям Это — состояние гидродинамической смазки. С точки зрения молекулярной физи-, ки это состояние характеризуется тем,что к беспорядочному термич. движению молекул присоединяется еще движение их в направлении вращения или скольжения системы, ведущее к обмену количеством движения между молекулами, что м. б. названо трением. Сила трения согласно закону Ньютона определяется соотнощением [c.152]

Важнейшим результатом изложенного в этом параграфе решения является объяснение причины появления силы, предотвранга-ющей выдавливание смазочного слоя и обеспечивающей жидкое трение между твердыми поверхностями. Важно такхсе заметить, что сила давления на порядок больше, чем сила трения. Аналогичные свойства имеет слой смазки в цилиндрическом подшипнике скольжения. [c.349]

При работе двигателя в его деталях на сопряженных поверхностях возникает трение. Величина силы трения, возникающей при скольжении, зависит от материалов, из которых изготовлены трущиеся детали, ка-честаа их обработки и условий трения. Трение называется сухим, если между трущимися поверхностями отсутствует смазка. Если поверхности отделены друг от друга слоем смазки, то возникающее при этом трение называется жидкостным. При жидкостном трении повышается долговечность трущихся деталей и обеспечивается отвод от них тепла. Наряду с трением перечисленных видов в реальных условиях работы двигателей часто наблюдается полужидкостное или полусухое трение, из которых первое приближается к жидкостному, а второе — к сухому трению. [c.422]

Для определения начала разрушения поверхностного слоя используется также визуальный метод [6], недостаток которого — зависимость начального момента разрушения от индивидуальных особенностей исследователя. Способ, основанный на ступенчатом нарастании внедрения индептора в материал и пульсации силы трения, заключается в том, что дискретное разрушение поверхности приводит к обнажению нижележаш их слоев материала, свойства которого заметно отличаются от разрушаемого. Однако этот способ применим только для сухого трения, так как смазка в значительной степени маскирует эти эффекты. [c.32]

Влияние силы трения. Смазка является наиболее эффективным средством улучшения фрикционных характеристик пары трения — уменьшения коэффициента трения и интенсивности износа. Ее влияние на состояние поверхностных слоев сложно и многообразно. Особенно это относится к поверхностно-активным веществам. Однако и в тех случаях, когда смазка не является по-верхностно-активной, ее присутствие может оказывать существенное влияние на закономерности развития пластической деформации. Так, в работе [105] показано, что смазка заметно уменьшает градиент деформаций по глубине, способствует ее выравниваник> по сечению образца, а в отдельных случаях практически полностью защищает поверхностные слои основного материала от пластической деформации. [c.63]

Влияние частиц медного порошка на приработку и износ зависит от концентрации его в смазке. Результаты исследования показывают, что оптимальной концентрацией является 10%. Наличие на поверхности трения смазки с частицами меди способствует образованию сольватных слоев, огромное количество которых существенно улучшает процесс трения. В случае применения масла И-20А прослойка состоит из двух сольватных слоев и находящейся между ними тонкой пленки масла. Частицы меди в первоначальный период имеют произвольную ориентацию. В процессе работы под действием осевой силы поверхности трения сближаются и ориентируют частицы меди по направлению скольжения. При этом происходит их взаимодействие с поверхностями трения с образованием плакирующей пленки, которая предотвращает непосредственный контакт основного материала деталей. Осуш.ествле-ние контакта поверхностей резьбы происходит через пластически деформируемый тонкий слой меди. При возникновении па каком-либо участке высоких контактных нагрузок происходит частичное истирание пленки с переносом частиц меди на другие места, т. е. происходит как бы самокомпенсация износа. [c.78]

С целью определения количественных и качественных закономерностей образования и развития процессов схватывания первого и второго рода в условиях граничной смазки МС-20 при больших скоростях скольжения был проведен комплекс исследований. Исследования проводились на специальной машине (см. стр. 40) в диапазоне скоростей скольжения от 0,005 до 150 м сек и нагрузок на поверхности трения от 1 до 25 Kzj M . Испытуемые образцы изготавливались из стали марок 45 и У8, бронзы марки Бр.АЖМц и серого чугуна, диски — из стали марок 45 и У8. В процессе испытания производились замеры весового износа образцов, величины сил трения и температуры трущихся поверхностных слоев металла. Производился также комплексный анализ качественных изменений, происходивших на поверхности и в поверхностных объемах металлов. [c.58]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...