Смазывание — это процесс или метод использования смазочного материала для уменьшения трения и износа при контакте двух поверхностей. 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 снижает взаимодействие твердых тел (и, следовательно, трение и износ). В зависимости от степени разделения поверхностей можно выделить различные режимы смазки .
Адекватная смазка обеспечивает плавную, непрерывную работу элементов машины , снижает скорость износа и предотвращает чрезмерные напряжения или заклинивания в подшипниках. Когда смазка выходит из строя, компоненты могут тереться друг о друга, вызывая нагрев, местную сварку, разрушительные повреждения и отказы.
Механизмы смазки
Системы с жидкой смазкой
По мере увеличения нагрузки на контактирующие поверхности можно наблюдать различные ситуации относительно режима смазки, которые называются режимами смазки: [1]
Смазка жидкой пленкой — это режим смазки, при котором посредством вязких сил нагрузка полностью поддерживается смазкой в пространстве или зазоре между движущимися относительно друг друга деталями исключается. [2]
В гидродинамической смазке движение контактирующих поверхностей, а также конструкция подшипника перекачивают смазку вокруг подшипника для поддержания смазочной пленки. Такая конструкция подшипника может изнашиваться при запуске, остановке или реверсировании, поскольку смазочная пленка разрушается. 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 для неконформных поверхностей или условий более высокой нагрузки тела испытывают упругие деформации в контакте. Такая деформация создает несущую область, которая обеспечивает почти параллельный зазор для потока жидкости. Во многом как в гидродинамической смазке, движение контактирующих тел создает давление, вызванное потоком, которое действует как опорная сила в области контакта. В таких режимах высокого давления вязкость жидкости может значительно возрасти. При полной пленочной эластогидродинамической смазке образующаяся смазочная пленка полностью разделяет поверхности. Из-за сильной связи между гидродинамическим действием смазки и упругой деформацией в контактирующих твердых телах этот режим смазки является примером взаимодействия жидкости и структуры . [4] Классическая эластогидродинамическая теория рассматривает уравнение Рейнольдса и уравнение упругого прогиба для решения давления и деформации в этом режиме смазки. [5] [6] Также может возникнуть контакт между выступающими твердыми элементами или неровностями , что приводит к смешанному или граничному режиму смазки.
Граничная смазка определяется как режим, при котором нагрузка передается неровностям поверхности (высоким точкам), а не смазке. [7] Это эффект, который делает сверхвысокомолекулярный полиэтилен «самосмазывающимся».
Смазка граничной пленки: [8] Гидродинамические эффекты незначительны. Тела входят в более тесный контакт на своих неровностях (высокие точки); тепло, выделяемое локальными давлениями, вызывает состояние, которое называется прерывистым скольжением, и некоторые неровности отламываются. В условиях повышенной температуры и давления химически активные компоненты смазки реагируют с контактной поверхностью, образуя на движущихся твердых поверхностях высокопрочный цепкий слой или пленку (граничная пленка), которая способна выдерживать нагрузку, и предотвращается значительный износ или поломка.
Смешанная смазка: Этот режим находится между режимами эластогидродинамической смазки полной пленки и граничной смазки. Образующаяся смазочная пленка недостаточна для полного разделения тел, но гидродинамические эффекты значительны. [9]
Помимо поддержки нагрузки смазка может выполнять и другие функции, например, охлаждать контактные поверхности и удалять продукты износа. При выполнении этих функций смазка постоянно вытесняется из контактных поверхностей либо за счет относительного движения (гидродинамики), 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 в огрубевшем состоянии может буквально сварить поверхности вместе, вызывая заклинивание.
В некоторых случаях, например, в поршневых двигателях, пленка между поршнем и стенкой цилиндра также герметизирует камеру сгорания, предотвращая утечку продуктов сгорания в картер.
Автоматический лубрикатор — устройство, устанавливаемое на паровой двигатель для подачи смазочного масла.
Автоматическая система смазки — система, которая подает контролируемое количество смазки в несколько точек машины во время ее работы.
Ссылки
^ Хамрок, Бернард Дж. (2004). Основы жидкостной смазки. Стивен Р. Шмид, Бо О. Якобсон (2-е изд.). Нью-Йорк: Марсель Деккер. ISBN 0-8247-5120-5. OCLC 55739786.
^ Сан Андрес. Л. "Введение в роторную динамику насосов, Часть I. Введение в гидродинамическую смазку". ("MEEN626 Теория смазки Класс: Программа ОСЕНЬ 2006"). [1] [ постоянная мертвая ссылка ] (11 декабря 2007 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 ДЖ. Микроскопический мягкий износ в режиме граничной смазки . Лаборатория технологии поверхности и трибологии, Факультет инженерных технологий, Университет Твенте, PO Box 217, NL 7500 AE Энсхеде, Нидерланды.
^ Юэн, Джеймс. «Граничная смазка». Trbonet .
^ Акчурин, Айдар; Босман, Роб; Лугт, Пит М.; Дроген, Марк ван (2015-05-31). «О модели для прогнозирования коэффициента трения в смешанной смазке на основе концепции распределения нагрузки с измеренной шероховатостью поверхности». Tribology Letters . 59 (1): 19. doi : 10.1007/s11249-015-0536-z . ISSN 1023-8883.
Внешние ссылки
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Смазка» .
Найдите информацию о смазке в Викисловаре, бесплатном словаре.
