Гидродинамический режим смазки

Для случая когда одна из перемещающейся пластин наклонена к платине В под углом альфа у нас формируется масляный блин, вследствие этого профиль скоростей смазочной жидкости изменяется по длине зазора и следуя этому развивается гидродинамическое давление Р, разделяющее пластины и обеспечивающего несущую способность сопряжению. В этом случае имеет место гидродинамический режим смазки. Если у нас режим работы узла трения и го геометрия не обеспечивают образование жидкостной смазки, то поверхности от непосредственного контакта и последующего катастрофического (задира, заедания) предохраняют только граничные смазочные слои. В этом случае реализуется режим граничной смазки. При граничной смазке антифрикционные и противоизносные свойства трущихся сопряжения определяются не объемными свойствами смазочного материала, а свойствами граничных слоев, которые образуются в результате взаимодействия активных компонентов смазочного материала с поверхностными слоями пар трения. Коэффициенты трения при граничной смазки существенно выше, чем коэффициенты трения при гидродинамической смазке.

В узлах трения реализуется полужидкостной или полужидкостной режим смазки, при этом режиме одни участки поверхности контактирующих тел разделены гидродинамическим слоем, а другие граничным слоем смазочного материала.

При смешанном виде смазки используется важнейшая характеристика – вязкость материала и способность смазочного материала образовывать на поверхностях трения прочные граничные слои.

Наиболее часто области реализации областной (гидродинамической), смешанной и граничной смазок в смазываемых узлах трения определяют по диаграмме Герси-Штрибека .

f_тр

I II III

ηV/P

I граничной смазки

II смешанной смазки

III гидродинамической смазки.

Зона существования граничной смазки наблюдается в узлах трения при высоких удельных нагрузках, низких скоростях относительного перемещения пар трения и повышенных температурах.

Граничный режим смазки характеризуется постоянным изнашиванием контактирующих тел.

В режиме граничной смазки в те или иные моменты эксплуатации работают те или иные узлы трения.

Гидродинамическая смазка – вид смазочного действия, при котором полное разделение поверхности трения разделяется смазочным материалам в результате давления самовозбуждающемся слоя жидкости при ограниченном движении поверхности.

Гидродинамическая смазка имеет место в цилиндрах поршневой группы, быстроходных легко нагруженных зубчатых передач.

Для возникновения давления в смазочном слое и возможности нести нагрузку при полном разделении поверхности трения, необходимы условия:

1. вязкость смазочного материала;

2. относительное скольжение частиц за счет перемещения поверхности трения и свойства прилипания жидкости к поверхности;

3. переменное сечение смазочного зазора сначала сужающегося затем расширяющегося.

Основные уравнения гидродинамической теории смазки:

1. закон сохранения массы в виде неразрывности потока: dp/dt+d(pUy)/dy+d(pUx)/dx+d(pUz)/dz;

2. закон сохранения количества движения и момента количества движения в малом фиксированном объеме жидкости выражается уравнением Стокса: dU/dt=F-1/grad p+υvu;

3. закон сохранения энергии: изменение во времени полной энергии объема жидкости = сумме работ масс поверхостных сил, приложенных к этому объему и количество теплоты, подведенной из вне в единицу времени.

Особенности геометрии смазочного слоя – это его малая толщина по координате z по сравнению с другими направлениями.