Смазочной способностью

Строго говоря, внешнее трение наблюдается только для твердых тел без смазочной прослойки, так как только в этом случае имеется «непосредственный» контакт двух тел и относительное перемещение обоих тел в области контакта (скольжение или качение).

Когда толщина этой прослойки не меньше 0,1 мк, свойства этой прослойки такие же, как и смазочной жидкости в объеме. В этом случае говорят о жидкостном трении или о жидкостной смазке, а в случае более тонкой смазочной прослойки — о граничном трении или о граничной смазке. J)

1 Влияние скольжения смазочной прослойки по твердым поверхностям на сопротивление их относительному перемещению рассматривал еще Н. П. Петров (подробнее см. стр. 91). Из опытов Н. П. Петрова вытекает пренебрежимо малое значение величины ДЛ для масел.

В присутствии смазочной прослойки силы трения, направленные вдоль участков поверхности вала навстречу направлению его вращения, не исчезают и имеют большую величину в нижней части поверхности вала, т. е. там, где зазор более тонок. Если вал вес же движется

в сторону вращения, то это происходит потому, что силы, возникающие от непосредственного действия внутреннего трения смазочной прослойки, оказывают меньшее влияние, чем силы давления, выражающие косвенный результат действия сил внутреннего трения в смазочной прослойке.

благодаря действию вязкости смазочной прослойки между ним и сопряженной поверхностью.

Вернемся теперь к случаю цилиндрического подшипника. Влияние сил внутреннего трения смазочной прослойки возрастает по мере увеличения скорости движения и вязкости жидкости. Чем больше произведение т) г;, тем больше то расстояние, на которое вал оказывается удаленным от внутренней поверхности подшипника, т. е. тем больше ширина h минимального зазора. Нагрузка Р на единицу продольного сечения вала площади 2RL, естественно, действует в противоположную сторону. Положение вала внутри подшипника зависит поэтому от величины отношения

Таким образом, точные расчеты показывают, что случай, впервые рассмотренный Петровым, действительно способен автоматически реализоваться благодаря действию вязкой смазочной прослойки при достаточно высокой скорости вращения вала и при не слишком большой нагрузке. В этом предельном случае большого значения величины z строго приложила и формула Петрова

позволяющая рассчитывать момент сил сопротивления вращению вала, зависящих от внутреннего трения смазочной прослойки.

При отсутствии смазочной прослойки (роль последней может играть не только специально введенная жидкая прослойка, но и случайные загрязнения, пленки влаги и т. п.) два твердых тела оказываются в непосредственном контакте при любой скорости относительного скольжения. Такой режим трения называется сухим трением. Его закономерности отличны от закономерностей «жидкостного» трения или режима «совершенной» смазки. Это различие в основном объясняется следующим: при внутреннем трении скорость частиц тела меняется непрерывно, без скачков и ее изменение характеризуется градиентом скорости; при сухом, или истинно внешнем, трении при переходе от одного тела к другому в месте их взаимного контакта наблюдается скачок скорости, характеризующий скорость скольжения одного тела относительно другого. Поэтому все случаи трения, когда два твердых тела находятся во взаимном контакте, как, например, трение при наличии смазки при весьма малых ско-

Больше того. Для характера наблюдаемых закономерностей важен даже не факт взаимного контакта трущихся тел, а наличие скачка скорости, хотя бы внутри смазочного слоя, если последний находится между обоими телами, разделяя их. Мы увидим далее, что такое поведение достаточно тонкого смазочного слоя, сближающее его свойство со свойствами пластичного твердого тела, возможно и в том случае, когда смазочная жидкость в большей толще, «в объеме» ведет себя, как подобает жидкости, не обнаруживая никаких скачков скорости при переходе от слоя к слою. Закономерности сухого, или внешнего, трения переходят в закономерности жидкостного трения при определенной, хотя и весьма малой толщине смазочной прослойки, зависящей от рода смазочной жидкости (см. стр. 187—188).

Под смазочной способностью или липкостью подразумевается способность молекул масла прилипать к смазываемым поверхностям, образуя прочные адсорбированные пленки на поверхностях трения. Так как животные и растительные жиры обладают высокой смазочной способностью, то прибавка их к минеральным маслам приводит к улучшению смазочной способности последних.

Для обеспечения надлежащей смазки машин, работающих в различных эксплуатационных и климатических условиях, создан широкий ассортимент смазочных масел. Из этого ассортимента для циркуляционных систем смазки применяются только масла высокой очистки, обладающие высокой химической и термической стабильностью и содержащие минимальное количество смолистых веществ, кокса, золы и механических примесей. Однако хорошо очищенные минеральные масла обладают пониженной смазочной способностью по сравнению с неочищенными маслами, так как в процессе очистки из них удаляются активные углеводороды, присутствие которых в маслах значительно повышает их смазочную способность, являющуюся весьма ценным свойством всех смазочных масел и в особенности масел, применяемых для смазки тяжелонагруженных и передающих ударные нагрузки механизмов. По мере возрастания удельных давлений и уменьшения скоростей скольжения для улучшения смазки и приближения ее к условиям жидкостного трения обычно приходится применять смазочные масла более высокой вязкости и более высокой липкости с целью увеличения толщины смазочного слоя, разделяющего поверхности трения и препятствующего возникновению сухого трения, ускоряющего износ. Для повышения смазочной способности и химической стабильности масел, применяемых в циркуляционных системах, служат специальные присадки к маслам. В качестве присадок используются жирные кислоты, жиры, а также синтетические вещества — продукты соединения жиров и масел с серой. Так как присутствие в масле воды понижает его грузоподъемность и ускоряет коррозию трущихся поверхностей, то смазочные масла должны обладать способностью быстро отделяться от попадающей в них воды и не давать с ней стойких эмульсий. С этой точки зрения очищенные минеральные масла обладают несомненным преимуществом перед неочищенными. На выбор смазочного материала оказывают влияние условия работы трущихся пар: скорость, температура, нагрузка, возможность загрязнения, а также способ смазки. Вследствие этого для смазки оборудования современных металлургических цехов обычно приходится применять несколько сортов смазочных масел, заливаемых в резервуары циркуляционных систем и в картеры редукторов (при картерной смазке).

В работе Е. Ф. Пичугина и автора было доказано, что средняя высота выступов поверхности, измеренная профилометром, заметно уменьшается, если поверхности перед исследованием покрыть каким-нибудь веществом с хорошей смазочной способностью. Наоборот, этот эффект не заметен, если брать масла, не содержащие поверхностно-активных молекул. Было доказано, что подобное уменьшение высоты выступов, измеренное после омасли-вания поверхности, зависит не от действительного уменьшения выступов, а объясняется «буферным» действием смазочной пленки, вызывающим кажущееся сглаживание микрорельефа поверхности.

приведены на рис. 6, на котором по оси абсцисс отложен молекулярный вес М. Из рис. 6 виден закономерный рост смазочной способности жирных кислот с молекулярным весом. Была произведена серия опытов с целью выяснения действия на смазочную способность масел с низкой смазочной способностью лриса-док. Присадками служили винипол (опытная партия) М. Ф. Шестаковского (ИОХ АН СССР), флорицин и олеиновая кислота. Рис. 7 представляет зависимость h от процентного содержания С винипола, флорицина и олеиновой кислоты в масле „МК". Приведенные данные иллюстрируют применимость прибора к оценке присадок, улучшающих смазочную способность.

3. Значение Д=0 для вазелинового масла, как известно, не Обладающего маслянистостью, подтверждает основную идею о связи Д-эффекта со смазочной способностью при

Жидкость должна обладать хорошими смазывающими свойствами — смазочной способностью. В гидравлических системах имеется большое количество подвижных элементов, трущихся друг о друга. Поэтому одним из назначений жидкости для таких систем является снижение трения и устранение износа элементов системы, изготовленных из различных конструкционных материалов

Так как различные жидкости для гидравлических систем обладают разной смазочной способностью, их следует подбирать для конкретной системы с учетом конструкции насоса, рабочего давления и конструктивных особенностей системы.

Для того чтобы трение в гидравлической системе и износ ее элементов были минимальными, рабочая жидкость должна обладать хорошей смазочной способностью.

* Под смазочной способностью жидкостей следует понимать способность их смазочной пленки снижать трение между трущимися поверхностями и противостоять утоньшению. Смазочная способность тем выше, чем ниже сопротивление пленки касательным и выше сопротивление нормальным нагрузкам. Таким образом, смазочная способность является интегральной характе-

прочность смазочных пленок на сдвиг [123]. Считают, что хорошей смазочной способностью обладают жидкости, образующие пленку с малой прочностью на сдвиг. Смазочная способность зависит от химической природы жидкости и от сродства ее к металлу. Она определяется маслянистостью жидкости, ее про-тивозадирными свойствами или способностью предотвращать сваривание трущихся поверхностей, а также составом последних.

* Как правило, под маслянистостью и смазочной способностью жидкости подразумевается одно и то же. — Прим. ред.