ЛЕКЦИЯ №5
Тема: Основные сведения о трении и смазке. Условия работы авиационных смазочных материалов. Общие требования к маслам

Цель лекции: Изучить основные сведения о трении и смазки, а также их общие требования к маслам.

Вопросы лекции

1. Основные сведения о трении и смазке.

2. Условия работы авиационных смазочных материалов

3. Общие требования к маслам
Краткое содержание лекции.

Основные сведения о трении и смазке. Работа двигателя сопровождается трением контактирующих и перемещающихся друг относительно друга поверхностей. Часть мощности, развиваемой двигателем, затрачивается на преодоление сил трения. Для уменьшения влияния этих сил, под действием которых происходит износ трущихся деталей, а также тепловыделение, применяют смазку поверхностей смазочными материалами различного типа.

В зависимости от наличия и количества смазочного материала между трущимися поверхностями различают следующие виды трения:

а) жидкостное трение – трение между слоями и молекулами масла;

б) граничное трение – трение при наличии граничной пленки. В этом случае все деформации, связанные с относительным перемещением поверхностей, происходит во внутреннем объеме пленки или на границе ее контакта с поверхностями и не затрагивают трущиеся поверхности. Пленки, образующиеся на поверхности твердого тела за счет межмолекулярных физических сил, называются адсорбированными, за счет химического взаимодействия – хемосорбированными.

Смазочные материалы подбирают так, чтобы они одновременно обеспечивали создание как адсорбированных, так и хемосорбированных пленок.

Если молекула смазочного материала подходит достаточно близко к молекуле металла, между ними возникают силы взаимного притяжения (Ван-дер-ваальсовы силы). Адсорбционная способность зависит не только от свойств смазочного материала, но и от свойств твердой поверхности, которую он покрывает. Способность смазочного материала образовывать на смазываемых поверхностях адсорбированные слои молекул, обладающие высокой устойчивостью к нормальным силам сдвига, определяет его смазывающие свойства.

---

Адсорбированная на твердой поверхности пленка не только механически разделяет трущиеся поверхности, но и участвует в химическом взаимодействии с этими поверхностями. Она является «поставщиком» химических веществ, вступающих в реакцию с твердой поверхностью и образующих химически связанные с ней хемосорбированные граничные пленки.

Большое влияние на граничное трение оказывают окислительные процессы, так как продукты окисления углеводородных масел и поверхностных слоев металлов существенно изменяют интенсивность износа и величину коэффициента трения. Окисные слои играют важнейшую защитную роль, предотвращая интенсивное схватывание металлов. Однако при легких режимах трения интенсивное протекание процессов окисления ведет к усилению износа.

Износ деталей может быть предотвращен защитными слоями химических соединений (сульфидов, хлоридов, фосфидов, оксидов), для чего в масла вводят различные присадки, содержащие в своем составе серу, хлор, фосфор, жирные кислоты и др.

в) сухое трение – трение, возникающее при разрыве граничной пленки.
Характеристика основных видов трения

При движении одного тела по поверхности другого возникает сила трения.

Трение подразделяется на статистическое (трение покоя) и трение движения.

В свою очередь трение движения подразделяется на:

• 
  трение скольжения (первого рода), которое имеет место при контакте трущихся поверхностей по определенной площадке;
  
• 
  трение качения, возникающее при соприкосновении трущихся поверхностей по линии или в одной точке (трение второго рода).
  

Трение скольжения подразделяется на 4 вида: сухое трение, граничное трение, полужидкостное и жидкостное.

Для оценки потерь мощности на трение используют коэффициент трения f, представляющий собой отношение силы трения F к нагрузке N:

f=F/N
Сухое трение подчиняется закону Амонтона, который гласит, что коэффициент трения не зависит от площади контакта трущихся поверхностей. Это означает, что при одной и той же нагрузке N, силы трения и маленького и большого кубиков, скользящих по одной и той же поверхности одинаковы

В результате коэффициент трения не зависит от нагрузки и, если N₁ = N₂, то F₁ = F₂.

Граничное трение возникает при наличии тончайшего слоя масла (пленки). При граничной смазке на выступающих участках поверхности материал пленки полностью вытесняется и возникает контакт металл-металл. Граничная смазка возникает при высоких нагрузках, а также в начальный период работы механизма и требует применения противоизносных и противозадирных присадок.

---

Соотношение между нагрузкой и силой трения
Жидкостным называется такое трение, при котором трущиеся поверхности отделены друг от друга слоем смазочного материала. В этом случае трение происходит между слоями масла и определяется, в основном, его вязкостью. Жидкостный режим смазки является наиболее приемлемым для трущихся деталей, так как он обеспечивает малые потери мощности на трение и малый износ деталей. Коэффициент жидкостного трения лежит в пределах 0,01…0,001.

Теория жидкостного трения разработана русским ученым профессором Н.П. Петровым, опубликовавшим в 1883 г. свой труд «Трение в машинах и влияние на него смазывающей жидкости». Основываясь на законе Ньютона для трения в жидкости и результатах многочисленных опытов, он математически выразил закон жидкостного трения и предложил для практического использования следующую упрощенную формулу

F , h

где F – сила жидкостного трения;

- динамическая (абсолютная) вязкость масла;

V - линейная скорость перемещения трущихся поверхностей; S – площадь соприкосновения трущихся тел; h – толщина масляного слоя.

Д инамическая вязкость - это сила сопротивления движению двух слоев жидкости площадью 1м² с градиентом скорости 1м/с и находящихся на расстоянии 1м друг от друга. Она измеряется в системе СИ в Паскаль-секундах; в системе измерений CGS единицей динамической вязкости является Пуаз, (1Пз = 0,1Па·с). На практике используют сотые доли Пуаза - сантиПуаз. Например, вязкость воды при 20⁰С равна 1 сантиПуазу.

К инематическая вязкость – это отношение динамической вязкости к плотности масла и выражается в системе СИ в м²/с. В системе измерений CGS единицей кинематической вязкости является Стокс, 1Ст = 10^-4 м²/с. На практике применяют сотые доли Стокса – сантиСтокс (1сСт = 1мм²/с = 10^{- 6} м²/с).

П

---

ри использовании кинематической вязкости формула Петрова примет вид

F S .

h

Из формулы следует:

• 
  п ри жидкостном трении сила трения и, соответственно, потери мощности тем больше, чем больше вязкость масла , скорость вращения вала V и площадь соприкосновения пар трения;
  
• 
  надежность жидкостной смазки (наличие гарантированного слоя толщиной h) возрастает с увеличением скорости скольжения, вязкости масла и уменьшением нагрузки на подшипник;
  
• 
  чем выше скорость скольжения, тем менее вязкое масло должно применяться в узлах трения и наоборот;
  
• 
  чем больше зазоры между деталями, тем выше должна быть вязкость масла;
  
• 
  чем выше нагрузка на трущиеся детали, тем более вязкое масло следует применять для смазки узлов.
  

Условия работы авиационных смазочных материалов.

В зависимости от исходного сырья, использованного для получения масла, моторные масла делят на нефтяные (полученные перегонкой нефти) и синтетические, получаемые химическими методами.

Нефтяные (минеральные) масла представляют собой тяжелые вязкие нефтяные фракции с температурой кипения свыше 340⁰С, содержащие 20-70 атомов углерода. Они делятся на три вида:

дистиллятные – получаемые путем очистки отдельных дистиллятов, отделяемых при перегонке мазута;

остаточные – получаемые путем очистки остатков, получающихся при переработке гудрона;

смешанные – состоящие из смеси дистиллятных масел с остаточными.

Некоторые важнейшие свойства нефтяных масел зависят от их группового состава, определяющегося происхождением нефти и технологией переработки нефтепродуктов. Поэтому нефтяные масла одинаковой вязкости, но различного происхождения обладают неодинаковыми свойствами и для их выравнивания необходимо введение различных количеств и типов присадок.

При работе в двигателе масло подвергается воздействию высоких температур и давлений в присутствии кислорода воздуха, воды и инородных примесей. В этих неблагоприятных условиях масло должно сохранять в течение максимально возможного периода времени свои полезные свойства. Требования обеспечения запуска двигателя при низких температурах окружающей среды и минимального отрицательного влияния масла на детали двигателя расширяют и углубляют объем требований, предъявляемых к этим маслам.

---

Общие требования к маслам.

- возможно меньшая вязкость;

- резкое возрастание вязкости с повышением давления;

- пологая ВТХ;

- низкая температура застывания;

- хорошая смазывающая способность и высокая нагрузочная прочность пленки;

- отсутствие нестабильных составных частей, выделяющихся в виде отложений в двигателе;

- коррозионная устойчивость;

- высокая температура вспышки и низкая огенопасность;

- физическая однородность.

Смазочные материалы предназначены для уменьшения интенсивности изнашивания и сил сопротивления в узлах трения, а также для обеспечения нормального функционирования систем, содержащих смазки.

Используемые в народном хозяйстве смазочные материалы делят на два вида:

- смазочные масла — при положительной температуре жидкости;

- пластичные (консистентные) смазки — при положительной температуре мазеобразные вещества.

В зависимости от вида сырья и способа его переработки смазочные материалы могут быть: минеральные, органические и синтетические.

Основную массу (более 90%) минеральных масел получают при переработке нефти (нефтяные масла), которые могут быть дистиллятными, остаточными и смешанными. В небольших количествах минеральные масла получают при переработке смол каменного угля, сланца, торфа (смоляные масла).

Минеральные (нефтяные) масла в зависимости от их назначения и условий работы делят на следующие группы: моторные, трансмиссионные, индустриальные, приборные, компрессорные, цилиндровые, турбинные, электроизоляционные, гидравлические и вакуумные.

Органические смазочные материалы бывают растительные и животные. Растительные масла получают при переработке семян растений. Из большого числа получаемых растительных масел в технике применяются касторовое, горчичное и сурепное. Из животных масел, получаемых при переработке животных жиров, используют технический рыбий жир, костное и спермацетовое масла. Как правило, органические масла имеют лучшие смазочные

---

Смотрите также файлы

• Методические указания по выполнению контрольной работы разработаны Поповой Тамарой Александровной канд экон наук, доцентом кафедры финансового рынка и финансовых институтов.pdf

• Ср г равнобедренный треугольник.docx

• Контрольная работа за 2 четверть.docx

• Индивидуальное домашнее задание 5. Ф. И. О. студента группа Общая характеристика учений немецкой классической философии.odt

• Ежемесячный отчет о проделанной работе По предмету Хореография Тема занятия (мероприятия).docx