Металлы граничная смазка

Граничная смазка при трении позволяет, как правило, устранять крайне нежелательный износ схватыванием металлов, сме- [c.132]

Явление граничной смазки часто сопровождается смешанным режимом, при котором происходит частичный контакт выступающих вершин микронеровностей при наличии достаточно большого количества смазки во впадинах при дальнейшем уменьшении толщины пленки может наступить состояние, при котором начинается трение металла по металлу. Этот переход оказывает резкое влияние на коэффициент трения (рис. 5.6), который зависит от числа Зоммерфельда 5о [250] [c.237]

К мягким сплавам относятся оловянистые бронзы, латуни, антифрикционные цинковые и алюминиевые сплавы твердые материалы -алюминиево-железистые бронзы и антифрикционные чугуны. Эти материалы используют в подшипниках, работающих при низких и умеренных скоростях скольжения, в режиме полужидкостной или граничной смазки. Благодаря высокой прочности и твердости материала такие подшипники выдерживают большие удельные нагрузки. В технической литературе приведены рекомендации к выбору режимов работы и смазки, ограничения по удельным нагрузкам и скоростям скольжения, другие характеристики металлов и сплавов, используемых для изготовления подшипников скольжения [1, 8, 9, 16]. [c.99]

Рис. 5.7. Граничная смазка при скольжении металла по металлу.

Процессы трения и изнашивания металлических поверхностей в условиях граничной смазки очень сильно зависят от газовой среды зоны трения. Исследования трения и износа металлов при устойчивой граничной смазке показали, что в газовой среде, не содержащей кислорода, происходит схватывание и заедание металлических поверхностей. В газовой среде, содержащей кислород, изнашивание при граничной смазке происходит без схватывания и заедания. [c.133]

На рис. 5.8 показана обобщенная модель граничной смазки, изображающая переход от жидкостной смазки к граничной и к контакту твердых тел по мере сближения профилей скользящих поверхностей. Твердые пленки обычно состоят из оксидов металлов и имеют толщину порядка 10 мм (л 10 нм). Примыкающие к ним -один или несколько мономолекулярных слоев граничной смазки имеют толщину порядка 0,3 мм [234]. [c.238]

Механизм срабатывания смазочного материала в таких условиях специфичен и сложен. В осциллирующем контакте, особенно при трении качения, не наблюдаются столь высокие температуры как при трении скольжения с граничной смазкой, которые инициируют химические реакции. При одноразовой системе смазки срабатывание смазочного материала развивается в нестационарных условиях и сопровождается непрерывным изнашиванием металла, что приводит к образованию центров с высокой каталитической активностью. Значительное влияние на стабильность материалов в таких условиях имеет состав окружающей газовой среды. Продукты распада смазочной среды и изношенный металл остаются в зоне трения и рядом с ней. Одним из основных вопросов в изучении механизма контактной вибростойкости является оценка роли окислительных процессов, что составляло цель проведенного исследования. [c.30]

В отличие от совершенной смазки, где результат полностью определяется вязкостью масла и не зависит от его химической природы, в условиях граничной смазки результат смазки должен зависеть от химической природы смазочного вещества, металла подшипника и характера их взаимодействия. [c.145]

Например, жидкие спирты с длинной цепью (и жидкие жирные кислоты на неактивных поверхностях), несмотря на высокую полярность и хорошую адсорбируемость на поверхности металла, являются худшими граничными смазками, чем парафины, плохо адсорбируемые поверхностью, но обладающие большой продольной когезией. При повышении температуры до плавления парафина [c.152]

Из приведенных данных опытов Кларка, а также из ряда других экспериментов следует, что хлорпроизводные жирных кислот дают наиболее прочную пленку и лучше всего обеспечивают сохранность этой пленки в условиях граничной смазки. Когда требуется понизить коэфициент трения металлических поверхностей, работающих в нормальных условиях с относительно невысокой нагрузкой на детали, путем создания масляной пленки на поверхности металла, прибегают к повышению маслянистости масел, добавляя. к ним эфиры жирных кислот (до 5 /о), жирные кислоты (0,5. /( ) или высокомолекулярные очищенные остаточные масла (до 10 /в). [c.239]

В условиях граничной смазки микронеровности металлических поверхностей приводят к деформации отдельных микроучастков или отрыву микрочастиц металла при перемещении поверхностей. Постепенное изменение размеров соприкасающихся деталей в результате внешнего трения называют износом. Причинами износа могут являться также абразивное действие инородных твердых [c.32]

Боуден Ф. П., Тейбор Д., Механизм трения металлов, Сб. Трение и граничная смазка , Изд. иностр. лит., 1953. [c.190]

Сущность граничной смазки заключается в следующем. В результате взаимодействия металлических поверхностей со смазочным маслом на образовавшейся окисной пленке, покрывающей основной металл, формируются вторичные адсорбционные граничные пленки из компонентов масла. Силы, действующие на адсорбированные слои смазки, можно условно разделить на химические (хемосорбция), адсорбционные (силы Ван-дер-Ваальса между твердым телом и молекулами, адсорбированными на его поверхности) и межмо-лекулярные (между адсорбированными молекулами), а также силы водородной связи. [c.9]

Гарди исследовал углеводородные смазки, в том числе длинноцепочечные парафины, спирты и кислоты. В его работах смазка обычно использовалась с некоторым избытком и наносилась на поверхность либо в виде чистой жидкости, либо в виде раствора в петролейном эфире. Иногда после нанесения смазки поверхность металла полировалась. По данным Гарди, в условиях граничной смазки р, находится в интервале от 0,05 до 0,15, т. е. значительно ниже, чем для несмазанных поверхностей. В пределах одного гомологического ряда ц линейно убывает по мере увеличения молекулярного веса смазки, хотя для жирных кислот при молекулярном весе 200 ц выходит на постоянный уровень и становится примерно равным 0,05. Зависимость [х от молекулярного веса смазки и ее химической природы показана на рис. Х-11. [c.352]

Хотя данная модель и имеет определенные преимущества по сравнению с моделью Гарди, ее все же нельзя считать удовлетворительной. Так, в частности, она не объясняет, почему Лг должна значительно превышать Л1 или почему при малых нагрузках 5/ возрастает. Эта модель не объясняет и зависимости электропроводности от нагрузки. При малых нагрузках проводимость очень мала. Это, вообще говоря, укладывается в рамки рассматриваемой модели, т. е. соответствует низким значениям Л] и, вероятно, высокому электрическому сопротивлению пленки. Однако при таких нагрузках, при которых л падает до нормальных значений, электропроводность смазанных поверхностей становится почти такой же, как у несмазанных поверхностей. Поскольку при низких нагрузках контакт металл—металл мал, остается предположить, что пленка в этих условиях становится проводящей. Кроме того, чтобы объяснить, почему при нормальных нагрузках в условиях граничной смазки закон Амонтона выполняется, необходимо предположить, что Л2 пропорциональна нагрузке. Непонятно, однако, каким образом это предположение могло бы реализоваться в рамках рассматриваемой модели. [c.356]

Теперь механизм граничной смазки можно представить следующим образом. На слишком выступающих щероховатостях поверхности, где локальное давление превышает предел прочности металла, материал пленки полностью вытесняется, и в результате на некоторой части поверхности возникает контакт металл—металл. В дальнейшем даже небольшой, вероятно, упругой деформации металла достаточно для того, чтобы значительная часть пленки находилась под переменным механическим давлением и, таким образом, большая часть нагрузки приходилась на сжатую пленку. В первом приближении [уравнения (Х-20) и (Х-21)] площадь сжатой пленки пропорциональна нагрузке, и поэтому закон Амонтона должен выполняться. Поскольку в сжатой пленке молекулы лежат плоско, сдвиговая прочность сжатой пленки 5 значительно ниже 5 1 или 5/. Этим и объясняются низкие значения [х в условиях граничной смазки при нормальных нагрузках. [c.358]

В случае применения сульфонатов масляная пленка получается к тому же активированной, что и обеспечивает высокое смазочное действие при граничной смазке и адсорбционное размягчение поверхности слоев металла. [c.42]

Действие граничной смазки гораздо эффективнее при контактировании полимеров со сталью. Это объясняется образованием на металле плотного адсорбционного слоя. Повышение темп-ры выше пек-рой критической может вызывать дезориентацию и десорбцию граничной смазки, что приводит к повышению коэфф. трения и износа. [c.101]

В тех случаях, когда движущиеся поверхности разделены слоем масла толщиной несколько тысяч ангстрем, возникают условия так называемой гидродинамической смазки, или смазки толстой пленкой. При этом режиме важное значение имеет только одно свойство масла — вязкость. Непосредственного контакта металла с металлом не происходит, и износ крайне незначителен. С увеличением нагрузки и уменьшением зазора между металлическими поверхностями возникают условия граничной смазки или смазки тонкой пленкой происходит непосредственный контакт металла с металлом, вызывающий износ. В этих условиях эффективность смазочных материалов с точки зрения уменьшения износа или трения может изменяться в широких пределах. При еще более высоких нагрузках достигаются условия, обычно называемые гипоидным режимом смазки (смазка в условиях чрезвычайно высоких давлений). В этом случае возникает возможность истирания, задирания и быстрого износа или прихвата металла. Такие условия наблюдаются, например, в гипоидных зубчатых передачах, в которых при применении простых смазочных материалов высокие давления и большая продолжительность контакта являются причинами чрезвычайно быстрого износа. Как отмечали многочисленные исследователи, в этом случае неправильно говорить о чрезвычайно высоких давлениях , так как разрушение и износ металла вызываются действием высоких температур, происходит сварка выступающих участков трущихся поверхностей, сопровождающаяся переносом металла (прихватом) или отрывом частиц металла. Читателям, желающим подробнее ознакомиться с вопросами трения и смазки, можно рекомендовать многочисленные монографии и обзоры [23, 42, 53, 58, 127, 297, 298]. [c.30]

В качестве гипоидных присадок часто применяют органические соединения (например, парафиновые углеводороды, жиры, сложные эфиры), содержащие серу или хлор. Такие присадки необходимы, когда смазываемые детали работают в условиях весьма высоких напряжений, вследствие чего масляная пленка разрушается и имеет место так называемая граничная смазка. Гипоидные зубчатые колеса, дифференциалы, планетарные и зубчатые передачи и редукторы, инструмент для накатки резьбы и др. требуют применения смазок с гипоидными присадками. Гипоидные присадки сами по себе вызывают коррозию многих цветных металлов они взаимодействуют с поверхностью металла, образуя хлоридную или сульфидную защитную пленку. Такой механизм действия уменьшает скорость износа, который в противном случае протекал бы катастрофически быстро. [c.71]

Интенсивность изнашивания металлов при скольжении в условиях граничной смазки предлагается также рассматривать как разность скоростей истирания и регенерации поверхностных соединений, образующихся в результате трибохимических реакций. между металлом с одной стороны и отдельными компонентами смазочной среды с другой. В этом случае процесс износа оказывается возможным аппроксимировать выражением, предложенным Ю. Я. Подольским с сотр. [c.245]

Применение полимеров как антифрикционных материалов ограничивается 1) их высокими температурными коэфф. расширения (в десятки раз больше, чем у металлов) 2) низкой теплопроводностью (в сотни раз ниже, чем у металлов) 3) низкой твердостью 4) высокой механич. податливостью (низкие модули упругости), что уменьшает роль пластич. деформаций и затрудняет тем самым приработку поверхностей трения 5) низкой эффективностью граничной смазки. [c.97]

Трение в первую очередь определяется поверхностными свойствами материалов, так как оно есть следствие притяжения между молекулами, расположенными на поверхности скользящих тел. Коэффициент трения [х может быть оценен по объемным свойствам 5 и Р только потому, что прочность адгезионной связи между двумя чистыми металлами велика или даже больше прочности более слабого металла. Преобладающее значение поверхностных свойств становится особенно очевидным в тех случаях, когда скольжение металлов осуществляется в условиях граничной смазки, т. е. при наличии смазочного вещества в таком малом количестве, что его хватает лишь для образования адсорбционной пленки толщиной, соизмеримой с молекулярными размерами. Адсорбционная пленка снижает трение вследствие уменьшения площади, по которой осуществляется истинный высокопрочный металлический контакт и высокая адгезия. Уравнение для граничного трения может быть записано в виде [c.310]

В большинстве случаев процессы трения, и смазки сопровождаются химическими превращениями. Например, при сухом трении в присутствии воздуха происходит окисление механически активных поверхностей (окисление трением, по Финку и Гофману). Химические воздействия определяют поэтому решающим образом износ подшипников. Широко известно явление крекинга и окисления смазки между скользящими поверхностями (в подшипниках и редукторах). Эти превращения могут ослаблять или усиливать действие смазки. В первом случае может происходить реакция с металлом подшипника с образованием стабильного промежуточного слоя с высокой механической прочностью, который гарантирует хорошее прилипание смазки. Таким путем химические связи главных валентностей обусловливают хорошее сцепление граничной смазки со скользящей подложкой. В другом случае возникают нестабильные продукты реакции, которые способствуют коррозии. [c.462]

Хлорированные соединения дают хорошие свойства в условиях граничной смазки, если их молекула 1) содержит атомы хлора, которые становятся лабильными в условиях применения 2) цол-ностью насыщена хлором, т. е. не содержит атомов водорода в алифатических цепях, когорые могут образовать хлористый водород и тем вызвать коррозию металла. [c.311]

В условиях граничной смазки многие присадки и смазочные материалы обладают противоизносным действием только на воздухе (в присутствии кислорода), в то время как в вакууме они не лроявляют эффективности даже при умеренных режимах трения. Это, очевидно, связано с тем, что кислород сам выступает в роли достаточно эффективного противоизносного агента. Кроме того, в его присутствии инициируются процессы на границе раздела металл — смазочная среда, способствующие снижению износа. С учетом рассмотренных выще факторов, влияющих на противоизносные свойства, предложены схемы действия различных типов соединений. [c.262]

Для улучшения смазывающей способности масел к ним добавляют противоизносные и противозадирные присадки. Противо-износпые прнсадки способствуют созданию прочного пограничного слоя в условиях граничной смазки. Эти присадки содерлот фосфор, серу и хлор, которые вступают в химическое взаимодействие с металлом и образуют неорганические пленки, имеющие характер эвтектических сплавов. Сплавы со значительно более низкой температурой плавления, чем сам металл, в условиях граничной смазки при высоких температурах начинают течь и как бы полируют металлическую поверхность. [c.353]

С целью определения количественных и качественных закономерностей образования и развития процессов схватывания первого и второго рода в условиях граничной смазки МС-20 при больших скоростях скольжения был проведен комплекс исследований. Исследования проводились на специальной машине (см. стр. 40) в диапазоне скоростей скольжения от 0,005 до 150 м сек и нагрузок на поверхности трения от 1 до 25 кг1см . Испытуемые образцы изготавливались из стали марок 45 и У8, бронзы марки Бр.АЖМц и серого чугуна, диски — из стали марок 45 и У8. В процессе испытания производились замеры весового износа образцов, величины сил трения и температуры трущихся поверхностных слоев металла. Производился также комплексный анализ качественных изменений, происходивших на поверхности и в поверхностных объемах металлов. [c.58]

Если при жидкостном трении надежность масляного слоя определяется главным образом вязкостью масла, то при граничной смазке вязкость существенного значения не имеет, т.к. поведение граничных пленок не подчиняется законам гидродинамики. Надежность, прочность пленок зависят от смазочных свойств масел, а также физико-химических свойств металлов, на которых адсорбируются пленки. Экспериментально доказано, что граничные пленки на поверхности металла подобны твердым телам. Важнейшее свойство масла при граничном трении - способность пленки вьщерживать нагрузку без разрушения, препятствуя непосредственному контакту трущихся поверхностей. Это свойство [c.146]

Полиамиды являются одними из лучших конструкционных и антифрикционных полимерных материалов (табл. 9). Высокие физико-механические свойства, устойчивость к действию углеводородов, органических растворителей, масел, шелочей, солнечной радиации, низкий коэффициент трения, составляющий в условиях граничной смазки 0,04-0,08, а также способность перерабатываться в изделия всеми известными методами сделали эти термопласты незаменимыми в машино- и приборостроении, в бытовой технике и в качестве заменителей сплавов цветных металлов. [c.44]

Таким образом, для хорошей граничной смазки требуется, чтобы адсорбированная пленка находилась в конденсированном состоянии. На это указывают также результаты исследования свойств монослоев жирных кислот Для пленок большинства жирных кислот на стекле [35], платине [38] и различных полимерах [7] характерно резкое изменение ц, при температуре, близкой к точке плавления этих кислот, что в общем соответствует свойствам пленок других веществ. Однако для лауриновой кислоты на меди [2] и стеариновой кислоты на цинке [39] такое изменение (х наблюдается при 110 и 130 °С, что выше их температур плавления на 43 и 69°С соответственно. Указанные критические температуры близки к температурам размягчения солей данных жирных кислот и соответствующих металлов. На возможность образования таких солей в результате хемосорбции жирных кислот на окисных пленках указывают, в частности, результаты адсорбционных исследований (см. разд. 1Х-1Б). [c.354]

Во-вторых, даже в условиях нормальной граничной смазки при малых контакты типа металл — металл все еще имеют место. Это ясно показывают результаты исследований с применением радиоавтографии [39]. В работах такого рода перенос металла с радиоактивного ползуна на неподвижную поверхность регистрируется по участкам засвечивания фотоэмульсии, помещенной перед исследуемой поверхностью. Оказалось, что, хотя граничная смазка сильно уменьшает общее количество перенесенного металла, это уменьшение в основном относится к размеру, а не к числу перенесенных частиц. ] ными словами, радиоавтографы смазанных и несмазанных поверхностей больше отличаются друг от друга интенсивностью пятен, чем их числом. Боуден и Тэйбор [c.355]

ГРАНИЧНАЯ СМАЗКА - тончайший слой масла на трущейся металлич. поверхности, на к-рый распространяется действие молекулярных сил металла. Поведение граничных слоев смазки не подчиняется законам гидродинамики и зависит от свойства тжраетто маолявисто- [c.165]

Елин Л. В. Некоторые характеристики трения металлов в условиях граничной смазки. Труды 1-й Всесоюзной конференции по трению п рвиосу в машинах, т. 1. Изд. АН СССР, стр. 276—287, 1939. [c.140]

При смазке зубчато-винтовых передач создаются неблагоприятные условия для образования несущего масляного слоя между зубьями. Это приводит к тому, что в режиме смазки зацепляющихся зубьев преобладает граничная смазка, которая характеризуется повышенными коэффициентами трения и выделением тепла, склонностью к задиранию. Удовлетворительная их работа достигается применением специальных мер [41, 70] гипоидные передачи смазывают маслами с сильными антиза-дирными присадками, червячные передачи смазывают маслами повышенной вязкости, причем червяк и червячное колесо изготавливают из разноименных металлов с пониженной склонностью к взаимному схватыванию (сталь - бронза). [c.39]

Механизм действия граничной смазки па А. п. м. такой же, как и на металлах. Эффективность граничной смазки, образующей на поверхности твердых тел ориентированные защитные слои, к-рые препятствуют непосредственному контакту этих тел при трепии, резко падает с переходом от полярных материалов к неполярным. Однако даже для таких полярных полимеров, как полиамиды, снижение коэфф. трения и износа в присутствии способных адсорбироваться на их поверхности длиипоцепочечпых алифатич. дифильных соединений (амипы, к-ты) незначительно. Причины незначительного влияния смазок па коэфф. трения А. п. м. следующие 1) на поверхпости полимера вследствие больпшх расстояний между поляриыми группами не образуются плотные адсорбционные слои 2) даже в случае образования такого слоя его защитное действие обычно относительно слабое, т. к. прочность па срез этого адсорбционного слоя и полимера могут различаться не очень сильно. [c.101]

Для объяснения особенностей силиконовых жидкостей как смазочных материалов предложена интересная теория [24]. Было обнаружено, что смесь бензола с низковязким метилполисилоксаном дает низкий коэффициент трения в режиме граничной смазки, хотя оба компонента раздельно не обладают сколько-нибудь удовлетворительными смазывающими свойствами. Это дает основание утверждать, что обычно строение молекулы силикона представляет собой спираль, так что в контакте с поверхностью металла фактиче ски находится лищь каждый шестой силиконовый остаток. [c.251]

К смазочным материалам часто необходимо добавлять противоизнос-ные присадки. Применение таких присадок особенно целесообразно при трении скольжения или в условиях граничной смазки, т. е. когда сплошная, достаточно толстая масляная пленка сохраняется не все время. Противоизносные присадки взаимодействуют с металлическими поверхностями, образуя пленку, предотвращающую непосредственный контакт трущихся металлов. Чаще всего в качестве противоизносных присадок применяют арилфосфаты, особенно трикрезилфосфат, в концентрациях [c.71]

Как правило, износ и перенос металла устраняются путем создания механизмов, работающих нри наличии смазочной пленки на трущихся поверхностях при их относительном неремещении. Если это невозможно, принимают меры к обеспечению минимального износа и переноса металла, часто за счет введепия в смазочное масло присадок (жирные кислоты и соединения серы, хлора или фосфора) как раздельно, так и в сочетании друг с другом. Эти соединения образуют на поверхностях трения пленки, которые либо уменьшают трение, либо создают защиту от износа. Жирные кислоты снижают коэффициент трения, т. е. обеспечивают условия так называемой граничной смазки соединения серы, хлора и фосфора предотвращают интенсивный износ в условиях вьЕсоких нагрузок путем создания нротивозадирного эффекта. Механизм действия этих присадок изучен неполностью и является предметом интенсивных исследований, в которых большую роль играет метод радиоактивных индикаторов. В состав присадки вводят радиоактивный изотоп соответствую- [c.261]

Публикаций, посвященных систематическому исследованию этого вопроса применительно к пластмассам, очень мало. Бауэрс, Клинтон и Зисман исследовали трение найлона и трение стали по найлону в присутствии 16 специально подобранных смазочных жидкостей, что позволило им выяснить влияние различных полярных концевых групп и длины углеводородной цепи молекул смазки на этот процесс. Поверхностное натяжение всех использованных для смазки жидкостей было меньше критического поверхностного натяжения смачивания найлона, поэтому каждая жидкость хорошо растекалась на его поверхности. Среди этих жидкостей были нормальные алканы, спирты, кислоты и амины, вода, этиленгликоль, глицерин, несколько фторированных соединений и силиконы. Показано, что механизмы действия граничной смазки на пластмассах и металлах аналогичны. Наиболее эффективны те смазочные вещества, которые образуют особо прочно удерживаемые на поверхности пленки с высокой межмолекулярной когезией составляющих их молекул. Снижение трения между поверхностями найлона затруднено тем, что адсорбционно-активные участки (амидные группы) на его поверхности слишком далеко отстоят друг от друга и образование достаточно плотной смазочной пленки невозможно. При комбинации сталь —найлон действие смазки более эффективно, так как на поверхности стали может образовываться более плотная пленка. [c.320]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология