Граничне тертя виникає на поверхні зв'язаних тіл при товщині мастильного шару менше 0,1 мкм. В цьому випадку сила тертя залежить від природи і стану поверхонь, що труться. Наявність граничного шару (граничної плівки) сприяє зниженню сили тертя в порівнянні з тертям без мастильного матеріалу в 2 ... 10 разів і зменшує знос сполучених поверхонь в сотні разів. Коефіцієнт граничного тертя знаходиться в межах 0,08 ... 0,15. Саме ж граничне тертя хитке і визначає межу працездатності складальної одиниці.
Масла здатні адсорбуватися на металевій поверхні, утворюючи граничну плівку. На міцність плівки впливає наявність в ній активних молекул, їх якості і кількості. Молекули мастильного матеріалу орієнтуються перпендикулярно до твердої поверхні (рис. 3.5 а), граничну плівку в цьому випадку можна представити у вигляді ворсу. Коли відбувається взаємне переміщення поверхонь тертя, молекули як би вигинаються в протилежні сторони. На відновлення орієнтації молекул в початкове положення потрібно певний проміжок часу.
Мал. 3.5. Схема контакту тіл при граничній мастилі:
а) контакт ідеальних поверхонь;
б) контакт реальних поверхонь.
Механізм тертя при граничної мастилі можна представити в наступному вигляді. В контакті під навантаженням протікає пружна і пластична деформація. На майданчиках контакту може статися взаємне впровадження поверхонь без руйнування граничної плівки.
Якщо пластичні деформації значні, то на майданчиках контакту з високими місцевими температурами може відбутися руйнування мастильної плівки з настанням адгезії поверхонь і схоплюванням металів на мікроділянки (рис. 3.5, б). Це викликає додатковий опір руху.
Мастильна плівка має здатність відновлюватися при місцевих ушкодженнях. Це відбувається за рахунок адсорбції, що протікає з великою швидкістю, завдяки рухливості молекул мастильного матеріалу. Окислення плівки сприяє її руйнуванню.
На процес граничного тертя впливають різні чинники. Так, додавання ПАР підвищує товщину граничного шару і сприяє зменшенню зносу. Великий вплив на ефективність мастильного дії надає хімічну взаємодію металу і мастильного матеріалу. Наприклад, жирні кислоти, вступаючи в реакцію з поверхнею металу, утворюють мила, здатні без руйнування витримувати значні деформації.
При граничної мастилі важливе значення, мають спеціальні добавки - присадки, що містять органічні сполуки сірки, фосфору, хлору або їх поєднання. Присадки дозволяють штучно підвищити хімічну активність граничної плівки. Такі присадки, як миш'як і сурма, в умовах високих температур утворюють плівки сульфіду заліза, фосфіти або фосфату заліза. Утворилися плівки запобігають металевий контакт, знижують опір тертю, перешкоджають подальшому локальному підвищенню температури. Крім того при певних умовах плівки поводяться як твердий мастильний матеріал.
Генерація сторінки за: 0.011 сек.