Смазка — это процесс или метод использования смазки для уменьшения трения и износа при контакте между двумя поверхностями. Изучение смазки — это дисциплина в области трибологии.
Смазочные материалы могут представлять собой твердые вещества (например, дисульфид молибдена MoS2), дисперсии твердого и жидкого состояния (например, смазка), жидкости (например, масло или вода), дисперсии жидкость-жидкость или газы.
Системы с жидкостной смазкой спроектированы таким образом, что прикладываемая нагрузка частично или полностью воспринимается гидродинамическим или гидростатическим давлением, что снижает взаимодействие твердых тел (и, следовательно, трение и износ). В зависимости от степени разделения поверхностей можно выделить разные режимы смазки.
Адекватная смазка обеспечивает плавную, непрерывную работу элементов машины, снижает скорость износа и предотвращает чрезмерные нагрузки или заедания в подшипниках. Когда смазка выходит из строя, компоненты могут разрушающе тереться друг о друга, вызывая перегрев, локальное сваривание, деструктивные повреждения и выход из строя.
Смазка - это контроль трения и износа путем введения пленки, уменьшающей трение, между движущимися контактирующими поверхностями. Используемая смазка может быть жидкой, твердой или пластичной.
Несмотря на то, что это верное определение, оно не отражает всего того, чего на самом деле достигает смазка.
Для смазывания поверхности можно использовать множество различных веществ. Масла и смазки являются наиболее распространенными. Смазка состоит из масла и загустителя для получения ее консистенции, в то время как масло на самом деле смазывает. Масла могут быть синтетическими, растительными или минеральными, а также их комбинациями.
Приложение определяет, какое масло, обычно называемое базовым маслом, следует использовать. В экстремальных условиях синтетические масла могут быть полезны. В тех случаях, когда речь идет об окружающей среде, можно использовать растительные базовые масла.
Смазочные материалы, содержащие масло, имеют присадки, которые улучшают, добавляют или подавляют свойства базового масла. Количество присадок зависит от типа масла и области применения, для которой оно будет использоваться. Например, в моторное масло может быть добавлен диспергатор.
Диспергатор удерживает нерастворимые вещества в конгломератах, которые удаляются фильтром при циркуляции. В средах с экстремальными температурами, от холода до жары, можно добавлять присадку, улучшающую индекс вязкости (VI). Эти добавки представляют собой длинные органические молекулы, которые остаются связанными друг с другом в холодных условиях и распадаются в более жарких условиях.
Этот процесс изменяет вязкость масла и позволяет ему лучше течь в холодных условиях, сохраняя при этом свои высокотемпературные свойства. Единственная проблема с присадками заключается в том, что они могут быть израсходованы, и чтобы восстановить их до необходимого уровня, как правило, необходимо заменить объем масла.
Основные функции смазки:
Иногда функции уменьшения трения и предотвращения износа используются взаимозаменяемо. Однако трение — это сопротивление движению, а износ — это потеря материала в результате трения, контактной усталости и коррозии. Есть существенная разница. На самом деле не все, что вызывает трение (например, жидкостное трение), вызывает износ, и не все, что вызывает износ (например, кавитационная эрозия), вызывает трение.
Уменьшение трения является ключевой задачей смазки, но у этого процесса есть много других преимуществ. Смазочные пленки могут помочь предотвратить коррозию, защищая поверхность от воды и других агрессивных веществ. Кроме того, они играют важную роль в борьбе с загрязнением внутри систем.
Смазка работает как канал, по которому загрязняющие вещества транспортируются к удаляемым фильтрам. Эти жидкости также помогают регулировать температуру, поглощая тепло с поверхностей и передавая его в точку с более низкой температурой, где оно может рассеиваться.
Существует три различных типа смазки:граничная, смешанная и сплошная. Каждый тип отличается, но все они основаны на смазке и присадках в маслах для защиты от износа.
Жидкостно-пленочная смазка - это режим смазки, при котором за счет сил вязкости нагрузка полностью поддерживается смазкой в пространстве или зазоре между частями, движущимися относительно друг друга (смазанное соединение), и избегается контакт твердого тела с твердым телом. .
При гидростатической смазке к смазке в подшипнике прикладывается внешнее давление, чтобы поддерживать пленку жидкой смазки там, где в противном случае она была бы выдавлена.
При гидродинамической смазке движение контактирующих поверхностей, а также конструкция подшипника заставляют смазку перемещаться по подшипнику, сохраняя смазочную пленку. Эта конструкция подшипника может изнашиваться при пуске, остановке или реверсе, так как смазочная пленка разрушается.
В основе гидродинамической теории смазки лежит уравнение Рейнольдса. Основные уравнения гидродинамической теории смазки и некоторые аналитические решения можно найти в справочнике.
В основном для несоответствующих поверхностей или в условиях более высоких нагрузок тела подвергаются упругим деформациям при контакте. Такая деформация создает несущую область, которая обеспечивает почти параллельный зазор для протекания жидкости.
Как и 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 полнопленочной упругогидродинамической 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 конструкции.
Классическая упругогидродинамическая теория рассматривает уравнение Рейнольдса и уравнение упругого прогиба для решения давления и деформации в этом режиме смазки. Также может происходить контакт между выпуклыми твердыми элементами или неровностями, что приводит к режиму смешанной или граничной смазки.
Гидродинамические эффекты незначительны. Тела ближе соприкасаются своими выступами; тепло, выделяемое локальным давлением, вызывает состояние, которое называется прерывистым скольжением, и некоторые неровности отламываются.
В условиях повышенных температуры и давления химически активные компоненты смазки вступают в реакцию с контактной поверхностью, образуя на движущихся твердых поверхностях высокопрочный цепкий слой или пленку (граничную пленку), способную выдерживать нагрузку, что приводит к значительному износу или разрушению. избегали. Граничная смазка также определяется как режим, при котором нагрузка воспринимается неровностями поверхности, а не смазкой.
Этот режим находится между полнопленочным эластогидродинамическим и граничным режимами смазки. Образовавшейся смазочной пленки недостаточно для полного разделения тел, но гидродинамические эффекты значительны.
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 в непосредственной близости выделяло бы достаточно тепла для быстрой обработки поверхности. повреждения, которые в укрупненном состоянии могут буквально спаять поверхности вместе, вызывая заедание.
В некоторых случаях, например в поршневых двигателях, пленка между поршнем и стенкой цилиндра также герметизирует камеру сгорания, предотвращая попадание продуктов сгорания в картер.
Если двигателю требуется смазка под давлением, скажем, для подшипников скольжения, в нем должны быть масляный насос и масляный фильтр. На ранних двигателях (таких как судовые дизели Sab), где не требовалась подача под давлением, было достаточно смазки разбрызгиванием.
Что такое гильза цилиндра? - Функция и типы
Что такое Sprocket? – Определение, типы и терминология
Что такое амортизатор? - Определение, типы и детали
Что такое поршневой двигатель? Типы и работа
Что такое система смазки двигателя? Типы и применение