10. Смазка и смазочные материалы

10.1. Основные понятия и определения

Одним из наиболее эффективных путей обеспечения надежности и долговечности подвижных сопряжений деталей машин и механизмов и минимизации энергетических потерь при их эксплуатации является использование в качестве компонентов этих сопряжений смазочных материалов. Смазочный материал в реальных машинах всегда присутствует и рассматривается в трибологии как самостоятельное третье тело. Это третье тело взаимодействует как с первым и вторым телами, так и с окружающей средой. В ряде случаев окружающая среда оказывается способной влиять на изменение свойств первого, второго и третьего тел. При этом существует взаимное влияние между каждым телом и внешней средой.

Смазочные материалы – это продукты органического и неорганического происхождения, которые вводят между поверхностями с целью уменьшения потерь на трение в этом сопряжении, предотвращения заедания и снижения износа пар трения (рис. 10.1). Внутреннее трение в смазочных материалах 3 существенно меньше, чем внешнее трение несмазанных деталей 1 и 2, а исключение или минимизация непосредственного контакта пар трения приводит к улучшению фрикционно-износных характеристик сопряжения трущихся тел.

Смазочный материал является важнейшим конструкционным элементом узла трения, во многом определяющим его надежность и долговечность, а также потери энергии при его функционировании.

Рис. 10.1. Схема несмазанного (а) и смазанного (б) контактов трущихся тел: 1 и 2 - трущиеся тела; 3 - смазочный материал

Как конструктивный элемент узла трения смазочный материал выполняет следующие функции:

1) уменьшает трение между сопряженными деталями узла;

2) снижает износ и предотвращает задиры трущихся поверхностей;

3) отводит тепло от трущихся поверхностей;

4) защищает поверхности трущихся и смежных с ними деталей от коррозии;

5) уплотняет зазоры между сопряженными деталями;

6) удаляет из зоны трения продукты износа, коррозии и прочие загрязнения.

По своей структуре смазочный материал (рис. 10.2) представляет собой основу (базовый материал), состоящую из веществ разной природы, и непосредственно материал, осуществляющий выбранное конструктором направленное действие. Важная роль в этом отводится и связующему элементу, ответственному за устойчивое взаимодействие базового материла, присадок и особенно поверхностей трущихся тел.

Смазочный материал

Базовый материал (масло)

Смазывающий элемент

Присадка

Противоизносная

Противозадирная

Антикоррозионная

Депрессорная

Антиокислительная

Противопенная

Антифрикционная

Моющая

Улучшающая индекс вязкости

Минеральный

Синтетический

Животный

Растительный

Нефтяной

Рис. 10.2. Состав смазочного материала

Смазка – это действие смазочного материала, в результате которого уменьшается трение контактирующих тел и (или) снижается их износ. В роли смазочного материала могут выступать адсорбционные слои, специальные жидкости и твёрдые тела. Поэтому смазка и смазочные материалы в основном бывают следующие (рис. 10.3):

1) газовая. Используется газообразный смазочный материал. Газовая смазка разделяется на газодинамическую и газостатическую;

2) жидкостная смазка. Используется жидкий смазочный материал;

3) жидкостная смазка разделяется на гидродинамическую, гидростатическую и граничную;

4) твёрдая смазка. Используется твёрдый смазочный материал либо самосмазывающийся смазочный материал;

5) пластичная смазка. Занимает промежуток между жидкостными и твёрдыми смазками.

Виды смазки

Жидкостная

Пластичная

Твердая

Газовая

Газодина-мическая

Газостатическая

Гидродин-амическая

Гидростатическая

Граничная

Смазочный материал

Самосмазывающийся материал

Рис.10.3 Виды смазки