Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ЛЕКЦИЯ Требования к смазочным материалам.doc
Скачиваний:
26
Добавлен:
26.03.2015
Размер:
589.31 Кб
Скачать

ЛЕКЦИЯ

Требования к смазочным материалам

Классифицируются по агрегатному состоянию.

Основная функция смазочного материала – снижение трения до необходимого уровня, предотвращение заедания узлов трения, уменьшение интенсивности изнашивания трущихся тел, обеспечивают отвод теплоты из зоны фрикционного контакта удаление продуктов износа и коррозии, защиту трения по действием внешней среды, уплотнение элементов зазоров.

Для обеспечения долговечности и надежности смазывающих материалов необходимо, чтобы смазочный материал сохранял свои свойства во всем диапазоне работы и смазывающий материал не должен оказывать воздействия на контактирующий материал, должен быть пожаро- и взрывобезопасными, воздействие на окружающую среду должно быть сведено к минимуму. Это достигается путем оптимизации выбора состава смазывающего материала, конструкции узлов трения с помощью соответствующих организационно-технических мероприятий.

Классификация по агрегатным состояниям:

  • жидкие (масла)

  • пластичные (пластичные смазки)

  • твердые

  • газообразные

Жидкие смазывающие материалы представляют собой базовые масла, в которые добавлены присадки.

Присадки – вещества, введение которых обеспечивает те или иные свойства, а в некоторых случаях приобретение новых.

Твердый смазывающий материал – материал, нанесенный каким-либо методом на поверхность трения тонким слоем, обладающим значительно меньшим сопряжением сдвигу, чем сопряжение сдвигу материала из которого изготовлена деталь и поверхность трения.

Пластические смазки занимают промежуточное положение между маслами и твердыми смазочными материалами (пластические смазки характеризуются как твердообразные продукты).

Пластичные смазки являются многокомпонентными коллоидными системами, держащими дисперсионную среду и дисперсную среду.

Дисперсионная среда – жидкая основа, чаще всего масло.

Дисперсная среда – твердый загуститель, который вводится по составу 5-30%.

Пластические смазки содержат добавки для улучшения эксплуатационных свойств. Под действием твердого загустителя, жидкое масло становится малоподвижным, подобно твердому телу не меняет под действием собственного веса своей формы, течь начинает под действием нагрузок превышающих предел прочности.

Газообразные смазывающие материалы: воздух, некоторые инертные газы, газообразные вещества (водяной пар). Применение того или иного смазывающего материала диктуется работой узла трения.

В тех условиях, когда пластичные смазывающие материалы не обеспечивают эффект смазывания, температура ниже температуры застывания масел, либо температура выше предельной, в условиях глубокого вакуума, при ионизирующем излучении, экстремально низких скоростях скольжения.

В опорах при очень высоких частотах вращения 100 000 и более исключить скачки трения при перемещениях с минимальной скоростью скольжения (сотые мм в мин) широком диапазоне давления и температур, зонах с повышенной радиацией – применяют опоры с газовой смазкой.

Выбор смазывающего материала используют схему Лонсдаун

тв. с

пл. с

нагрузка скорость скольжения

масло

газ

Твердые смазки входят между трущимися поверхностями с целью предотвращения их непосредственного контакта и локализации сдвиговой деформации в слое твердого смазывающего материала, что обеспечивает снижение энергетичных потерь в процессе трения.

Твердые смазывающие материалы применяют для условий, когда пластичные смазки неэффективны: при экстремально высоких нагрузках вплоть до нагрузок вызывающих контакт поверхности, при экстремально высоких и экстремально низких температурах вплоть до криогенных, при работе в глубоком вакууме, в т.ч. космическом, в условиях ядерной радиации, жидком кислороде, различных агрессивных средах.

Твердые смазывающие материалы эффективны смазывать неметаллические пары трения, не загрязняя окружающую среду. В качестве ТСМ применяют некоторые вещества или слоистую структуру: графиты, диселениды, дихалькогениды тугоплавких металлов, плоские пленки мягкого металла, солей или оксидов, химические соединения, образованные непосредственно на поверхности трения, полимеры.

Свойства тсм

Наиболее распространенные среды свойств ТСМ графит, дихолькогениды молибдена, вольфрама, ниобия, тальк, слюда, гексагональный нитрид бария…

Благодаря ориентации частиц ТСМ кристаллической плоскостью базиса параллельной напряжению трения и соответствующей действию сдвиговых дефектов, обеспечивается локализация этих деформаций в смазывающем слое.

Поскольку связи между параллельными плоскостями базиса в свойствах ТСМ существенно слабее, чем между атомами в плоскостях базиса, обеспечивается легкий сдвиг и этим плоскостям.

Высокая анизотропия механических свойств графита

Частицы графита абсорбируют на базовой плоскости металла, за счет того что наблюдается ….. в атмосферных условиях, особенно во влажном воздухе), обладают антифрикционными и противоизносными свойствами.

При удалении акцентрукционных пленок с трущихся поверхностей ………… фазовая поверхность графита увеличивается в 5-6 раз. Следовательно в воздухе, в вакууме графит неэффективен.

Свойства графита:

  1. Малая химическая активность;

  2. Стоимость к воздействию большинства кислот и щелочей;

  3. Практическая инертность по отношению к радиационному излучению;

  4. Хорошая тепло и электропроводность;

Графит применяют как в составе ТСМ так и в качестве компонента различных антифрикционных металлов, например, чугун, графит содержащие смазки.

Гихолькогениды – дисульфиды, диселониды, детеллуниды.

Десульфид молибдена имеет гексогональную кристаллическую решетку, в параллельных плоскостях чередуются слои атамов молибдена, каждый из которых с обеих сторон окружен прочно связанными с ними слоями атомов серы. При таком составе дисульфид молибдена обеспечивает смачивающую способность без наличия паров или газов. Используется как антифрикционный материал при криогенных температурах. При температурах больше 800оС дисульфид молебдена может разлагаться.

В атмосферных условиях дисульфид молибдена имеет низкий коэффициент трения и нагрев до 200 оС приводит к потере смазочных свойств. В атмосферных условиях при температуре более 300 оС коэффициент возрастает из-за окисления оксида, образуется триоксид молибдена корорый обладает хорошим смазочным действием. Пленки дисульфида молебдена выдерживают большое нормальное давление до 300 МПа статичных условиях до 600 МПа.

Пленки обладают хорошей абдензией для повышения долговечности покрытий на основе дисульфида молибдена к нему добавляются в качестве модификаторов сульфиды некоторых металлов, модификаторов, проводят обратку покрытия сероводородом.

Перспектива применения совместно дисульфида молибдена и графита в различных пропорциях в зависимости от требования к ТСМ и перспективное введение дисульфида и графита в другие смазочные соединения.

Антифрикционные покрытия получают химическим путем. К этим ТСМ отностя хлориды, сульфиды, фосфаты.

Которые образуются ра набочих поверхностях контактирующих деталей вследствие химической реакции металла с веществами содержащимися в жидкой или газовой фазе при высоких температурах 600-900 оС.

Образовавшиеся при этом пленки имеют существенно меньшую (по сравнению с основным металлом) прочность на сдвиг и обладают хорошей абдезией к обложке – эти качества обеспечивают высокую эффективность смазочного действия.

Термохимичесские методы, образование ТСМ непосредственно на поверхности трения в ряде случаев бывает весьма эффективными. Они обеспечивают лучшее использование дисульфида молибдена т.к. к таким методам можно закрепить частицы дисульфида молибдена с ориентацией на поверхность трения.

Мягкие металлы (протекторные твердые смазки) образуют на поверхности трения пленку в которой реализуются сдвиг деформации, таким образом предотвращая изнашивание основного металла, а низкое сдвиговое сопротивление металла пленки или мягкого металла обеспечивается невысоким коэффициентом трения. Протекторные смазки хорошо известны в тонкие пленки из золота (Au), серебра (Ag), свинца (Pb), индия (Tn), бария (Ba) и калия (Ca) fтр = 0.3

С уменьшением толщины пленки сила трения убывает до некоторого критического значения – до толщины 0,0001 мм. При пленке тоньше, сила трения резко возрастает.