- •1. Трибология и триботехника
- •1.1. Основные понятия
- •1.2. Роль трения в работе машин и оборудования и основные задачи триботехники
- •2. Виды и режимы трения
- •2.1. Классификация трения
- •3. Эволюция взглядов на природу трения твердых тел
- •4. Особенности строения и свойства трущихся тел
- •4.1. Характер взаимодействия между атомами, ионами и молекулами
- •4.2. Кристаллические и аморфные тела
- •4.3. Монокристаллы и поликристаллы. Элементарная кристаллическая ячейка
- •4.4 Теоретическая и реальная прочность твердых тел. Дефекты структуры
- •4.5. Рельеф поверхности твердых тел
- •4.6. Микродефекты поверхности.
- •4.7. Физико-химические свойства поверхностей трения твердых тел. Свободная поверхностная энергия твердых тел. Адсорбция
- •5. Особенности взаимодействия твердых тел
- •5.1. Контактирование гладких поверхностей твердых тел
- •5.2. Адгезионное взаимодействие между твердыми телами
- •5.3. Типы фрикционных связей
- •5.4. Развитие усталостных трещин при трении
- •5.5. Работа сил трения. Температура на поверхностях трения
- •5.6. Химическое модифицирование поверхности
- •5.7. Эффект п.А.Ребиндера
- •5.8. Угол смачивания поверхности твердого тела
- •5.9. Особенности трения твердых тел
- •5.10. Влияние окисных, адсорбционных и других поверхностных пленок на трение твердых тел
- •5.11. Обобщенные закономерности трения твердых тел
- •6. Изнашивание твердых тел
- •6.1. Общие понятия и определения
- •6.2. Классы износостойкости
- •6.3. Входные и выходные параметры и внутренние факторы, определяющие износ
- •7. Механизмы и особенности видов изнашивания
- •7.1. Механические виды изнашивания
- •7.2. Молекулярно-механические виды изнашивания
- •7.3. Коррозионно-механические виды изнашивания
- •7.4. Переход одних видов изнашивания в другие
- •7.5. Адсорбционное понижение прочности трущихся тел
- •8. Три стадии изнашивания трущихся тел
- •8.1. Распределение износа между трущимися телами по их рабочим поверхностям
- •9. Расчетные методы оценки изнашивания
- •9.1. Общие закономерности измерения силы трения и скорости изнашивания в зависимости от условий нагружения
- •9.2. Понятие износостойких и неизносостойких материалов
- •9.3. Основные направления совершенствования триботехнических свойств подшипников скольжения и качения
- •10. Смазка и смазочные материалы
- •10.1. Основные понятия и определения
- •10.2. Жидкие смазочные материалы
- •10.3. Твердые смазочные материалы
- •10.4. Пластичные смазочные материалы
- •10.5. Газовые смазочные материалы
- •10.6. Целесообразность использования смазочных материалов
- •11. Методы и приборы для исследования трения и износа твердых тел
- •11.1. Классификация машин трения по силовым и кинематическим признакам
- •11.2. Общие представления о конструкции и технических характеристиках отечественных машин трения
- •11.3. Отечественные серийные универсальные машины трения
- •11.4. Методы трибологических испытаний
- •11.5. Переносные устройства для измерения коэффициента трения
- •Вопросы для самопроверки
- •5.2. Каковы виды адгезионного взаимодействия твердых тел?
- •6.1. Что такое изнашивание и износ, и способы их обозначения?
- •7. Механизмы и особенности видов изнашивания
- •Литература
- •Оглавление
10.3. Твердые смазочные материалы
В условиях, когда жидкие смазочные материалы не обеспечивают требованиям смазки узлов трения машин или оказываются непригодными для конкретных условий, используются твердые материалы,
Рис.10.6. Способы нанесения смазочных материалов на поверхности трущихся тел |
Виды смазки
По способу подачи смазочного материала
По повторности использования смазочного материала
Одноразовое проточное
Ресурсное
Циркуляционное
Твердым покрытием
Капельное
Под давлением
Погружением
Набивкой
Маслянным туманом
обладающие анизотропией (неоднородностью) механических свойств в разных направлениях и специфическими особенностями по температурному напряжению, уровню нагрузок, санитарным требованиям и др.
К твердым смазочным материалам относятся неорганические смазки – графит, MoS2, WS2, BN, AgI и др.; известь, тальк, бентонитные глины; мягкие металлы – In, Pb, Sn, Ca, Zn, Ag и др.; пластмассы и полимеры – политетрафторэтилен (тефлон), нейлон, полиэтилен; порошкообразные и им подобные материалы.
Дисульфид молибдена – мягкий порошок серого цвета естественного или синтетического происхождения. Термически стабильный на воздухе в диапазоне температур до 300...400 °С, а в вакууме и инертных газах – до 1000...1500 °С.
Графит используется в виде спрессованных вкладышей к подшипникам, а также как наполнитель к пластичным смазкам. Графит обладает слоистой структурой и может быть термически стойким до температур порядка 400...600 °С. Для обеспечения низкого коэффициента трения графиту необходимо наличие молекул воды и кислорода.
Политетрафторэтилен (тефлон) – реализует низкий коэффициент трения, весьма стабилен по отношению к агрессивным средам. Работает в диапазоне температур от –200 до +300 °С. Для этого материала характерны также плохая теплопроводность, низкая износостойкость и неспособность выдерживать значительные нагрузки из-за высокой пластичности.
Порошковые материалы в зависимости от содержания в них влаги меняют свои структурно-реологические свойства от свойств, характерных для твердых тел до свойств, близких к свойствам жидкостей.
10.4. Пластичные смазочные материалы
Выпуск пластичных смазочных материалов составляет в мире около 8% от производства всех смазочных материалов. Они представляют собой объемную дисперсную структуру (образованную из различного рода загустителей) в карманах которой находится дисперсионная фаза в виде масла. Агрегаты молекул размером в несколько мкм вместе с маслом, на которое действуют межмолекулярные силы, образуют мицеллу. Взаимодействие между мицеллами приводит к образованию пространственного скелета. Прочность коллоидной структуры определяет эксплуатационную пригодность пластичной смазки. Реологические свойства масел характеризуются, прежде всего, вязкостью, которая зависит от температуры и давления. Для пластичных же смазок вязкость зависит не только от температуры и давления, но и от скорости сдвига. С ростом скорости сдвига вязкость пластичной смазки снижается, потому что разрушается внутренняя структура смазки.
Чаще всего в качестве загустителя используются мыла – соли жирных кислот (кальциевые, натриевые, литиевые, бариевые, калиевые, алюминиевые и свинцовые). В пластичной смазке загуститель находится в количестве 5...25 % от их массы. Вид катиона мыла определяет вид образуемой структуры и эксплуатационные свойства смазки. Вид же аниона мыла оказывает значительно меньшее влияние, чем вид катиона. Наибольший эффект достигается при использовании кислот с определенной длиной молекул, содержащих 14...18 атомов углерода. И этим определяются многие свойства пластичных смазок.