"Nicăieri nu există perfecțiune completă"
Fricțiunea frontală se observă în cazul în care un strat foarte subțire de lubrifiant (cel de-al treilea corp sau a treia fază), care diferă în proprietăți de proprietățile sale în vrac, separă suprafețele de contact.
Aceasta este cea mai comună formă de frecare în majoritatea unităților de construcție a mașinilor. La suprafețele de lubrifiere lubrifiate la limita este un strat de oxizi adsorbită de gaze naturale și noroi, iar în nodurile care operează pe ungere hidrodinamică, granița apare frecare la pornire și decelerare.
La etapa inițială de intrare în contact a regimului de lubrifiere delimitată între suprafețele de contact ale corpurilor, se formează structura moleculară combinată a stratului lubrifiant. Moleculele polar ale agenților tensioactivi (surfactanți) ai lubrifiantului sau nepolari, cu un dipol indus, sunt adsorbiți pe suprafața corpurilor de contact. În acest caz, moleculele se rotesc pe suprafața solidului cu partea sa activă: gruparea polară (hidroxil, carboxil), atomii de metale alcaline, sulf, fosfor, halogeni și alții asemenea. Centrele active ale moleculelor de surfactanți favorizează o bună umectabilitate a suprafețelor de contact - prima etapă a adsorbției. În același timp, procesele de netezire a microgeometriei suprafețelor de contact sunt în curs de desfășurare.
Pe lângă ecranare, separarea suprafețelor de frecare, a mediului de lubrifiere, care participă la echilibrul termic al perechii de frecare, reduce tensiunea la căldură a zonei de contact datorită chiuvetei și o distribuție mai completă a căldurii în întreaga unitate de frecare.
Simultan, lubrifiantul are un efect de plastifiere pe suprafața solidului, care se manifestă prin reducerea forțelor de deformare și microcutare (efectul Rebinder). În timpul fazei de alergare, acest efect joacă un rol pozitiv, deoarece îl accelerează.
În consecință, straturile subțiri de lubrifiant, schimbând proprietățile sub influența câmpului solid, la rândul său, schimbă proprietățile suprafeței sale. Astfel, lubrifierea în unitatea de frecare are un efect de lubrifiere, răcire și plastifiere.
În regimul staționar (cu P, V, T stabil), sistemul de fricțiune la limită trece într-o stare stabilă dinamic. Filmul lubrifiant este distrus la punctele de contact individuale (vârfuri de presiune la vârfurile microroughnesses); Rugozitatea este netezită, presiunea contactului scade și filmul este restabilit.
Fig.43. Schema structurii stratului de graniță
Straturile de graniță (stratul de ulei) sunt straturile care rezultă din adsorbția moleculelor de hidrocarburi polare pe suprafața solidelor sub acțiunea unui câmp de fază solidă (Fig.43).
Aceste straturi pot avea o structură foarte diferită: de la solid cristalin la lichid, incluzând structuri de cristale lichide intermediare. Principalele tipuri de structuri ale straturilor de graniță sunt structuri stratificate (lamelare) și lattice (reticulare).
Straturile de graniță se formează pe suprafața corpurilor policristaline reale. Acțiunea câmpului acestor corpuri se extinde direct sau indirect la moleculele stratului adsorbit, situate la distanțe de 10 ... 100 nm de la o suprafață solidă. O caracteristică caracteristică a straturilor adsorbite la limită este diferența în structura și proprietățile (elasticitatea) în grosimea acestor structuri multimoleculare, ceea ce se explică prin scăderea intensității câmpului fazei solide.
Se constată că straturile limită sunt corpuri policristaline, iar distanța de la generatoarea structurii suprafeței acestor straturi se transformă treptat într-un singur cristal cu solid-TION planuri paralele uniforme de suprafață de clivaj (fig. 43).
Astfel, umplerea prin adsorbție a spațiului limită contribuie la netezirea treptată a suprafeței elementelor policristaline ale stratului de graniță.
Proprietățile și funcționarea straturilor lubrifiante limită sunt influențate în mare măsură de temperatura care se dezvoltă în timpul frecarii. Adesea, întreaga unitate de frecare funcționează într-un mediu cu temperaturi ridicate.
Trebuie remarcat faptul că toate uleiurile și unsorile tehnice reduc brusc viscozitatea cu creșterea temperaturii. În plus, o creștere a temperaturii conduce la o deplasare a echilibrului dinamic atunci când straturile de lubrifiere limită sunt formate în direcția desorbției, adică stratul de lubrifiant încetează să separe suprafețele de frecare. Prin urmare, este important să cunoaștem limitele de temperatură ale performanței straturilor de lubrifiere la limită.
Temperatura minimă la care pentru o anumită combinație a unui mediu lubrifiant și materialele de suprafețe de fricțiune distruse structurile de frontieră se numește temperatura critică a stratului lubrifiant delimitat. Valoarea sa este determinată conform GOST prin metoda experimentală de rezistență la temperatură a uleiului de lubrifiere pe mașinile de fricțiune (cel mai adesea cu patru bile). Criteriul de distrugere termică a straturilor limită este o creștere accentuată a coeficientului de frecare și uzură (figura 44).
Figura 44. Distribuția. Determinarea temperaturii critice
Caracteristica principală a fricțiunii de margine este formarea straturilor de ecranare de limită a lubrifiantului. Cu cât acest strat este mai gros, cu atât mai stabil și mai lent se rupe pe vârfurile de presiune. Această ultimă circumstanță ajută la menținerea coeficientului de frecare la un nivel scăzut. Stratul de lubrifiere este de 0,1 ori mai lung decât stratul de 0,1 μm de 3,5 ori mai lung (figura 45, a).
Grosimea straturilor de lubrifiere la limită (Fig.45, b) afectează capacitatea lor de a egala rugozitatea suprafețelor de contact. Ramura stângă a curbei 2 scade proporțional. iar cea dreaptă crește odată cu creșterea componentei de deformare.
Sarcina are un efect semnificativ asupra procesului de frecare la limită. Creșterea tensiunilor normale de contact mărește coeficientul de frecare. Mai mult, acest proces depinde de proprietățile lubrifiantului utilizat (Figura 45, c).
Creșterea vitezei de alunecare determină, de asemenea, o creștere a coeficientului de frecare (figura 45, d). Acest lucru este arătat experimental pe o pereche de oțel-bronz atunci când este lubrifiat cu acid oleic. Creșterea forțelor de frecare este cauzată de creșterea caracteristicilor de vâscozitate ale straturilor de lubrifiere. Prin urmare, un lagăr rulant neformat are adesea un cuplu de frecare mai mic decât cel lubrifiat. Acest lucru se datorează rezistenței la vâscozitate a lubrifierii la mișcare.
Fig.45. Impactul asupra coeficientului de frecare și a grosimii limita de lubrifiere peliculă (1-0,01mkm, 2-0,1mkm), b-microgeometriile (strat lubrifiant 1-2mkm, 2,2 x 10 -3 m) în contactul normal- Acționează (prin lubrifierea uleiului de 1 oră, 2-vaselină), viteza de alunecare (oțel-bronz cu acid oleic)
În perioada finală de uzură catastrofale, având ca rezultat acumularea de distrugere a stratului limită și suprafețele de contact devin procese ireversibile palpabile (de exemplu, apar vibrații datorate creșterii backlash) și uzura brusc crește.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: