ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние газовых и жидких сред на возникновение и развитие процессов схватывания металлов из "Технологические мероприятия по борьбе с износом в машинах" Большое количество трущихся пар в современных машинах работает в условиях граничного трения, когда не реализуется гидродинамический режим смазки. [c.47] Ахматова и других, а также зарубежных ученых В. Гарди, И. Трилла, Ф. Боудена развивается теория, согласно которой основную роль играют силы молекулярного взаимодействия между смазкой и поверхностями трения. Смазочное масло эффективно снижает износ, если его компоненты способны химически связываться или прочно адсорбироваться на поверхностях твердых тел. [c.47] Развитие современного машиностроения связано с увеличением скорости скольжения и нагрузок на трущиеся элементы. При этом значительно возрастают температуры в зоне контакта когда они превышают 250° С [64], применять обычную смазку нельзя. Поэтому для поверхностей, работающих в тяжелых условиях, необходимы более устойчивые защитные пленки. Материалы, пригодные для этой цели, представляют собой особый класс граничных смазок, называемых смазками для высоких давлений. [c.47] Большинство исследований противозадирных свойств смазочных масел произведено на лабораторных установках с точечным , или линейным контактом рабочих элементов, в частности на четырехщариковом приборе, различные модификации которого описаны в работах [65—69]. Для всех нефтепродуктов, применяющихся для смазки поверхностей трения, характерным является медленное повышение износов при увеличении нагрузок в области их низ-ких значений, затем резкое возрастание износов при некоторых критических нагрузках. [c.47] Исследование трения и износа металлических поверхностей в присутствии различных нефтепродуктов на четырехшариковой машине было проведено Клейтоном [70]. Результаты испытаний показали наличие резкой разницы в смазочном действии нефтепродуктов. При испытании химически активных добавок было отмечено, что износ при нагрузках ниже критических увеличивался так, что в некоторых случаях не наблюдался резкий переход от устойчивого граничного трения к трению со схватыванием. Растительные масла в противоизносном отношении показали лучшие результаты, чем обычные минеральные, но оказались значительно хуже масел, предназначенных для работы в условиях высоких контактных нагрузок. [c.48] В работах [70—72] показано, что в условиях высоких удельных нагрузок противоизносные и антифрикционные свойства смазочных масел зависят от присутствия химически активных добавок и от природы самих масел. Нефтяные масла, являющиеся важнейшими смазочными материалами, представляют собой чрезвычайно сложные по составу системы. Даже в чисто нефтяных маслах, не содержащих присадок, обычно присутствуют сернистые соединения, активные по отношению к металлам в условиях трения. [c.48] Для того, чтобы установить связь между противоизносными и антифрикционными свойствами нефтяных масел и их физическими свойствами, было проведено ряд исследований по определению противоизносных характеристик важнейших структурногрупповых фракций нефтяных масел различной природы [73—76]. [c.48] Исследования показали, что нафтено-парафиновые фракции маловязких низкомолекулярных масел отличаются особенно пониженной стойкостью к окислению в условиях трения при высоких нагрузках, когда в зоне контакта поверхностей трения непрерывно возникают мгновенные местные скачки температур. Было высказано предположение, что повышенная окисляемость низкомолекулярных, маловязких нефтепродуктов приводит к образованию в процессе заедания (предельный случай схватывания) активных по отношению к стали продуктов окисления, вследствие чего может резко снижаться прирост износа при нагрузках, выше критической. Однако при дальнейшем повышении нагрузки действие активных продуктов окисления оказывается недостаточным для предотвращения развития процесса заедания. Противоизносные и антифрикционные свойства смазочных масел в значительной степени зависят от материала поверхностей трения. Важность химического взаимодействия между смазкой и поверхностями трения впервые была показана Боуденом с сотрудниками при исследовании смазочной способности предельных жирных кислот, спиртов с длинными алкильными цепями и предельных углеводородов. Результаты исследований, проведенных Боуденом, позволили ему сделать вывод о том, что объяснение смазочного действия жирных кислот только наличием ориентированных слоев молекул, адсорбированных на поверхностях трения, является упрошенным. [c.48] Боуден вводит концепцию о химическом взаимодействии активных элементов смазки с поверхностями трения при граничных условиях и решающем значении поверхностных слоев, образующихся в результате этого взаимодействия. Концепция Боудена получила дальнейшее развитие в работах Торпа и Ларсена, Деви и других ученых. [c.49] В настоящее время применение органических соединений, содержащих в своем составе серу, хлор и фосфор в качестве добавок к маслам, работающим при тяжелых режимах трения, является общепринятым. [c.49] Большое влияние на процессы трения и изнашивания при граничной смазке и при сухом трении оказывает газовая среда. [c.49] Исследования И. Г. Носовского [77] показали, что при сухом трении стальных поверхностей газовая среда оказывает огромное влияние на возникновение и развитие основных видов износа. Проведена работа [78] по выяснению эффективности различных газов как смазочных материалов было установлено, что наиболее эффективным является дифтордихлорметан. Механизм смазки такого рода включает химическое взаимодействие газа с соприкасающимися металлическими поверхностями, причем образуется твердая пленка (например, при взаимодействии газа и стали образуется пленка хлористого железа). [c.49] Коффин [79] исследовал трение металлов в различных газовых средах. Металлы, обладающие полной растворимостью в твердом состоянии, автор отнес к классу А обладающие умеренной растворимостью в твердом состоянии и в зависимости от условий способные образовывать интерметаллические соединения— к классу В обладающие низкой растворимостью, но создающие интерметаллические соединения,— к классу С металлы, не образующие сплавов,— к классу D. [c.49] Испытания были проведены в атмосфере воздуха и гелия. [c.49] Результаты опытов показали большое влияние газовой среды на процессы трения. Для металлов классов А и В отмечено резкое повышение коэффициента трения при испытании в инертной среде (гелий) по сравнению с величиной коэффициента трения в атмосфере воздуха. Для металлов класса С газовая среда или не оказывает влияния, или с переходом к инертной среде коэффициент трения понижается. Для металлов класса D наблюдалось значительное понижение коэффициента трения при переходе к инертной среде и резко уменьшался перенос металла. [c.49] Влияние газовой среды, в которой происходит трение стали по стали, на эффективность элементарной серы, растворенной в минеральном масле, наглядно показал Годфрей [80]. При подводе кислорода к поверхностям трения, работавшим как при малых, так и при высоких удельных нагрузках, значения коэффициентов трения уменьшались в три раза. Это исследование показывает, что кислород воздуха активно участвует в химическом взаимодействии компонентов смазки с материалом поверхности трения. [c.49] Сильное влияние процессов окисления смазки и сопряженного с ней металла на противоизносные и антифрикционные свойства нефтяных масел было показано в работах, проведенных в Институте нефти АН СССР под руководством Г. В. Виноградова [76], где эти явления изучались при очень высоких давлениях в зонах трения. Эти исследования показали, что с переходом от азота к воздуху, а затем к кислороду наблюдалось повышение критических нагрузок и износа при нагрузках ниже критических. С повышением окислительной активности газовой среды улучшалась способность нафтено-парафиновой фракции обеспечивать приработку разрушенных поверхностей трения. Для опытов, проведенных в среде кислорода, характерной была низкая интенсивность процессов заедания, в результате чего переход к режимам заедания сопровождался плавным, но довольно быстрым увеличением износа. [c.50] Приведенный краткий обзор работ по изучению влияния жидких и газовых сред на процессы трения и изнашивания показывает, что среда играет исключительно важную роль при трении металлов. [c.50] Вместе с тем исследований по изучению влияния жидких и газовых сред на возникновение и развитие процессов схватывания (особенно первого рода), возникающих при трении сопряженных металлов, проведено недостаточно. [c.50] На фиг. 29 представлен график зависимости износа образцов от изменения скорости скольжения в пределах от 0,005 до 12 м/сек при постоянной удельной нагрузке 50 кг/см , при испытании в газовых средах — кислороде (кривая 1), аргоне (кривая 2), углекислом газе (кривая 3), воздухе (кривая 4) и суммарного износа валов и образцов в среде аргона (кривая 5) и воздуха (кривая 5). [c.51] Вернуться к основной статье