ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Износ из "Смазки и родственные продукты" При гидростатическом режиме применяют вспомогательный насос, установленный вне подшипника для создания давления смазочного масла, необходимого для разделения трущихся деталей. Таким образом, давление может регулироваться независимо от скорости скольжения пары трения. Гидростатические подшипники или подшипники со смазкой под давлением применяют при необходимости обеспечить минимальный износ при любых рабочих режимах и/или в тех случаях, когда требуются низкие или постоянные коэффициенты трения при низких скоростях и высоких нагрузках (подшипники прокатных станов, гидротурбины, генераторы), для рабочих шпинделей сверхпрецизионных станков (шлифовальных станков) и для тихоходных направляющих или шарнирных соединений, работающих в условиях высоких нагрузок. Однако преимущества, достигаемые при непрерывной эксплуатации этих агрегатов, должны сопоставляться с дополнительными затратами, связанными с установкой и эксплуатацией насосов и устройств для регулирования давления масла. [c.38] Для гидростатической смазки требуется давление масла порядка 20—30 МПа поэтому для точных расчетов необходимо учи- тывать увеличение вязкости по мере увеличения давления и потерь вследствие нагрева. [c.39] Смазывание тяжелонагруженных, плохо пригнанных и не приработанных поверхностей трения осуществляется в эластогидро-динамическом режиме (рис. 26). Эластогидродинамический режим реализуется и на металлорежущих станках, а также при прокатке и волочении металлов. [c.40] В условиях эластогидродинамического трения поверхности скольжения, испытывающие высокие нагрузки, находятся в квазилинейном взаимном контакте, при котором возможны упругие деформации, приводящие к увеличению зоны, несущей нагрузку [2.52]. Эти упругие деформации обратимы, когда нагрузка снимается. В условиях упругой деформации вязкость сжимаемого в малом зазоре масла настолько сильно возрастает, что обеспечивается гидродинамический режим. При этом между изменением давления на трущиеся поверхности в процессе трения и толщиной формирующегося смазочного слоя устанавливается определенное соотношение, обеспечивающее минимально необходимую толщину для реализации режима гидродинамической смазки. [c.40] Математически эти явления взаимосвязаны уравнениями гидродинамики, уравнением состояния вязкость — давление — температура и уравнением упругости. Имеются лишь приблизительные решения результирующей сложной системы уравнений [2.52, 2.53]. [c.41] Условия на контактирующих несущих поверхностях, распределение давления в материале и образование смазочного слоя показаны на рис. 27 на примере двух роликов. Контакт между роликами улучшен вследствие упругой деформации, упругая деформация также улучшает условия гидродинамической смазки (рис. 28). [c.41] ЧТО масло остается жидкостью несмотря на колоссальное увеличение вязкости, вызванное удельной нагрузкой на поверхность порядка 10 Н/м. Повышение температуры в точке скольжения увеличивает текучесть [2.54] (рис. 29). Полусферический профиль давления по Герцу достигает максимума в середине смазочного слоя и определяет вязкость масла. Сжатие по Герцу (Г. Герц, 1881 г.) представляет собой упругую деформацию, которая происходит при приложении нагрузки к двум гомогенным изотропным твердым телам с плохим прилеганием в пределах действия закона Гука, и в тех случаях, когда площадь контакта (площадь давления) очень мала по сравнению с размером твердых тел. Поскольку влияние давления на вязкость выражается логарифмической функцией е [уравнения (1) и (13)], маловероятна плоскостная форма смазочного слоя. В результате падения вязкости (возраставшей под действием давления) в конце смазываемого зазора снижается сопротивление течению масла в зазоре. В наиболее узких зонах зазора увеличивается скорость течения и растет вязкость масла под действием давления при выходе из зазора вязкость масла резко падает. Результирующий второй максимум давления известен как точка Петрусевича (рис. 27, в). [c.42] Смазка подшипников качения реализуется в условиях эластогидродинамического режима вследствие высоких нагрузок на поверхность. Кривые, показанные на рис. 30, идентичны кривой Штрибека, характеризующей переход от режима граничной смазки к жидкостному, они наглядно свидетельствуют о наличии гидродинамического участка. Срок службы подшипников качения может быть рассчитан на основании данных о гидродинамическом режиме по толщине пленки и высоте микровыступов (рис. 31) [2.58]. [c.43] При смазывании подшипников качения также необходим компромисс между высокой вязкостью при малых оборотах (область смешанного трения) и малыми потерями на трение (равномерное вращение) в рабочем диапазоне. [c.43] При равных номинальных вязкостях нафтеновые масла превосходят парафиновые масла в этом режиме, так как они образуют более толстые пленки в нагруженном смазочном зазоре, несмотря на их менее благоприятные вязкостно-температурные характеристики следовательно, они лучше защищают от износа и заедания [2.61 ]. Значение ймин увеличивается по мере увеличения номинальной вязкости, но необходимо провести тепловой расчет, показывающий, что выделяющееся при трении тепло будет отведено маслом и соответственно вязкость масла не уменьшится, сохраняя тем самым значение Лмин- Альтернативой может служить использование масел меньшей вязкости, но содержащих противозадирные присадки, эффективные в режиме граничной смазки. Принципы эластогидродинамической смазки применимы также к пластичным смазкам и служат полезной базой для вычисления и интерпретации некоторых явлений [2.54, 2.62]. [c.45] Одной из причин износа является усталость материала, вызываемая циклическими сильными упругими деформациями поверхности, что наблюдается на высоконагруженных подшипниках качения или рабочих валках прокатных станов. Износ, вызванный ослаблением решетки структуры металла, проявляется в образовании оксидов на поверхности. Ослабление решетки может быть усилено действием реакционноспособных компонентов смазочных материалов (например, соединения серы) или действием водорода в случае эмульсий. [c.50] Питтинг, т. е. выкрашивание металла из поверхности трения, может наблюдаться на профилях зубьев, испытывающих высокие нагрузки, или на толкателях клапанов в двигателях внутреннего сгорания или компрессорах. Причиной питтинга является очень сильная упругая деформация металлов и высокие удельные давления, разрушающие пленку смазочного масла, что приводит к непосредственному схватыванию металлов на локальных участках при возникновении вакуума (кавитационный износ) . [c.50] Эрозионный износ имеет место в текучих средах при высоких скоростях потоков (в трубах, насосах), особенно при изменении направления потока и в случае турбулентности потока. Фреттинг-коррозия иногда происходит в результате фрикционного окисления элементов скольжения, которые работают в тесном контакте и при недостаточной смазке. Коррозия, вызываемая атмосферой, водой и т. п., может развиваться с различной интенсивностью — от незначительных изменений до полного разрушения [2.69—2.71 ]. [c.50] Эластомеры или пластмассы, применяемые в качестве уплотнений, также подвержены износу наряду с металлами, применяемыми в подшипниках, направляющих, зубчатых передачах, насосах и трубопроводах. В зависимости от типа масла, с которым они контактируют, уплотнения могут набухать, давать усадку, затвердевать, размягчаться вплоть до полного растворения или изменить свои механические свойства. Механические нагрузки быстро приводят к их разрушению, поэтому совместимость материалов уплотнений со смазочным маслом нуждается в тщательном испытании перед их применением в машинах и оборудовании. [c.50] Наряду с нежелательным износом существует и необходимый контролируемый износ, который имеет место при приработке новых деталей машин. Для этого применяют специальные приработочные масла с полярными хлор-, серо- и фосфорсодержащими присадками, которые быстро прирабатывают шероховатость поверхности и повышают несущую способность поверхности скольжения. [c.50] Вернуться к основной статье