Трение и смазка. Исполнитель

Трение и смазка.

План.

1. Виды смазки.
2. Механизм смазочного действия при гидродинамической смазке.
3. Механизм смазочного действия при граничной смазке.
4. Присадки к смазочным материалам.
5. Жидкие смазочные материалы.
6. Пластичные смазочные материалы.
7. Твердые смазочные материалы.

 {spoiler=Подробнее}

         Применение смазочных материалов для уменьшения силы трения известно с глубокой древности. На смену применяемым века­ми органическим, главным образом растительным, маслам в кон­це XIX века пришли минеральные (нефтяные)   масла. По мере развития науки и техники нефтяные масла совершенствовались, затем появились синтетические смазочные материалы, твердые и наконец, самосмазывающиеся материалы.

Рис. 5.1. Виды смазки и смазочных материалов

         В настоящее время в зависимости от физического состояния смазочного материала различают газовую, жидкостную и твердую смазку (рис. 5.1).

         По типу разделения поверхностей трения смазочным слоем различают следующие виды смазки:

         Гидродинамическая (газодинамическая) смазка - жидкост­ная (газовая) смазка, при которой полное разделение поверхнос­тей трения осуществляется в результате давления, самовозникающего   в слое  жидкости   (газа)   1при   относительном  движении поверхностей.

         Гидростатическая (газостатическая) смазка - жидкостная (газовая) смазка, при которой полное разделение поверхностей  трения деталей, находящихся в относительном движении или покое, осуществляется в результате поступления жидкости (газа) в зазор между поверхностями трения под внешним давлением.  

         Граничная смазка - смазка, при которой трение и износ между поверхностями, находящимися в относительном движении, определяются свойствами поверхностей и свойствами смазочного» материала, отличными от объемных.

         Полужидкостная смазка - смазка, при которой частично осу­ществляется жидкостная смазка.

Механизм смазочного действия при гидродинамической смазке

         Механизм самовозникновения давления в слое жидкости при относительном движении поверхностей рассмотрим на примере, изображенном на рис. 5.2. Если пластинка А₁ А₂ перемещается от­носительно неподвижной пластинки В₁ В₂, расположенной к ней, под углом, то слои смазочного материала (находящегося в зазо­ре между пластинками), которые смачивают пластинку А₁ А₂, бу­дут увлекаться ею.

         Под действием сил вязкости слои смазочного материала, движущиеся с пластинкой А₁ А₂, передают движение слоям, лежащим глубже. Слой масла, смачивающий пластинку В₁ В₂, будет оста­ваться неподвижным. Таким образом, смазочный материал будет увлекаться в зазор, и в нем возникнет, и будет поддерживаться давление. Эпюра этого давления показана на рис. 5.2. По краям пластинок, где смазочный материал соприкасается с атмосферой, избыточное давление в слое смазочного материала равно нулю. Равнодействующая сила Р давления в масляном слое и опреде­ляет несущую способность этого слоя.

         На рис. 5.3 показана схема возникновения давления в смазоч­ном слое пары трения вал-втулка и распределения его внутри смазочного слоя. При вращении вала смазочный материал силами вязкости увлекается в сужающийся зазор, что привадит к повы­шению давления в слое. При достаточной вязкости масла и ско­рости вращения вала в смазочном слое создается такое давление, при котором вал отделяется от поверхности подшипника, всплы­вает на смазочном слое. Давление в слое смазки поддерживается за счет насосного действия вращающегося вала.

         Чем выше вязкость масла и больше скорость относительного перемещения контактирующих поверхностей, тем больше   клиновой эффект гидродинамической смазки.

Механизм смазочного действия при граничной смазке

         Механизм действия граничной смазки достаточно сложен, так как при малой толщине слоя смазочный материал теряет свои объемные свойства, в частности подвижность, под влиянием мо­лекулярного поля твердого тела. Кроме того, смазочный материал, ступая в физическое и химическое взаимодействие с поверхнос­тями трения, резко изменяет свойства этих поверхностей.

         Согласно молекулярно-механической теории трения 'эффектив­ность смазочного действия обусловлена двумя явлениями: во-пер­вых, смазка понижает силы адгезионного взаимодействия поверх­ностей трения (уменьшает молекулярную составляющую коэффи­циента трения f_M); во-вторых, снижает сопротивление упругому или пластическому оттеснению (уменьшает механическую состав­ляющую коэффициента трения f_M). С точки зрения фрикционных связей применение смазочного материала способствует сохранению условий внешнего трения, созданию положительного градиента механических свойств , так как прочность пленки (сма­зочного слоя) меньше прочности основного материала. Смазочная пленка уменьшает фрикционные параметры, от которых зависит величина касательных напряжений, возникающих в результате межмолекулярного взаимодействия. Структура граничного смазочного слоя обусловливается физи­ко-механическими свойствами образующих его молекул, природой и состоянием твердой поверхности. Молекулы смазочного слоя должны ориентироваться так, чтобы их конфигурация соответство­вала устойчивому равновесию. Обычно смазочный слой имеет пластинчатое слоистое строение, с попеременной нормальной и ка­сательной ориентацией молекул в соседних молекулярных рядах. Установлено, что при определенной температуре и давлении существует критическая толщина пленки Акр, ниже которой сколь­жения между молекулярными рядами не будет. Слои толщиной ниже критической способны выдерживать большие нормальные давления, не выходя за пределы упругости (свойства квазитвердо­го тела).

         Далее экспериментально установлено, что граничный слой смазочного материала изнашивается так же, как любой другой материал. Износ смазочного материала проявляется в виде воз­растания коэффициента трения, вызываемого разрушением мас­ляной пленки. Однако износостойкость смазочного материала обычно очень высокая, на три порядка выше, чем износостойкость металлов при упругом полидеформировании в условиях отсутст­вия смазки. Вязкость масла должна быть оптимальной для каж­дого сопряжения и мало изменяться при повышении температуры. С понижением вязкости масла ухудшается образование гранич­ной пленки на трущихся поверхностях, трение из граничного пе­реходит в сухое, износ увеличивается. С другой стороны, слиш­ком вязкое масло плохо проникает в зоны трения, износ увеличи­вается. Кроме того, слишком вязкое масло повышает тангенциальное сопротивление при трении.

Присадки к смазочным материалам

         Присадкой называют вещество, добавляемое к смазочному материалу для придания ему новых свойств или изменения суще­ствующих. Применяют в основном три вида присадок: антифрик­ционные, противоизносные и противозадирные (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Виды присадок к смазочным материалам.

         Антифрикционные присадки снижают   коэффициент   трения. В качестве антифрикционных присадок применяют животные или растительные жиры и |Жирные кислоты, а также соединения   се­ры, фосфора, азота, различные соединения металлов (свинцовые мыла, сернистые соединения молибдена, вольфрама, органические соединения цинка и др.). Все эти соединения являются поверхно­стно-активными веществами, которые адсорбируются на   поверхности металла и   удерживаются   слабыми   ван-дер-ваальсовыми силами.

         Противоизносные присадки снижают изнашивание трущихся поверхностей. В качестве этих присадок используются производ­ные кислот фосфора, цинковые соли дитиофосфатных кислот, фосфорно-кислые соли бария. Механизм действия - образование адсорбционных пленок на поверхности металла.

         IIротивозадирные присадки препятствуют, ограничивают или задерживают заедание трущихся поверхностей при высоких кон­тактных температурах и нагрузках. Заедание вызывается тем, что в процессе пластической деформации при трении возникают ювенильные поверхности и вакансии в кристаллической решетке металла. Химически активные противозадирные присадки реагируют с ювенильными поверхностями, насыщая свободные валентности и вакансии кристаллической решетки, тем самым препятствуя схватыванию. В качестве противозадирных присадок исполь­зуют органические производные серы и хлора.

         Кроме трех основных типов присадок применяют также анти­коррозионные, антиокислительные, противопенные, диспергирую­щие и др. При выборе присадок обычно стремятся получить не односторонний максимальный эффект, а универсальные оптимальные свойства масел с присадками. С этой целью применяют мно­гофункциональные присадки и композиции присадок.

Жидкие смазочные материалы

         Жидкие смазочные материалы, широко используемые в совре­менных машинах, условно делятся на три группы: моторные, ав­тотракторные трансмиссионные масла и масла для промышлен­ного оборудования (индустриальные).

         Моторные масла. Моторные смазочные масла применяются для смазки поршне­вых двигателей внутреннего сгорания. Эти смазочные материалы состоят из основы - базового масла, а также присадок, улуч­шающих природные свойства базового масла или придающих ему необходимые новые свойства. Эксплуатационные свойства мотор­ного масла определяются в основном составом и вязкостью базо­вого масла, а также типом и концентрацией добавленных к нему присадок.

         На практике для производства моторных масел применяют ос­новы вязкостью 3,5-22 сСт при 100°С. Концентрация присадок в моторных маслах варьирует в широких пределах (от несколь­ких процентов в маслах для легких, условий работы до 25-30% в маслах для судовых двигателей). Моторные масла подразделяют по вязкости. Кроме пределов вязкости очень важным показателем является индекс вязкости, который характеризует зависимость вязкости масла от темпера­туры. Чем выше индекс вязкости, тем меньше изменяется вязкость при изменении температуры. Высокий индекс вязкости имеют так называемые всесезонные моторные масла, что обусловлено наличием в их составе специальных вязкостных присадок, которые загущают масло при высоких температурах больше, чем при низ­ких. Загущая маловязкое минеральное масло высокомолекулярны­ми полимерами или сополимерами, получают моторные масла, пригодные для применения зимой и летом, а также специальные северные масла для эксплуатации при очень низкой температуре окружающей среды.

         Возможность применения моторных масел в различных условиях эксплуатации двигателей разлого типа определяется:

         - вязкостью;

         - противоизносными свойствами;

         - моющими свойствами, т. е.   способностью   предотвращать образование углеродистых низкотемпературных отложений на го­рячих поверхностях деталей;

         - диспергирующими свойствами, т. е. способностью   предот­вращать образование низкотемпературных отложений в картере, маслопроводах и других зонах при работе двигателя  на   малых нагрузках;

         - антикоррозионными свойствами, т. е. способностью предот­вращать коррозионное разрушение антифрикционных покрытий подшипников коленчатого вала;

         - антиокислительными свойствами, т. е. стойкостью масла   к окислению при высоких температурах;

         - нейтрализующими свойствами, т. е. способностью нейтрали­зовать кислоты, образующиеся в процессе окисления масла и конденсирующиеся из продуктов сгорания топлива.

         Показателем жесткости условий работы масла в двигателе обычно является критерий форсирования двигателей - произве­дение средней скорости поршня на среднее эффективное давление. Варьированием состава присадок и их содержания в масле получают товарные моторные масла со свойствами, отвечающими требованиям эксплуатации.

         Автотракторные трансмиссионные масла. Автотракторные трансмиссионные масла предназначены для смазывания механических и гидромеханических передач подвиж­ных наземных машин.

         Типичный вид повреждения рабочих поверхностей зубьев шестерен и подшипников трансмиссий - усталостное выкрашивание, а при наличии высоких контактных температур - и заедание. Эф­фективные меры борьбы против заедания - добавление протизозадирных присадок к маслам.

         Вязкость и низкотемпературные свойства выбираемого транс­миссионного масла определяются климатическими условиями эксплуатации и хранения, особенностью конструкции передач и передаваемыми нагрузками. При выборе вязкости масла необхо­димо учитывать также возможность трогания машин с места при низких температурах без подогрева трансмиссии, а также усло­вия слива масла.

         Трансмиссионные масла, работающие в широком диапазоне температур, должны обладать пологой   вязкостно-температурной характеристикой, т. е. высоким индексом вязкости.

         Неочищенные масла имеют низкий индекс вязкости, свидетель­ствующий о том, что их вязкость резко меняется с изменением температуры. Хорошо очищенные трансмиссионные масла имеют высокий индекс вязкости.

Масла для промышленного оборудования

         Назначение масел для промышленного оборудования (индуст­риальных масел) - способствовать снижению коэффициента трения и интенсивности изнашивания в трущихся узлах станков, прессов, прокатных станов и другого промышленного оборудова­ния. Одновременно индустриальные масла должны отводить тепло от узлов трения, защищать детали от коррозии, очищать трущиеся поверхности от загрязнения, не допускать образования пены при контакте с воздухом и т. д.

         Индустриальные масла по вязкости условно делят на три под­группы:

         - маловязкие (легкие) вязкостью от 6 сСт при 20 °С до 10 сСт при 50 °С;

         - среднсвязкие (средние)   вязкостью   от 10 до 58 сСт   при 50 °С;

         - вязкие (тяжелые) вязкостью от 58 сСт при 50°С до 96 сСг при 100°С.

         Выбор смазочных масел для промышленного оборудования производится главным образом по вязкости. При выборе масла следует учитывать три критических значения вязкости:

         - оптимальное при нормальной рабочей температуре;

         - минимальное при максимальной рабочей температуре;

         - максимальное при самой низкой температуре,   при которой должен быть обеспечен холодный запуск системы.

         Изменение вязкости масла выше или ниже установленных пре­делов в процессе работы отрицательно сказывается на эксплуата­ционных показателях оборудования. В обычных гидравлических системах увеличение вязкости масла при его эксплуатации не должно превышать 25-30%, а для масел, применяемых в гидро­приводах станков с программным управлением, допускаемые пре­делы изменения вязкости составляют ±10%.

         На величину вязкости масла значительное влияние оказывает давление. Вязкость масел при любых температурах с увеличением давления возрастает и тем значительнее, чем выше давление и ниже температура. Это свойство масел необходимо учитывать при выборе смазочного материала для механизмов, работающих с большими удельными нагрузками и высокими давлениями в узлах трения, при конструировании и расчетах механизмов.

         Смазочное масло при эксплуатации не должно подвергаться •значительным химическим и физическим изменениям,   например окислению. В результате окисления масла возрастает его корро­зионная агрессивность по отношению к металлическим поверхнос­тям, и в нем образуются нерастворимые вещества в виде осадков. На ускорение процесса окисления масел действуют высокие температуры, металлы и металлические соли, образующиеся при взаимодействии продуктов окисления с металлом и играющие роль катализаторов.

         Несмотря на то, что образующиеся при окислении органиче­ские кислоты могут положительно действовать на масло, приводя к образованию на поверхности деталей мономолекуляриого слоя металлических мыл, в целом процесс окисления масел, как отме­чалось, отрицательно действует на смазку. Процесс окисления масел замедляют, добавляя антиокислители или ингибиторы окисления. Действие ингибиторов окисления основано на разрыве цепи при взаимодействии присадки с окисляемой молекулой масла, в результате чего окисляется сама присадка. В этом процессе молекула присадки разрушается. Устойчивость масла против окис­ления зависит от способа его получения и состава.

         Антиокислительная стабильность индустриальных масел   осо­бенно важна в условиях их длительной бессменной работы.

         Важным показателем, влияющим на качество смазочных масел, является зольность. Зольностью называют количество золы, ос­тавшееся после выпаривания масла, выраженное в процентах к первоначальному его количеству. Зольность масла характеризует степень его очистки и загрязненность минеральными примесями. В процессе работы масла зольность его значительно повышается, что ведет к увеличению износа смазываемого сопряжения.

         Номенклатура и свойства жидких смазочных материалов при­водятся в справочной литературе.

Пластичные (консистентные)  смазочные материалы

         Эти смазочные материалы представляют собой полутвердый или твердый продукт, состоящий из смеси минерального и синте­тического масла, загустителя (твердые углеводороды, различные соли жирных кислот и др.), присадок и наполнителей (графит, дисульфид молибдена и др. Загустители в процессе приготовле­ния смазочного материала образуют трехмерный структурный каркас, в ячейках которого удерживается масло. При небольших нагрузках пластичные смазочные материалы ведут себя как твердые тела (не растекаются под действием собственного веса, удер­живаются на наклонных и даже вертикальных поверхностях); при нагрузках, превышающих прочность структурного каркаса, они текут подобно маслам.

         Основные достоинства пластичных смазочных материалов:

         -способность удерживаться в негерметичных узлах трения;

         -работоспособность о широких температурных и скоростных диапазонах;

         -хорошая смазывающая способность;

         -работоспособность в контакте с водой и другими агрессив­ными средами;

         -большая экономичность применения.

         Недостатки пластичных смазочных материалов:

         -плохая охлаждающая способность;

         -склонность к окислению;

         -сложность подачи к узлу трения

         Важными характеристиками пластичных смазочных материа­лов, позволяющими судить об их эксплуатационных свойствах и руководствоваться при назначении для конкретных узлов трения, являются: предел прочности, вязкость, механическая стабиль­ность, коллоидная стабильность, испаряемость, водостойкость, не­сущая способность смазывающей пленки, антикоррозионные свой­ства, содержание воды, механических примесей, свободных жир­ных кислот и щелочей.

         Предел прочности представляет собой то минимальное крити­ческое усилие, которое необходимо приложить, чтобы произошла деформация структурного каркаса смазочного материала и нача­лось его движение. Предел прочности характеризует способность смазочного материала поступать в зону трения и удерживаться в узле трения. В некоторой степени эта величина влияет на пус­ковые моменты сдвига подшипников.

         Вязкость характеризует течение смазочного материала после нарушения связей в его структурном каркасе в результате прило­жения критической нагрузки. Вязкость пластичных смазочных ма­териалов зависит не только от температуры, но и от условий тече­ния, т. е. скорости деформации. С повышением температуры и увеличением скорости деформации вязкость смазочных материалов уменьшается. Вязкость смазочного материала влияет на пусковые и установившиеся моменты сдвига подшипников.

         Механическая стабильность - важный эксплуатационный по­казатель свойств пластичных смазочных материалов, применяемых в шарнирах, плоских опорах, подшипниках скольжения. Она ха­рактеризует изменение объемно-механических свойств пластично­го смазочного материала, например предела прочности, в резуль­тате механического воздействия на него и последующего снятия нагрузки. Если смазочный материал механически нестабилен, т. е. сильно разрушается при приложении нагрузки и не восстанавли­вает своих первоначальных свойств после снятия деформирующих нагрузок, то он вытечет из узла трения, что поведет к преждевре­менному повреждению этого узла.

         Коллоидная стабильность пластичного смазывающего мате­риала - способность его под воздействием внешних сил удержи­вать в ячейках своего структурного каркаса масло. Небольшое выделение масла из смазывающего материала при его работе в узле трения всегда полезно, поскольку улучшает условия смазки узла. Однако значительное выделение масла (низкая коллоидная стабильность) приводит к вытеканию масла из узла трения и образованию в смазывающем материале затвердевшей массы загус­тителя, вследствие чего нарушается режим трения. Коллоидно-стабильные смазочные материалы могут при хранении длительное время не выделять масла.

         Испаряемость смазочного материала характеризует улетучи­вание масла при нагреве узла трения. В результате испарения масла меняются эксплуатационные свойства смазочного материа­ла (увеличивается предел прочности, вязкость и т. д.).

         Под водостойкостью пластичного смазочного материала пони­мают способность его не растворяться в воде, не поглощать ее из окружающей среды, не смываться и не изменять своих свойств при контакте с водой.

         Важной эксплуатационной характеристикой пластичного сма­зочного материала является несущая способность смазывающей пленки - совокупность свойств, определяемых в условиях гранич­ного трения. Здесь учитывают критическую температуру разруше­ния пленки смазочного материала, критическое давление, которое он способен выдержать, его антифрикционные, противоизносные, противозадирные и антикоррозионные свойства.

         В связи с тем, что пластичные смазочные материалы содержат специальные присадки и поверхностно-активные вещества, их смазочная способность довольно высокая.

         Содержание воды в большинстве пластичных смазочных ма­териалов недопустимо, однако есть смазочные материалы (гидратированные кальциевые, кальциево-натриевые), где вода является необходимым их компонентом.

         Наличие механических примесей в пластичных смазочных ма­териалах (абразивные частицы, продукты износа и т. д.) значи­тельно ухудшает их смазывающие свойства, приводит к засоре­нию пресс-масленок и т. д. Поэтому содержание их в пластичных смазочных материалах должно быть минимальным.

         Минимальным должно быть и содержание в них свободных кислот и щелочей, отрицательно сказывающееся на износе и кор­розии трущихся деталей. Обычно свободные щелочи или кислоты попадают в смазочные материалы с загустителями.

         Остановимся на основных типах пластичных смазочных мате­риалов.

         Гидратированные кальциевые смазочные материалы    (пресс-солидолы, солидолы жировые, солидолы синтетические и др.), наиболее распространенные, применяются в различных узлах трения индустриальных, подъемных, транспортных и  других машин.

         Комплексные кальциевые смазочные материалы (Униол-1, Униол-3, ЦИАТИМ-221 и др.) содержат антиокислительные и другие присадки и являются многоцелевыми, используемыми для работы в условиях высоких нагрузок и температур.

         Натриевые смазочные материалы (консталины и др.) облада­ют более высокими эксплуатационными качествами, чем солидо­лы, и применяются в более ответственных узлах трения и при бо­лее высоких температурах.

         Литиевые смазочные материалы (ЦИАТИМ-201, ЦИАТИМ-203, литолы, фиолы и др.) - высококачественные, имеют высокий ре­сурс и не требуют замены. Применяют их в приборах, в условиях низких температур.

         Алюминиевые смазочные материалы (ротационный, АМС-1, и др.) находят применение в подшипниках полиграфических ма­шин, в узлах трения механизмов морских транспортных средств, соприкасающихся с морской водой.

         Бариевые смазочные материалы используются в некоторых ответственных узлах трения (шаровых шарнирах передней подвески автомобилей, наконечниках тяг рулевого управления и т. д.).

         Смазочные материалы на немыльных загустителях (ВНИИ НП-231, графитол, аэрол, сиол, силикол и др.) применяют в спе­цифических условиях трения - для вентиляторов, подающих го­рячий воздух, шарниров тяговых цепей и т. д.

         Углеводородные смазочные материалы (ГОИ-54п, ЦИАТИМ-205, ПВК, Торсиол-55) применяют при консервации ответствен­ных механизмов, для смазывания узлов артиллерийских орудий (ГОИ-54п) и др.

Твердые смазочные материалы

         Твердые смазочные материалы - это материалы, которые обеспечивают смазку между двумя поверхностями в условиях су­хого или граничного трения в экстремальных условиях. Они могут или входить в качестве наполнителя материала или покрытия в состав одного или двух элементов пары трения или вноситься в виде порошка.

         Твердые смазочные материалы принадлежат к так называемым слоистым анизодесмическим соединениям, у которых относитель­на прочность связей между атомами различна в разных направлениях. Они обладают высокой теплостойкостью (выдерживают температуру свыше 400°С), хорошей адгезией к металлам, малой скоростью газовыделения в вакууме, низким коэффициентом тре­ния. Твердые смазочные материалы применяют в вакуумных, оптических, электронных системах, вакуумной металлургии, а также в общем машино- и приборостроении.

         Основные типы твердых смазочных материалов: графит, ди­сульфид молибдена (МоS₂), дисульфид вольфрама (WS₂) и неко­торые другие (МоSе₂, WSе₂, NbSе₂, PbJ₂, BN, МоТ₂). Графит при трении по твердой поверхности служит хорошим смазочным мате­риалом для деталей, работающих на воздухе.

         Отличительным качеством дисульфида молибдена является высокая степень адгезии с поверхностью металла и исключитель­ная прочность на сжатие (при очень низкой прочности на сдвиг). Слой смазочного материала МоS₂ может воспринимать статиче­ские до 3×10⁶ кПа и динамические - до 10⁶ кПа давления, т. е. он практически применим до давлений, равных пределу текучес­ти многих металлов. МоS₂ прекрасно работает в вакууме (ста­билен в вакууме до температуры +1100°С, на воздухе - до +450°С).

         Дисульфид вольфрама по сравнению с дисульфидом молибде­на обладает большей теплостойкостью па воздухе (до +510^oС) и большей стойкостью к окислению. Он  химически инертен, нераст­ворим почти во всех средах (вода, масла, щелочи, кислоты); чув­ствителен лишь к воздействию свободного газообразного фтора, горячих серной и плавиковой кислот; нетоксичен и не вызывает коррозии металлов. При работе в вакууме дисульфид вольфрама теплостоек при температуре + 1320°С. Применение дисульфида вольфрама сдерживается его высокой стоимостью.

         Еще более высокими эксплуатационными качествами обладают появившиеся в последнее время твердые смазочные материалы - диселенид молибдена и др.

         Следует подчеркнуть, что твердые смазочные материалы явля­ются наиболее перспективными.

Самосмазывающиеся материалы

         Чтобы обеспечить малый коэффициент трения и малую интен­сивность изнашивания согласно молекулярно-механической теории трения, необходимо создать положительный градиент механичес­ких свойств (), при котором прочность возникающих в зоне трения молекулярных связей должна быть меньше прочности нижележащих слоев трущихся деталей. Иными словами, прочность пленок, покрывающих поверхности раздела двух трущихся тел, должна быть ниже прочности основного ма­териала этих тел. Это достигается нанесением на поверхность трения жидких, консистентных или твердых смазочных материа­лов, так как прочность на сдвиг слоев смазочного материала значительно ниже, чем металлов пары трения. В паре трения такой градиент может быть достигнут нанесением пленки, применением самосмазывающегося монолитного материала, который в процессе трения также обеспечивает положительный градиент механической прочности за счет активного наполнителя или выдавливания сма­зочного материала, либо смолы с твердым смазочным материалом. С ростом температуры в зоне трения все эти явления усиливаются.

         К технологическим достоинствам самосмазывающихся поли­мерных материалов относятся:

         -практически неограниченные запасы сырья;

         -меньшие капиталовложения в производство, чем   для про­изводства металла;

         -возможность изготовления деталей высокопроизводительны­ми методами без снятия стружки (отходы в 5 раз меньше, чем у металла);

         -низкая трудоемкость (в 5-10 раз меньше, чем у металла).

         Преимущества самосмазывающихся материалов при эксплуа­тации заключаются в следующем:

         -упрощение конструкции узлов трения, поскольку отпадает необходимость в сложных системах смазывания;

         -снижение трудоемкости обслуживания (отпадает необходи­мость в периодической профилактической смазке, замене или до­ливке смазочного материала);

         -обеспечение надежной смазки в условиях хранения;

         -более широкий, чем у жидких смазочных материалов, диа­пазон рабочих температур.

         К недостаткам самосмазывающихся полимерных материалов относятся:

         -более высокий, чем при гидродинамической смазке, коэф­фициент трения; он примерно   равен коэффициенту   трения   при граничной смазке;

         -ухудшение отвода тепла из зоны трения из-за отсутствия циркуляции жидкого смазочного материала.

         Основным направлением в разработке самосмазывающихся полимерных материалов является создание многокомпонентных систем. Подбор соотношения компонентов в этих системах опре­деляется условиями работы (режимом трения, несущей способностью, средой эксплуатации), технологичностью получения   материала и экономической целесообразностью его использования.

{/spoilers}