[Тема недели] 5–12 июля 2011 года

Цель принудительного смазывания — улучшение условий смазки, снижение трения, уменьшение сопротивления деформации и расхода инструментов и энергии, усиление процесса деформации и повышение качества продукции.

Самосмазка обладает такими преимуществами, как высокая несущая способность, устойчивость к ударам и высоким температурам, а также сильные самосмазывающие свойства. Она особенно подходит для условий с высокой нагрузкой, низкой скоростью движения, колебательных или вибрационных процессов, где сложно создать слой масла. Кроме того, самосмазка устойчива к действию воды и других кислот. Устройство принудительного смазывания, включающее корпус насоса, резервуар для жидкости, входную и выходную трубы, трубопроводы для долива жидкости и т. д. Он способен разрушать воздушные каверны, образующиеся в результате локальной газификации смазки из-за нагрева при работе, тем самым улучшая условия смазки ； Благодаря повышению давления смазки достигается эффект принудительной смазки. 　

Ответ 1# sxtblo 1. Лубрикация под действием гидродинамического давления. Лубрикант подается на поверхности трения за счёт вращения шейек подшипников; благодаря вязкости лубриканта и гидродинамическому действию жидкости в клиновидных зазорах подшипников возникает давление, что приводит к формированию слоя лубриканта, называемого гидродинамическим слоем. Это и есть лубрикация под действием гидродинамического давления. Предположением теории смазки под действием динамического давления является вязкость смазочного материала, то есть вязкость масла при определенной температуре не меняется при изменении давления ； Затем предполагается, что поверхности, взаимодействующие при трении, являются жесткими, то есть при действии нагрузки и давления масляного слоя не учитывается их упругая деформация. При вышеуказанных условиях для обычных скользящих подшипников, не работающих в условиях высокой нагрузки (давление контакта составляет 15 МПа), эти условия близки к реальным. Однако, когда давление контакта между поверхностями роликовых подшипников и шестерен увеличивается до 400–1500 МПа, вышеуказанные предположения уже не соответствуют реальной ситуации. В этот момент деформация поверхностей, находящихся в контакте друг с другом, может достигать нескольких раз толщины масляного слоя. Кроме того, для более точного изучения и расчета законов формирования масляного слоя, его толщины, формы поперечного сечения и распределения давления внутри масляного слоя учитываются два фактора: упругая деформация поверхностей под действием трения и изменение вязкости масла под воздействием давления. Такой вид смазки называется смазкой с использованием упругой гидродинамической силы. 　　2. Лубрикация под действием статического давления При помощи системы высокого давления для подачи масла масло с определенным давлением подается через регулятор потока в зоны трения между движущимися поверхностями (например, в зоны между поверхностями статических скользящих подшипников, в зоны между поверхностями плоских статических скользящих направляющих, в зоны между поверхностями статических винтов и т. д.). До начала движения поверхности трения разделяются высокодавленийным маслом, что принудительно создает масляную пленку. Это обеспечивает полное нахождение пары взаимодействующих поверхностей в состоянии жидкостного смазывания даже при наличии определенной рабочей нагрузки. Такой вид смазки называется гидростатическим смазыванием. 　　3. Динамическое и статическое смазывание 　　Благодаря развитию науки и техники в последние годы в промышленном производстве появились новые типы подшипников с динамическим и статическим смазыванием. Совмещенный подшипник с динамическим и статическим гидравлическим давлением полностью использует преимущества как динамических, так и статических гидравлических подшипников, преодолевая при этом их недостатки. Основной принцип работы: во время запуска или торможения подшипникового узла используется метод статической жидкостной смазки. Под высоким давлением смазочная жидкость подается в зону контакта подшипников, что позволяет поднять вал над поверхностью подшипников. Таким образом создаются условия для жидкостной смазки, что предотвращает трение и износ между металлическими поверхностями (поверхностью вала и поверхностью подшипников), которые могли бы соприкасаться друг с другом из-за изменений скорости во время запуска или торможения. Когда подшипниковая пара входит в режим стабильной работы на полной скорости, можно прекратить работу системы подачи жидкости под действием статического давления; в этом случае для образования слоя масла под действием динамического давления используется масло, поступающее под действием динамической силы. Таким образом сохраняются условия жидкостного смазывания шейки вала внутри подшипника. 　　Такой метод, теоретически, позволяет полностью исключить полужидкостное и граничное смазывание на протяжении всего процесса запуска, работы, торможения и изменения направления вращения подшипниковых пар, превращая его в смазку жидкостью. Поэтому коэффициент трения очень низок; достаточно преодолеть силу трения между молекулами жидкости, обусловленную вязкостью смазки. Кроме того, поверхности трения полностью разделены между собой мембранами статического и динамического давления масла. Поэтому при нормальных условиях износ практически не возникает, что **значительно увеличивает срок службы подшипников и сокращает расход энергии. 　　4. Пограничное смазывание (то есть пограничное трение) 　　Пограничное смазывание представляет собой критическое состояние, в котором происходит переход от внутреннего трения между молекулами смазки, находящимися между поверхностями трения (то есть при жидкостном смазывании), к состоянию прямого контакта поверхностей трения. В этот момент на поверхности трения существует тонкий слой адсорбции, толщина которого обычно составляет около 0,1 мкм; этот слой обладает определенными смазывающими свойствами. Мы называем эту пленку граничной пленкой. Способность границы раздела к смазке в основном зависит от свойств поверхностей, находящихся в контакте друг с другом ； Это зависит от структуры границы между поверхностями, соприкасающимися друг с другом, которая формируется под действием маслянистых добавок и добавок для работы в условиях высокого давления, содержащихся в смазке; при этом мало влияние оказывает вязкость смазки. 　　5. Лубрикация при экстремальных нагрузках 　　Лубрикация при экстремальных нагрузках представляет собой особый случай граничной лубрикации. Это происходит тогда, когда поверхности, взаимодействующие друг с другом, находятся под большими нагрузками (или при высоком напряжении контакта), при высоких скоростях и температурах. В таких условиях добавки, обеспечивающие лубрикацию, реагируют с металлическими поверхностями, образуя химическую пленку, которая разделяет эти поверхности. Эта пленка способствует снижению коэффициента трения, замедлению износа (или предотвращению серьезного износа из-за прямого контакта металлических поверхностей). Такой вид лубрикации и называется лубрикацией при экстремальных нагрузках. 　　6. Твердое смазывание 　　Смазка в виде твердых порошкообразных веществ, помещаемая между поверхностями трения, также способна обеспечить хороший эффект смазки. Между двумя фрикционными поверхностями находится твердый смазочный материал, у которого сопротивление сдвигу очень мало; при небольшом внешнем воздействии между молекулами происходит скольжение. Таким образом, внешнее трение между двумя поверхностями трения преобразуется во внутреннее трение между молекулами твердого смазочного вещества. Для твердотельного смазывания существуют два необходимых условия. Во-первых, между молекулами твердотельного смазочного вещества должна быть низкая прочность на сдвиг, чтобы обеспечить легкое скольжение ； Во-вторых, твердый смазочный материал должен обладать сильной способностью к адсорбции на поверхности, подвергающейся трению; в процессе трения на этой поверхности постоянно сохраняется слой твердого смазочного материала. Кроме того, этот слой не должен разрушать поверхность, подвергающуюся трению. Как правило, на поверхности металла происходит механическое прикрепление, но бывает и химическое соединение. Существует множество твердых веществ с вышеописанными свойствами, таких как графит, дисульфид молибдена, тальк и т. д. 　　Для твердых смазок с неслойной структурой или мягких металлов основную роль в процессе смазки играет низкое значение силы сдвига; это позволяет им образовывать смазочный слой на поверхностях трения. Механизм смазки уже сформировавшейся твердой смазочной пленки можно объяснить с использованием механизма граничной смазки. 　　7. Самосмазка 　　Во всех описанных выше способах смазки в процессе трения необходимо добавлять смазку между поверхностями, находящимися в контакте друг с другом. А самосмазка заключается в смешивании порошков твердых смазок, обладающих смазывающими свойствами, с другими твердыми материалами, а затем в их прессовании и спекании для получения готового изделия, либо в погружении твердых смазок в пористые материалы ； Или с помощью твердого смазочного вещества прямо формовать изделие в качестве поверхности трения. Таким образом, в течение всего процесса трения не требуется добавление смазки, и при этом сохраняется хорошее смазывающее действие. Механизмы самосмазки включают твердотельную смазку, граничную смазку или их сочетание. Например, поршневые кольца, подшипники валов и другие детали, изготовленные из политетрафторэтилена, обладают свойствами самозачистки от износа. Поэтому при использовании таких деталей не требуется добавление каких-либо смазок для поддержания эффективного смазывания.