Смазка — это процесс или техника использования смазки для уменьшения трения и износа при контакте между двумя поверхностями. Изучение смазки — это дисциплина в области трибологии .
Механизмы смазки, такие как системы с жидкой смазкой, спроектированы таким образом, что приложенная нагрузка частично или полностью переносится гидродинамическим или гидростатическим давлением, что уменьшает взаимодействие твердых тел (и, следовательно, трение и износ). В зависимости от степени разделения поверхностей можно выделить разные режимы смазки .
Адекватная смазка обеспечивает плавную и непрерывную работу элементов машины , снижает скорость износа и предотвращает чрезмерные нагрузки или заедания подшипников. Когда смазка выходит из строя, компоненты могут разрушающе тереться друг о друга, вызывая нагрев, локальное сваривание, разрушительные повреждения и отказы.
Смазочные механизмы
Системы с жидкостной смазкой
По мере увеличения нагрузки на контактирующие поверхности могут наблюдаться различные ситуации по режиму смазки, которые называются режимами смазки: [1]
Смазка пленочной жидкостью — это режим смазки, при котором за счет сил вязкости нагрузка полностью поддерживается смазкой внутри пространства или исключается зазор между движущимися частями относительно друг друга. [2]
При гидродинамической смазке движение контактирующих поверхностей, а также конструкция подшипника заставляют смазку накачиваться вокруг подшипника для поддержания смазочной пленки. Подшипник такой конструкции может изнашиваться при запуске, остановке или реверсе из-за разрушения смазочной пленки. Основой гидродинамической теории смазки является уравнение Рейнольдса . Основные уравнения гидродинамической теории смазки и некоторые аналитические решения можно найти в справочнике. [3]
Эластогидродинамическая смазка: в основном при несоответствующих поверхностях или в условиях более высоких нагрузок тела испытывают упругие деформации при контакте. Такая деформация создает несущую нагрузку область, которая обеспечивает почти параллельный зазор для прохождения жидкости. Как и в гидродинамической смазке, движение контактирующих тел создает давление, создаваемое потоком, которое действует как опорная сила в зоне контакта. В таких режимах высокого давления вязкость жидкости может значительно возрасти. При полнопленочной эластогидродинамической смазке образующаяся смазочная пленка полностью разделяет поверхности. Из-за сильной связи между гидродинамическим действием смазки и упругой деформацией при контакте с твердыми телами этот режим смазки является примером взаимодействия жидкости со структурой . [4] Классическая эластогидродинамическая теория рассматривает уравнение Рейнольдса и уравнение упругого отклонения для определения давления и деформации в этом режиме смазки. [5] [6] Также может возникнуть контакт между выступающими твердыми деталями или неровностями , что приводит к режиму смешанной смазки или граничной смазки.
Граничная смазка определяется как режим, в котором нагрузка переносится неровностями поверхности (выступами), а не смазкой. [7] Именно этот эффект делает сверхвысокомолекулярный полиэтилен «самосмазывающим».
Смазка граничной пленкой: [8] Гидродинамические эффекты незначительны. Тела вступают в более тесный контакт в своих неровностях (высоких точках); тепло, создаваемое местным давлением, вызывает состояние, называемое прерывистым движением, и некоторые неровности откалываются. В условиях повышенных температуры и давления химически активные компоненты смазки вступают в реакцию с контактной поверхностью, образуя на движущихся твердых поверхностях высокостойкий прочный слой или пленку (граничная пленка), способную выдержать нагрузку и вызвать значительный износ или поломку. избегал.
Смешанная смазка: этот режим находится между режимами полнопленочной эластогидродинамической и граничной смазки. Образующейся смазочной пленки недостаточно для полного разделения тел, но гидродинамические эффекты значительны. [9]
Помимо поддержки нагрузки смазка может выполнять и другие функции, например охлаждать зоны контакта и удалять продукты износа. При выполнении этих функций смазка постоянно вытесняется из зон контакта либо за счет относительного движения (гидродинамика), либо за счет внешних сил.
Смазка необходима для правильной работы механических систем, таких как поршни , насосы , кулачки , подшипники , турбины , шестерни , роликовые цепи , режущие инструменты и т. д., где без смазки давление между поверхностями, находящимися в непосредственной близости, будет генерировать достаточно тепла для быстрого повреждения поверхности, которое может привести к повреждению поверхности. в загрубленном состоянии поверхности могут буквально свариваться, вызывая заедание.
В некоторых применениях, например в поршневых двигателях, пленка между поршнем и стенкой цилиндра также герметизирует камеру сгорания, предотвращая выход продуктов сгорания в картер.
Автоматический лубрикатор – устройство, установленное на паровом двигателе для подачи смазочного масла.
Автоматическая система смазки — система, которая подает контролируемое количество смазочного материала в несколько мест машины во время ее работы.
Рекомендации
^ Хэмрок, Бернард Дж. (2004). Основы жидкостной пленочной смазки. Стивен Р. Шмид, Бо О. Джейкобсон (2-е изд.). Нью-Йорк: Марсель Деккер. ISBN 0-8247-5120-5. ОСЛК 55739786.
^ Сан-Андрес. Л. «Введение в динамику ротора насоса. Часть I. Введение в гидродинамическую смазку». («Класс теории смазки MEEN626: учебная программа ОСЕНЬ 2006 г.»). [1] [ постоянная неработающая ссылка ] (11 декабря 2007 г.)
^ трибонет (16 февраля 2017 г.). «Гидродинамическая смазка». Трибология . Проверено 23 февраля 2017 г.
^ Сингх, Кушагра; Садеги, Фаршид; Рассел, Томас; Лоренц, Стивен Дж.; Петерсон, Вятт; Вильярреал, Джарет; Джинмон, Такуми (01 сентября 2021 г.). «Моделирование взаимодействия жидкости и конструкции линейных контактов с эластогидродинамической смазкой». Журнал трибологии . 143 (9): 091602. дои : 10.1115/1.4049260. ISSN 0742-4787. S2CID 230619508.
^ трибонет (05 февраля 2017 г.). «Эластогидродинамическая смазка (EHL)». Трибология . Проверено 23 февраля 2017 г.
^ Попова, Е.; Попов, ВЛ (2015). «К истории эластогидродинамики: драматическая судьба Александра Моренштейна-Эртеля и его вклад в теорию и практику смазки». Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik . 95 (7): 652–663. Бибкод :2015ЗаММ...95..652П. дои :10.1002/zamm.201400050.
^ Босман Р. и Шиппер DJ Микроскопический легкий износ в режиме граничной смазки . Лаборатория технологии поверхности и трибологии, факультет инженерных технологий, Университет Твенте, п/я 217, NL 7500 AE, Энсхеде, Нидерланды.
^ Юэн, Джеймс. «Граничная смазка». Трбонет .
^ Акчурин, Айдар; Босман, Роб; Лугт, Пит М.; Дроген, Марк ван (31 мая 2015 г.). «О модели прогнозирования коэффициента трения в смешанной смазке на основе концепции распределения нагрузки с измерением шероховатости поверхности». Письма по трибологии . 59 (1): 19. дои : 10.1007/s11249-015-0536-z . ISSN 1023-8883.
