Определение влияния различных факторов на смазочную способность масел, страница 3

Граничные слои образуются также и из твердых смазок. Они имеют главным образом слоисто-решетчатую структуру, это — слюда, глина, графит и молибденит, чешуйки которых адсорбируются на поверхностях трения. Обычно предполагают, что слоисторешетчатые кристаллы находятся в свободном соприкосновении. Однако эта точка зрения опровергается с помощью того факта, что слои слоисто-решетчатых кристаллов могут быть отделены один от другого только путем расщепления.

Поверхности, только что полученные расщеплением на воздухе, будут прочно сцепляться, если их соединить вместе, и не могут быть отделены при попытке разорвать связи одновременно. Однако они теряют это свойство при длительном воздействии воздуха или при кратковременном погружении в воду или жидкую смазку. Финч объясняет это образованием у слоисто-решетчатых расщепляющихся поверхностей адсорбционных слоев.

Под действием касательной и нормальной нагрузки граничные слои проявляют способность к легчайшим тангенциальным скольжениям и высокому сопротивлению сжатию.

Опыты с пленками органических кислот (миристиновой и стеариновой), нанесенными на поверхность стали, показали, что при определенной температуре и давлении существует критическая толщина пленки h_K, ниже которой скольжения между молекулярными рядами не будет. Это обстоятельство указывает, что поверхностные слои смазки на металле обладают особыми физическими свойствами, отличными от объемных свойств смазки. Слои с толщинами ниже критической способны выдерживать большие нормальные давления, не выходя за пределы упругости.

1.3 Прочность масляной пленки

Наиболее надежным средством, предохраняющим трущиеся поверхности от схватывания и последующего глубинного вырывания, является создание между ними тонкой промежуточной пленки, обычно масляной. Важной является оценка защитной роли этой - пленки. По существу такая оценка представляет собой трудную задачу, так как смазка вступает в химическое и физическое взаимодействие с деформируемым металлом и в зоне касания протекают весьма сложные процессы. При мягких режимах трения процессами в деформативной зоне можно пренебрегать, поэтому раньше значительное внимание уделяли оценке прочности самой пленки. Исследования проводились главным образом в статических условиях, что неверно, так как Б. В. Дерягин и Н. А. Кротова на примере оценки адгезионной прочности пленки показывают, что адгезионная прочность сильно зависит от скорости приложения нагрузки. Применительно к трению и изнашиванию существенна характеристика адгезионной прочности при достаточно больших скоростях приложения нагрузки.

2 Влияние различных факторов на граничное трение

Объясняя закономерности влияния различных факторов на трение при наличии в зоне контакта граничного слоя, следует иметь в виду, что сила трения складывается из следующих составляющих. Во-первых, это сопротивление сдвигу на участках (пятнах) контакта, разделенных моно- или полимолекулярным слоем смазочного материала. Во-вторых, эго сопротивление деформируемого материала перемещению внедрившихся выступов. В-третьих, еще одна составляющая силы трения представляет собой сопротивление сдвигу или срезу-на пятнах контакта ювенильных или разделенных оксидными пленками поверхностей. Следовательно, значение коэффициента трения зависит от того, насколько эффективно граничный слой разделяет сопрягаемые поверхности, что в свою очередь является функцией физико-механических и химических свойств трущихся тел и граничного слоя, а также его толщины.

2.1 Влияние микрогеометрии поверхности на граничное трение

С.А. Суховым было выяснено влияние микрогеометрии поверхности на коэффициент кинетического граничного трения.

Опыты показали, что при увеличении шероховатости коэффициент трения переходит через минимум, причем чем тоньше пленка смазки, нанесенная на поверхность трения, тем этот минимум выражен более отчетливо. На рис. 2 изображена зависимость коэффициента трения от шероховатости при различной расчетной толщине смазки по данным, полученным Суховым. Такое изменение коэффициента трения от шероховатости закономерно. (Наиболее чувствителен к колебаниям температуры параметр f2. С возрастанием температуры его величина уменьшается.)