7.3. Гидростатическая жидкостная смазка

Разделение трущихся поверхностей в подшипнике скольжения можно осуществить не только в динамике (при вращении вала), но и в статике, когда вал неподвижен. Это очень важно в момент трогания вала. Это можно обеспечить, подавая в зону контакта вала с подшипником жидкий смазочный материал под высоким давлением, создаваемым установленным вне подшипника насосом. Такой режим разделения трущихся поверхностей получил название «гидростатическая жидкостная смазка», а подшипник, в котором реализуется этот режим, – «гидростатический подшипник жидкостного трения».

Для гидростатической смазки требуется давление масла порядка 20…30 МПа.

7.4. Эластогидродинамическая смазка

Этот режим смазки реализуется в подшипниках качения и зубчатых зацеплениях. Предпосылкой для возникновения пленки смазочного материала служат высокие контактные нагрузки, приводящие к упругим деформациям соприкасающихся тел и к росту вязкости смазочного материала в соответствии с зависимостью

, (7.8)

где - вязкость смазочного материала при = 0, ;

- давление на контакте, ;

- пьезокоэффициент вязкости, , для минеральных масел, .

Эпюра давлений в смазочном слое и вид контакта представлен на рис.7.5, т.е. на выходе имеется сужающаяся щель и соответствующий сужению всплеск давления.

Рис. 7.5. Эпюра распределения скоростей, форма зазора

между контактирующими при качении цилиндрами

и ориентировочная эпюра распределения в нем давления масла:

1 - контактирующие поверхности; 2 - масло; 3 – эпюра давления масла; 4 - распределение давления по Герцу для несмазанных поверхностей; - координаты концов смазочного слоя

В наиболее узком месте увеличивается скорость течения и растет вязкость масла под действием давления. При выходе из зазора вязкость масла резко падает.

Наибольшее влияние на распределение максимума давления оказывает параметр скорости .

, (7.9)

где - вязкость смазочного материала, ;

- скорость скольжения на контакте, ;

- эквивалентный модуль продольной упругости, Па;

- эквивалентный радиус кривизны, м.

Минимальная толщина масляной пленки также зависит от параметра скорости, т.е. возрастает с его ростом.

Сила трения, возникающая при эластогидродинамической смазке при чистом качении, изменяется с изменением параметра скорости и в первом приближении прямо пропорциональна толщине пленки смазочного материала.

Существенное влияние на режим эластогидродинамической смазки оказывает шероховатость контактирующих поверхностей. Условной мерой реализации эластогидродинамической смазки является коэффициент толщины пленки .

При > 3 топография поверхности не оказывает влияние на свойства пленки;

при 2< <3 увеличение поперечной шероховатости приводит к росту толщины пленки;

при 1< <2 на толщину пленки превалирующее влияние оказывает продольная разнотолщинность, что характерно для реальных режимов трения;

при возникает смешанное трение с небольшой долей нагрузки, приходящейся на микронеровности;

при =1,5..2,5 возникают только отдельные контакты, которые исчезают при > 2,5, обеспечивая режим гидродинамической жидкостной смазки.

После приработки толщина пленки смазочного материала, необходимая для обеспечения жидкостного трения, уменьшается в некоторых случаях до 10 раз.