2. Антифрикционные свойства

СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Чтобы различить режимы трения используют скоростную зависимость fтр., которую часто называют диаграммой Штрибека - Герси (рис.5):

Рис.5. Зависимость fтр. от V:

1 -область внутреннего трения твёрдых тел; 2 - область граничной смазки; 3 - область полужидко- стной смазки; 4 - область жидкостной смазки.

fтр. 1 2 3 4

0,3 0,2

0,1 0 0,01 0,1 1 10 V, м/с

При жидкостной смазке индентор и контртело разделены слоем жидкости (рис.1б). При относительном движении твёрдых тел в соответствии с уравнением Рейнольдса возникает гидродинамическая подъёмная сила, что соответствует оптимальному режиму трения, например, для подшипника скольжения.

При меньшей V или большей нормальной силе N или температуре окружающей среды Т пара может попасть в область полужидкостной смазки (зона 3 на рис.5), когда появляются небольшие зоны непосредственного контакта обоих тел.

При дальнейшем изменении указанных выше условий трение переходит в область граничной смазки (зона 2), которая характеризуется ещё большей фактической площадью контакта (ФПК).

С увеличением N наблюдается переход в область внутреннего трения (зона 1). Градиент сдвиговой прочности становится отрицательным, и система начинает быстро разрушаться.

Принципиальная зависимость fтр. от V для масел и пластичных смазок показана на рис.6:

fтр.

Рис.6. Зависимость fтр. от V:

А - для чистых минеральных масел;

В - для пластичных - смазок.

0,3 А

0,2

0,1

В

0

0,1 0,2 0,3 V, м/с

Для жидких масел с увеличением скорости скольжения fтр. падает в связи с уменьшением времени существования фрикционных связей и ФПК. Для пластичных смазок обратная зависимость объясняется только снижением вязкости. В области высоких скоростей fтр. слабо возрастает увеличением V для кривых обоих типов.

Принципиальная зависимость fтр.= f(N) показана на рис.7:

Рис.8. Зависимость fтр. от N:

1 - область действия закона Кулона (Fтр. = fтр.N+ А, где А - сила трения, не зависящая от N);

2 - область действия закона Амонтона(Fтр. = fтр.N)

fтр. 1 2

fтр.

fдеф

.

fадг.

N

Некоторые значения fтр. :

• подшипник качения - 0,0025;

• гидродинамический радиальный подшипник - 0,005;

• граничная смазка - 0,020-0,1;

• трение фторопласта - ----- " -------;

• трение при резании - 1,0.

Типичные значения fтр. для твёрдых смазочных покрытий приведены в табл.2:

Таблица 2

Значения fтр. для ТСП

Покрытие на основе МоS2	Плёнкообразователь	fтр. в атмосфере	fтр. в вакууме (10-8 мм рт. ст.)
ВНИИ НП 212	мочевиноформальдегидная смола	0,06-0,12	0,02-0,06
ВНИИ НП 213	кремнийорганическая смола	0,05-0,09	0,04-0,08
ВНИИ НП 229	силикат натрия	0,05-0,12	0,02-0,05
ВНИИ НП 230	эпоксидная смола	0,05-0,12	0,02-0,06