ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Присадки из "Смазки и родственные продукты" Гирн еще в 1854 г. упоминал о применении газов в качестве смазочных материалов. В 1895 г. А. Кингсбери сообщил о своих экспериментах с подшипниками, смазываемыми газом, а в 1913 г. У. Дж. Гаррисон опубликовал свои теоретические исследования влияния сжимаемости газов на их поведение в подшипниках. Тем не менее глубокие исследования в этой области начали проводить с 1950 г. [8.1]. [c.180] Газовая смазка применяется при высоких (800 °С) и низких (13 К) температурах. В отличие от смазочных масел химические свойства и агрегатное состояние большинства газов остаются без изменений в очень широком температурном диапазоне. Применение газовой смазки, в отличие от смазочных масел, ограничивается конструкцией подшипника. Газовая смазка имеет дополнительные преимущества для воздуходувок и турбинных двигателей, в которых транспортируемый материал может служить смазочным материалом, что исключает необходимость герметичного уплотнения узлов смазки. Благодаря низкому внутреннему трению газов широкое применение получили подшипники, смазываемые воздухом, даже для высокооборотных прецизионных механических приборов, оптических и измерительных приборов, а также в направляющих системах и гироскопах. Применение инертных газов вместо смазочных масел или пластичных смазок исключает опасность забивки и загрязнения подшипников смазочным материалом. Это имеет исключительное значение для оборудования пищевой промышленности, для прядильных станков и специального оборудования в химической промышленности [8.2]. Кроме того, газовые подшипники применяют в электронных вычислительных машинах, прецизионных шлифовальных станках, ядерных реакторах, рефрижераторах и газовых турбинах с замкнутыми контурами [8.3]. Накопленный опыт в применении газовой смазки позволил разработать полностью закрытые насосы и компрессоры с газосмазываемыми подшипниками, предназначенные для химической, фармацевтической и пищевой промышленности. [c.180] Аэродинамические подшипники, в которых давление смазочной пленки и, следовательно, несущая способность создаются движением поверхности, отличаются от аэростатических подшипников, в которые газ подают под давлением, создаваемым извне. [c.180] Комбинацию аэродинамических и аэростатических подшипников называют гибридными подшипниками. Выбор подшипников для конкретного назначения зависит от сочетания нагрузки и скорости с учетом окружаюш,ей среды и затрат. [c.181] В аэростатических подшипниках сжатый воздух истекает через узкий смазочный зазор между деталями подшипника шириной 1—2,5-10 см. Несущая способность создается распределением давления, а скорость ламинарного потока определяется разностью между внутренним и внешним давлениями. Сужение зазора приводит к повышению давления и, следовательно, несущей способности. Характеристики подшипника зависят от регулирования давления и отношения несущего давления к максимальному давлению. Стабильность работы подшипника зависит также от толщины газовой пленки. При высоких скоростях вращения необходимо сводить к минимуму потери энергии и предотвращать кавитацию, нестабильность и резкое повышение рабочей температуры. При эксплуатации аэростатических подшипников при скорости вращения до 3000 об/мин никаких осложнений не бывает, но при более высоких скоростях и колебательных нагрузках возможны резонанс и саморазрушение (динамический или пневматический молот). Максимальная нагрузка должна быть приблизительно равна одной четвертой части произведения давления газа и площади подшипника [8.4]. [c.181] Величина К учитывает изменения плотности газа в зависимости от давления и температуры. Поскольку давление газа в аэростатическом подшипнике при прохождении через смазочный зазор снижается, смазочные пленки, получаемые в сопоставимых условиях, более прочны, чем пленки, получаемые при смазывании материалом, имеющим постоянный объем. Поэтому при смазывании аэростатических подшипников сильно сжимаемыми газами их несущая способность увеличивается, тогда как несущая способность аэродинамических подшипников снижается. Это объясняется тем, что газ, вводимый в подшипник под действием силы трения вала, сжимается и благодаря меньшему объему создает меньший зазор, чем при смазывании маслом в тех же рабочих условиях. Поэтому несущая способность аэродинамических подшипников снижается по мере увеличения коэффициента сжимаемости К (рис. 91). [c.183] В случае жидких смазочных материалов возможны только положительные значения давления, так как отрицательные значения исключаются вследствие выделения растворенных газов и повышения парциального давления паров смазочного материала. [c.184] При высоких скоростях вращения необходимо учитывать характеристики истечения в смазочном зазоре. Они зависят от вязкости, так как во всех расчетах исходят из ламинарного потока в зазоре. В случае газов число оборотов, при которых поток в зазоре может стать турбулентным, намного выше, чем в случае жидких смазочных материалов. [c.184] При высоких частотах вращения подшипников, смазываемых газом, возможна вибрация. Это явление может возникнуть в любых подшипниках, но наиболее ярко оно проявляется в случае газовой смазки вследствие малой вязкости газов. После выведения из состояния равновесия вал подвергается воздействию аэродинамических или гидродинамических сил. Один из компонентов силы пытается вернуть вал в равновесное положение, и этот компонент очень силен в маслах в отличие от газов другой компонент (очень сильный в газах) стремится вывести вал на круговую орбиту вокруг равновесного положения и стимулирует качение, которое при высоких скоростях может привести к сильной вибрации вследствие резонанса. Для расширения областей применения высокооборотных аэродинамических подшипников необходимо подавить или снизить их склонность к нестабильности посредством специальной конструкции смазочных зазоров (введением нескольких скользящих блоков ) (рис. 93). [c.184] В настоящее время к смазочным маслам добавлянзт синтетические соединения или их смеси, известные под общим названием присадки. Некоторые присадки влияют на физические свойства базовых масел (вязкостно-температурные характеристики, склонность к кристаллизации и т. д.), некоторые оказывают химический эффект. Они могут дополнять друг друга, что создает синергический эффект, или они могут вызывать антагонистический эффект. Многие современные присадки выполняют несколько функций (многофункциональные присадки). При этом снижается возможность взаимодействия различных присадок между собой, приводящего к возникновению эффекта антагонизма. [c.186] Присадки делят на улучшающие свойства базовых масел, получаемых в результате технологического процесса (низкотемпературные свойства, вязкостно-температурные характеристики), и придающие масляным фракциям свойства, которых они не имеют (склонность к эмульгированию, антикоррозионные, противозадирные свойства и т. д.). [c.186] Только высококачественные минеральные или синтетические базовые масла пригодны для производства высококачественных смазочных масел. В последнее время широкое применение в качестве базовых масел получили масла гидрокрекинга (полусинтетические масла, см. раздел 6.1.6). Масла, содержащие присадки, характеризующиеся особо высокими эксплуатационными свойствами и широкими областями их применения, стали существенными конструкционными элементами для ннженера-механика и трибологов. [c.186] Потребление присадок, обычно применяемых в виде растворов, содержащих около 50 % активного вещества в минеральном масле, в ФРГ составило около 70-10 т в год. На мировом рынке продано присадок приблизительно на 3 млрд. марок ФРГ [9.1—9.10). [c.186] Вернуться к основной статье