9. Жидкостное трение. Понятия гидростатической, гидродинамической и эластогидродинамической смазки.

При жидкостной смазке поверхности трения разделены слоем смазочной жидкости, который несет нормальную нагрузку, приложенную к узлу трения. Минимальная толщина слоя превышает сумму максимальных высот неровностей на обеих поверхностях. Поэтому трение твердых тел заменяется внутренним трением слоев жидкости. Сила внутреннего трения жидкостей подчиняется закону Ньютона, и их называют ньютоновскими. Масла, как правило, являются ньютоновскими жидкостями, вязкость которых не зависит от скорости сдвига. Масла с присадками, особенно при низких температурах – неньютоновские жидкости: их вязкость уменьшается при повышении температуры и снижении давления.

Рис. Распределение скоростей в слое жидкости (1), разделяющем поверхности трения (2 и 3)

Трение вала в подшипнике при постоянном зазоре. Отсюда следует, что момент трения растет с повышением скорости вращения, увеличением радиуса вала и длины подшипника и с уменьшением зазора в нем.

Рис. Схема жидкостной смазки подшипника скольжения. 1 – вал, 2 – подшипник, 3 – жидкий смазочный материал, h=const – зазор между валом и подшипником

При уменьшении скорости вращения  вал опускается в подшипнике под действием нагрузки N, смещаясь на величину l и зазор h становится неравномерным. Наибольший h_max и наименьший h_min зазоры образуются по оси вала, повернутой на некоторый угол  от вертикальной оси подшипника в сторону вращения вала. Эпюра распределения давления в смазочном слое несимметрична, а максимальное давление соответствует h_min. Расчет таких подшипников производят с использованием уравнений гидродинамики. Жидкостная смазка – смазка, при которой разделение поверхностей трения осуществляется жидким смазочным материалом. Разновидностями жидкостной смазки являются гидродинамическая и гидростатическая смазки. В первом случае полное разделение поверхностей трения происходит за счет давления, возникающего в слое жидкости при относительном движении поверхностей, во втором – за счет нагнетания жидкости под внешним давлением в зазор между поверхностями трения, находящимися в движении или покое.

10.Основные методы герметизации. Достоинства и недостатки. Основные типы конструкции уплотнений.

1) точная пригонка контактных поверхностей сопрягаемых деталей, обеспечивающая минимальный зазор в соединении;

+: возможность использования материалов, обладающих наибольшей прочностью, твердостью, износостойкостью, жаропрочностью высоких (800 – 900 К) и низких (ниже 120 К) температур? снижение требования к точности изготовления и монтажа элементов конструкций, не входящих в прецизионную пару; жесткость герметичных соединений; конструктивная простота и удобство в эксплуатации уплотнений,.

-: значительная трудоемкость доводки деталей; высокая себестоимость герметичных прецизионных пар,; необходимость защиты герметичного соединения от попадания абразивных частиц и загрязнения; значительная вероятность отказов уплотнений вследствие эрозионного, динамического и коррозионного повреждений герметизируемых соединений/

2) нагружение контактирующих деталей усилием сжатия, вызывающим деформацию микронеровностей в контакте;

+: технологичность, снижение требований к чистоте и точности сопрягаемых поверхностей, уменьшение трудоемкости уплотнений, недефицитность и взаимозаменяемость герметизаторов из резины, пластмасс и других неметаллических материалов; надежность герметизации; высокая степень защиты соединяемых деталей от щелевой коррозии.;

-: неравнопрочность материалов герметичного соединения,; необходимость специальных устройств для поддержания контактного давления,; опасность выдавливания герметизаторов при экстремальных перепадах давления в уплотнении,

3) заполнение зазоров в соединении разделительными средами, препятствующими утечке герметизируемых сред/.

+: высокая эффективность герметизации газовых сред и вакуума; возможность автоматического регулирования контактного давления в герметизируемом соединении при изменении эксплуатационных факторов; выполнение разделительными средами дополнительных функций при эксплуатации уплотнений, смазывание подвижных соединений, электрическая изоляция деталей

-: температура эксплуатации ограничена критической величиной парциального давления и фазовыми переходами разделительных сред; сложность и высокая трудоемкость уплотнений,; опасность попадания разделительных сред в герметизируемый объем; невысокая стойкость пленок разделительной жидкости к фрикционному разрушению и выдавливанию из зазоров герметизируемой средой

4) использование электромагнитных полей, взаимодействующих со средами в зазорах сопряжения;

+: высокая эффективность в широком интервале скоростей и температур; повышенный ресурс и минимальное обслуживание подвижных уплотнений; удобство регулирования параметров;

-: токсичность паров жидких металлов, дефицитность и высокая стоимость магнитных жидкостей; низкая эффективность герметизации сред, находящихся под избыточным давлением, а также многих жидкостей; нагревание индукционных уплотнений вихревыми токами.

5) генерирование инерционных и вихревых сил, увеличивающих сопротивление истечению герметизируемых сред;

+: обладают значительным ресурсом; эффективность уплотнений возрастает с увеличением скоростей вращения, демпфируют радиальные и осевые вибрации машин.

-: наличие утечек при остановках машин, необходимость обеспечения устройств стояночными уплотнениями; конструктивно-технологическая сложность монтажа и наладки динамических уплотнений; необходимость использования разделительных жидкостей для герметизации вакуума.

6) формирование неразъемных соединений методами сварки, пайки и склеивания.

+: технологичность, возможность автоматизации; меньшая материалоемкость и себестоимость;; равномерность распределения механических напряжений поплощади клеевых и паяных соединений, свойство склеек демпфировать вибрации.

-: неразъемность герметичных соединений; наличие операций монолитизации расплава или отверждения клея, трудность обнаружения технологических дефектов, необходимость выполнения герметизации высококвалифицированными специалистами; подверженность сварных и паяных соединений локальной коррозии, а клеевых – старению в агрессивных средах;