Граничное трение

Здравствуйте, уважаемые читатели блога!

В двух предыдущих статьях мы рассмотрели механизмы гидродинамического и эластогидродинамического трения в парах металл-металл. Мы отметили характерные особенности различных режимов трения, которые в чистом виде, однако, в реальных условиях работы механизмов и машин не встречаются. В реальных условиях различные виды трения чередуются в зависимости от режима работы этих машин (механизмов).

Рис. 1 Различные режимы трения:

а – гидродинамическое трение, б – эластогидродинамическое (полужидкостное) трение, в – граничное трение

Сегодня мы рассмотрим ещё один вид трения, который обычно наблюдается при пусковых, остановочных и переходных режимах работы оборудования, - граничное трение.

Для начала определим это явление. Итак, граничное трение это трение между граничными слоями молекул масла, адсорбированных на поверхности деталей. Толщина слоя масла при этом не превышает 0,1 мкм. На рисунке 2 показано граничное трение между поверхностями деталей.

Рис 2 Граничное трение

Эскиз отображает критическое отсутствие масляной пленки при граничном трении и отсутствие противоизносного и противозадирного эффекта, который призваны обеспечить соответствующие присадки.

Давайте рассудим, как защитить рабочие детали узла трения от износа в условиях граничного трения. Что если жидкость (смазку), которая не способна защитить, заменить на твердые смазки? Ведь мы знаем такие сухие смазки, как графит или, например, дисульфид молибдена. Что если смазку обогатить твердыми смазочными веществами?

Да, друзья, так и поступают. Давно известны смазочные материалы с графитом и дисульфидом молибдена, высокодисперсным тефлоном и различными оксидами металлов со слоистой кристаллической структурой. В условиях непосредственного контакта поверхностей твердые добавки создают защитный эффект без участия масла.

На рисунке 3 показано, как действуют твердые смазочные добавки в парах граничного трения на примере поршневого кольца двигателя внутреннего сгорания.

Рис. 3 Действие твердых смазочных добавок в смазке

Однако, твердые смазочные вещества, защищая от износа при граничном трении, оказывают обратный эффект в условиях гидродинамического трения, вызывая нежелательный внутренний разогрев смазочного материала и абразивное воздействие при высоких скоростях скольжения. Таким образом, смазочные материалы с твердыми смазочными добавками применимы только в тихоходных узлах трения при высоких удельных давлениях, а также в узлах, подверженных ударным нагрузкам. В высокоскоростных подшипниках качения смазки с твердыми добавками не применяются. Предпочтение отдается смазкам без добавок. Их предназначение – обеспечить гидродинамический и эластогидродинамический режим трения. А защиту рабочих деталей в условиях смешанного трения в этих смазках обеспечивают противоизносные и противозадирные присадки. Об этом мы узнали в статье об эластогидродинамическом трении.

Для иллюстрации наших рассуждений приведу две наиболее популярные смазки от российской компании ARGO. Одна из них - ARGO Elit X EP2 – смазка с высокими противоизносными и противозадирными свойствами без твердых добавок, рекомендованная для скоростных подшипников качения.

Наиболее типичными применениями этой смазки, пожалуй, является смазывание внутренних триподных ШРУС легковых автомобилей и внедорожников, а также смазывание игольчатых подшипников крестовин карданных валов. Ну, и, конечно, ARGO Elit X EP2 как нельзя лучше подходит для подшипников колесных ступиц автомобилей и различной автотракторной техники.

А вот ещё одна смазка - ARGO Elit M EP2 - смазка с дисульфидом молибдена, которая рекомендована для высоконагруженных низко- и среднескоростных узлов трения, работающих в режиме граничного трения.

Этой статьёй завершаю цикл на тему «режимы трения». Надеюсь, информация помогла читателю стать экспертом или, по крайней мере, самостоятельным в выборе смазочных материалов.

До новых встреч!