30. Смазочные материалы. Выбор системы смазывания.

Назначение смазки:

- уменьшение потерь на трение

- уменьшение или предотвращение износа

- отвод теплоты из зоны контакта

- предохранение от коррозии

Смазочные материалы подразделяют на:

1. Жидкие масла

Характеризуются вязкостью – свойство сопротивляться сдвигу одного слоя жидкости по отношению к другому.

- динамическая вязкость μ [ МПа  с] (зависит от св-в жидкости, t^о , давления)

- кинематическая вязкость ν = μ / ρ [ мм²/с]

При повышении t^о вязкость понижается: μ_t = μ_о  ( t_o / t )^m

m – показатель степени свободы = 2,6…3

В масла вводят присадки: антифрикцикционные, противоизносные, противозадирные и антикоррозионные.

По назначению жидкие масла:

а) индустриальные

ИЛ – легко нагруженные

А – без присадок

Г – гидравлические

В – антиокислительные, антикоррозийные присадки

Н – направляющие скольжение

С – противоизносные

Т – тяжело нагруженные

Д – противозадирные

Е – противоскачковые

Пр. И-Г-А32 (кинематическая вязкость при 40^оС)

б) моторные (для двигателя внутреннего сгорания)

М – 5₃/12 – Г₁

5 – класс кинематической вязкости

3 – наличие загущающей присадки

Г – для форсированных двигателей (А4-92,95)

1 – карбюраторный двигатель

в) трансмиссионные масла

ТМ 5 – 18

5 – группа по эксплутационным свойствам

18 – класс вязкости при 100^оС

2. Пластичные смазочные материалы

Солидол, литол 24, циатил

Минеральное масло + загуститель (мыло).

31. Напряжения, возникающие в контакте нагруженных тел.

Напряжения σ_см

Условия возникновения: размеры площади контакта соизмеримы с размерами контактирующих тел.

σ_см = F/A = F/ab

Контактное напряжение σ_H

Условия возникновения – размеры площади контакта малы по сравнению с размером деталей.

Задача Герца.

Допущения при расчете:

1. Тела однородные, подчиняются закону Гука.

2. Тела неподвижные.

3. Силы трения отсутствуют.

4. Смазка отсутствует.

При расчете контактных напряжений различают два характерных случая:

1. Первоначальный контакт в точке.

2. Первоначальный контакт по линии.

Рассмотрим сжатие двух цилиндров с параллельными осями

До приложения внешней нагрузки q цилиндры соприкасались по линии. Под нагрузкой линейный контакт переходит в контакт по узкой площадке.

μ₁ и μ₂ – коэффициенты Пуассона для стали

Е₁ и Е₂ – модули упругости

1/ρ_пр = 1/r₁ ± 1/ r₂ - приведенная кривизна.

ρ_пр – приведенный радиус кривизны

Если оба тела выпуклые, то знак «+» (1/r₁ + 1/ r₂ )

Если одно выпуклое, другое вогнутое, то «–» (1/r₁ - 1/ r₂)

Для точечного контакта

m – табличный коэффициент, зависящий от соотношения кривизны

Контактные напряжения сосредоточены в тонком поверхностном слое, им сопутствуют касательное напряжение, быстро убывающие по глубине. Напряжение сост. Получается близким к всестороннему сжатию. В связи с этим [σ]_н могут быть больше σ_т

При вращении тел напряжения σ_и и σ_F будут меняться по прерывистому отнулевому циклу.

При достаточно большом числе циклов N наступает время усталости поверхности, т.е. появляются трещинки, а затем ямки и раковины.

Из-за эффекта упругих деформаций тел в точке контакта возникает упругое скольжение. Его оценивают с помощью коэффициента скольжения.

ξ = (V₁ – V₂) / V₁ ≈ 0,01…0,02.

Точки отстающего тела приходят в зону контакта растянутыми, и если в зоне контакта появилась трещина, то в них попадает смазка. На выходе из зоны контакта трещина захлопывается, давление в трещине увеличивается, происходит усталостное выкрашивание.

Но смазка необходима для разделения трущихся поверхностей, отвода тепла и продуктов износа.

Для предотвращения выкрашивания необходимо σ_н  [σ]_н

[σ]_н – зависят от предела выносливости поверхностного слоя. Его повышают за счет повышения твердости поверхности термической или термохимической обработкой.