潤滑
編輯潤滑是使用潤滑劑來減少兩個表面之間接觸的摩擦和磨損的過程或技術。潤滑研究是摩擦學領域的一門學科。
潤滑劑可以是固體(例如二硫化鉬MoS2)、固體/液體分散體(例如油脂)、液體(例如油或水)、液-液分散體或氣體。
流體潤滑系統的設計使得施加的載荷部分或完全由流體動力或流體靜壓力承載,從而減少固體相互作用(從而減少摩擦和磨損)。根據表面分離的程度,可以區分不同的潤滑方式。
充足的潤滑可使機器元件平穩、連續運行,降低磨損率,并防止軸承承受過大的應力或咬死。當潤滑失效時,部件會相互破壞性地摩擦,導致發熱、局部焊接、破壞性損壞和故障。
潤滑機制
編輯流體潤滑系統
隨著接觸表面上的負載增加,可以觀察到關于潤滑模式的不同情況,稱為潤滑方式:
- 流體膜潤滑是一種潤滑方式,在這種潤滑方式中,通過粘性力,載荷完全由相對于另一個物體(潤滑連接)運動的部件之間的空間或間隙內的潤滑劑支撐,并且避免了固體-固體接觸。
- 彈性流體動力潤滑:大多數情況下,對于不合格的表面或更高的負載條件,主體在接觸處會受到彈性應變。這種應變產生了一個承載區域,它為流體流過提供了一個幾乎平行的間隙。就像在流體動力潤滑中一樣,接觸體的運動會產生流動誘導壓力,作為接觸區域上的軸承力。在這種高壓狀態下,流體的粘度可能會顯著升高。在全膜彈性流體動力潤滑中,生成的潤滑膜將表面完全分開。由于潤滑劑流體動力作用與接觸固體的彈性變形之間的強耦合,這種潤滑方式是流體-結構相互作用的一個例子。經典的彈性流體力學理論考慮了雷諾方程和彈性撓度方程來求解這種潤滑狀態下的壓力和變形。凸起的固體特征或凹凸不平之間的接觸也可能發生,導致混合潤滑或邊界潤滑狀態。
- 邊界潤滑(也稱為邊界膜潤滑):流體動力效應可以忽略不計。身體在粗糙處更緊密地接觸;局部壓力產生的熱量會導致一種稱為粘滑的情況,并且一些凹凸不平會脫落。在升高的溫度和壓力條件下,潤滑劑的化學反應成分與接觸表面發生反應,在移動的固體表面(邊界膜)上形成高度抗性的堅韌層或膜,能夠承受負載和主要磨損或損壞避免了。邊界潤滑也被定義為負載由表面凹凸不平而不是潤滑劑承載的狀態。
- 混合潤滑:該狀態介于全膜彈性流體動力學和邊界潤滑狀態之間。生成的潤滑膜不足以將車身完全分開,但流體動力效應相當可觀。
除了支撐負載外,潤滑劑可能還必須執行其他功能,例如它可以冷卻接觸區域并去除磨損產物。在執行這些功能時,潤滑劑會不斷地從接觸區域通過相對運動(流體動??力學)或外部誘導力替換。
機械系統如活塞、泵、凸輪、軸承、渦輪機、齒輪、滾子鏈、切削工具等的正確運行需要潤滑。如果沒有潤滑,緊靠表面之間的壓力會產生足夠的熱量,導致表面快速損壞。在粗糙的情況下可能會將表面焊接在一起,導致咬死。
在某些應用中,例如活塞發動機,活塞和氣缸壁之間的薄膜還密封燃燒室,防止燃燒氣體逸入曲軸箱。
如果發動機需要加壓潤滑,比如滑動軸承,就會有一個油泵和一個油過濾器。在不需要加壓進料的早期發動機(例如Sabb船用柴油機)上,飛濺潤滑就足夠了。
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