Определение влияния различных факторов на смазочную способность масел

Оглавление

Введение. 2

1 Граничное трение. 3

1.1 Природа граничного трения. 3

1.2 Строение граничных слоев смазки. 6

1.3 Прочность масляной пленки. 8

2 Влияние различных факторов на граничное трение. 9

2.1 Влияние микрогеометрии поверхности на граничное трение. 9

2.2 Влияние скорости скольжения на граничное трение. 10

2.2 Влияние нагрузки на граничное трение. 12

2.4 Влияние температуры на граничное трение. 13

3 Экспериментальная часть. 17

3.1Материалы для исследования. 17

3.2 Машина трения. 19

3.3 Методика эксперимента. 20

Заключение. 25

Список литературы.. 26

Введение

Целью данной работы является определение влияния различных факторов на смазочную способность масел. Используя оборудование, а именно машину трения СМТ-1 и образцы: ролик из стали 45 и частичный вкладыш из бронзы, необходимо провести эксперимент, по результатам которого построить кривые зависимостей коэффициента трения от скорости скольжения и нагрузки.

Лабораторное изучение смазочной способности масел имеет большое значение, так как неправильное использование может привести к катастрофическим последствиям при работе узлов трения в результате непосредственного контакта поверхностей, ведущего к схватыванию и заеданию сопряженных деталей. В связи с этим весьма важно знать факторы влияющие как на смазочную способность, так и на трение в целом.

1 Граничное трение

1.1 Природа граничного трения

Одним из наиболее эффективных путей обеспечения надежности и долговечности подвижных сопряжений деталей машин и механизмов и минимизации энергетических потерь при их эксплуатации является использование в качестве компонентов этих сопряжений смазочных материалов.

Смазочные материалы (СМ) - продукты органического и неорганического происхождения, которые вводят между поверхностями с целью уменьшения потерь на трение в этом сопряжении, предотвращения заедания и снижения износа пар трения (см. схему). Внутреннее трение в смазочных материалах 3 существенно меньше, чем внешнее трение несмазанных деталей 1 и 2, и исключение или минимизация непосредственного контакта пар трения приводит к улучшению фрикционно-износных характеристик сопряжения.

Схема несмазанного (а) и смазанного (б) контакта трущихся тел:

1 и 2-трущиеся тела; 3- смазочный материал

Смазочный материал является важнейшим конструкционным элементом узла трения, во многом определяющим его надежность и долговечность, а также потери энергии при его функционировании.

Действие смазочного материала, в результате которого уменьшается трение контактирующих тел и/или снижается их износ, называется смазкой.

Трение при граничной смазке представляет собой такой вид контактного взаимодействия, при котором сопрягаемые поверхности на отдельных участках разделяются граничными слоями, образующимися в результате физической адсорбции или химической реакции окружающей среды с материалами трущихся тел. Фрикционные характеристики пары трения определяются природой и свойствами граничных слоев и материалов сопрягаемых тел, при этом практически не зависят от объемных вязкостных свойств смазочного материала. Толщина граничного слоя, состоящего из оксидов металлов, адсорбированных молекул газов, влаги и смазочных веществ, меньше суммарной высоты наиболее высоких выступов профиля поверхностей трения, находящихся в контакте.

В режиме граничного трения работают практически все содержащие смазочный материал высоконагруженные узлы трения в период их пуска или остановки

Этот вид трения широко распространен, но слабо изучен. Последнее связано с отличием структуры и объемных свойств материала от характеристик того же материала, образующего тонкие граничные слои на поверхностях твердых тел, а также со сложностью и многообразием явлений, происходящих в зоне контакта. Это адсорбция, химические реакции, диффузия, деформации контактирующих выступов, тепловыделение на пятнах контакта.

Природе действия смазки посвящены исследования Финча, Триля и Б. В. Дерягина. Финч уподобил граничный слой смазки бархатному ворсу или щетине щетки. Он считал важным тепловое движение молекул слоя и связывал смазочное действие с полярностью углеводорода. Однако эта точка зрения не является исчерпывающей, так как известны хорошие смазки, состоящие из ароматических, не полярных углеводородов. Глубокие исследования по структуре смазочного слоя выполнены А. С Ахматовым. Механизм действия присадок к маслам детально изучается некоторыми советскими учеными, например, К. С. Рамайя. Механизму смазочного действия посвящены исследования Г. И. Фукса и С. В. Венцеля.