Базовые основы трибологии

Энергетические потери, появление контактных «горячих точек», а также усталостный и конструктивный износ, вызванные трением, ежегодно обуславливают миллионные убытки во всех отраслях современной экономики. И трибология, как наука о смазке и взаимодействии сопряженных поверхностей пар трения, помогает понять физико-химические процессы, происходящие в трибосопряжениях, минимизировать негативные последствия трения и разработать специалистам компании Roxol смазочные материалы, которые будут способствовать долговечности оборудования и снизят расходы на его эксплуатацию и обслуживание.

Трение. Что это такое?

Это механическое явление, вызываемое взаимодействием двух тел в зоне соприкосновения и сопровождающиеся относительным смещением частичек их поверхностных слоев. Таким образом трение провоцирует механическое и абразивное изнашивание, увеличивает остаточные деформации, повышает температуру контактного слоя и энергетические потери.

Виды и величина коэффициента трения

Большая физическая вариативность обуславливает классификацию трения по многим признакам. Например, различают трение:

  • движение и покоя (по наличию относительного движения);
  • скольжения, качения, проскальзывания (по характеру относительного движения);
  • сухое и со смазочным материалом (по наличию смазывающего вещества).

Чтобы математически выполнять расчеты, триботехники оперируют такой физической величиной, как коэффициент трения. Его обозначают греческой буквой µ и рассчитывают на основе закона Амонтона-Кулона.

Что такое трибологическая система?

Это сложная термодинамическая система, образуемая при взаимодействии трущихся тел, промежуточного слоя жидкой, газообразной или твердой среды и внешних факторов (температурный режим, пыль, влажность, химически агрессивные вещества, вибрации). При выполнении расчетов и анализов специалисты Roxol также оперируют данными о материалах и конфигурации соприкасаемых поверхностей, скоростных режимах, величине и характере нагрузки. Чтобы правильно выбрать смазочный материал следует грамотно скомпилировать максимальное количество информации, учесть критические факторы и проанализировать работу смазки и поведение пар трения в разных временных интервалах.

Кривая Штрибека

Это графическая величина, демонстрирующая зависимости силы трения от скоростного фактора. Таким образом, рассматриваются четыре основных периода: трение покоя, когда скорость равна нулю, а также граничное, смешанное и вязкое трение – соответственно 1, 2 3 интервал.

кривая штрибекаРассмотрим ее построение на примере подшипника скольжения с масляной и пластичной смазкой. На момент пуска имеет место сухое трение, сопровождающееся значительным износом и высокими показателями коэффициента трения. По мере увеличения скорости вращения контактные поверхности разделяются смазывающим агентом, и как результат значение µ и износ снижаются. Чем выше становится скоростной фактор, тем эффективней происходит гидродинамическое разделение сопряженных тел и минимизируется их трение и изнашивание.

Смазка на основе твердых компонентов в силу своей физической природы начинает «работать» несколько раньше. Образованная ее защитная пленка более стабильна и обеспечивает более быстрый антифрикционный эффект, что и подтверждает красная кривая Штрибека.

Функции смазочных материалов

В современном мире смазочные материалы должны не только уменьшать износ и обеспечивать отличный антифрикционный эффект, но и быть экономичным в применении. Наряду с этим зачастую требуется, чтобы смазка в той или иной степени обладала способностью герметизировать, защищала от коррозии стальные и цветные сплавы, эффективно отводила тепло, предотвращала задиры и противостояла старению. Также немаловажны показатели термоокислительной стабильности, адгезии, водостойкости и совместимости смазки с эластомерами и лакокрасочными покрытиями.