Состав масел и механизм смазочного действия. Роль функциональных присадок к смазочным маслам

В производстве масел различают масла базовые и товарные.

Базовые масла по ГОСТ 18283-72 являются основой для получения товарных масел путем введения в них присадок различного назначения.

Как правило, базовые масла представляют собой продукты различного происхождения: дистиллятные или остаточные минеральные масла, фракции нефтей асфальтового основания, высокополимерные соединения, синтетические и растительные масла.

Так, например, моторное масло М-6 (n_t = 100 °С = 11 мм²/с) содержит 50% дистиллятного и 50% остаточного компонента. Соотношение между обоими компонентами определяет вязкость и индекс вязкости. В последние годы с учетом того, что смазки на нефтяной и синтетической основе и сами технологии их производства экологически опасны, проявляется большой интерес к экологически чистым маслам растительного происхождения (рапсовое, соевое, кокосовое, подсолнечное и др.).

Для обеспечения служебных свойств смазочных масел разного назначения в базовые масла вводят присадки. Присадки бывают маслорастворимые органического происхождения и тонкоизмельченные твердые порошки органического и неорганического происхождения (наполнители), образующие гелеобразные структуры. Присадки снижают износ, силу трения, предотвращают схватывание, заедание, определяют ряд других служебных показателей.

В качестве антифрикционных и противоизносных присадок широко используются поверхностно активные вещества в виде жирных кислот и их солей - мыл. На рис. 5.21,а,б показана схема взаимодействия молекулы ПАВ с металлом (Ме).

Р и с. 5.21. Механизм взаимодействия ПАВ с твердой поверхностью

В парафине СН₃х(СН₂)₁₅СН₃ метильная группа СН₃ заменяется на кар- боксильную СООН. Парафин превращается в стеариновую кислоту СН₃(СН₂)₁₅СООН. В дальнейшем кислота, вступая в реакцию с щелочными металлами Na, Ca, K, Li, может образовывать соли и мыла. Если вместо карбоксильной группы присоединится гидроксильная - ОН, то образуется спирт жирного (парафинового) ряда. Жирные кислоты, их соли, спирты являются поверхностно-активными веществами. Активные группы интенсивно притягиваются активными центрами на поверхности металла. При этом боковые группы соседних молекул также взаимодействуют друг с другом. На поверхности твердого тела образуется молекулярный "ворс" (рис. 5.21,в,г). Мономолекулярный слой смазки служит как бы продолжением твердого тела, обладает прочностью и упругостью. К нему примыкают следующие слои молекул, ориентирующихся перпендикулярно к поверхности твердого тела. Однако по мере удаления от границы влияние твердой поверхности постепенно исчезает, твердообразные свойства смазки снижаются. Через несколько слоев молекулы вследствие теплового движения дезориентируются. Если смазки достаточно лишь для образования монослоя, то картину контакта можно изобразить в виде, представленном на рис. 5.22. В точках контакта из-за высоких давлений монослои продавливаются и образуются площадки металлического контакта DA_rм.

Вокруг них возникают зоны контакта с наличием смазочных слоев (DArс). Наличие металлического контакта делает режим граничной смазки неустойчивым и ненадежным. Если не происходит переход к гидродинамическому режиму, то следует ожидать неприятных последствий: схватывания и заедания. Поэтому режим граничной смазки, который наблюдается во время пуска и остановки механизмов, должен быть непродолжительным. Для смягчения режима трения в условиях граничной смазки, защиты поверхности детали от разрушения при прорыве молекулярного "ворса", а также в целях расширения диапазона наг-
	Р и с. 5.22. Контакт при наличии монослоев смазки

рузок, температур и скоростей скольжения присадки содержат такие реагенты, как сера, хлор, фосфор, азот. Присадки, например Хлореф - 40, представляют собой химически активные соединения, вступающие в реакции с металлом детали. В результате на поверхности возникает пленка из соединений активных элементов с металлом, представляющая собой прочно связанную с основой защитную мягкую прослойку. Однако необходимо учитывать опасность передозировки присадки и вовлечения в химическую реакцию глубинных слоев детали, сопровождающегося разрушением поверхностей сопряжения.

Для повышения вязкости смазки служат растворимые в маслах полимеры: полиизобутилен, полиметаккрилат и др.

Особо ценными свойствами обладают присадки многофункцианального действия, предотвращающие схватывание и заедание, снижающие трение и износ, например дитиофосфат цинка.

Моторные масла предназначены для смазывания двигателей внутреннего сгорания и работают в условиях тяжелого теплового режима. В двигателях внутреннего сгорания масло заливается в картер и с помощью насоса принудительно подается в сочленения шатунно-кривошипного и газораспределительного механизмов. Поршневая группа смазывается методом разбрызгивания. Температура в зоне первого поршневого кольца в карбюраторных двигателях достигает 270 - 280 ºС, в дизельных – 300 - 330 ºС. В картере средняя температура масла составляет 80 - 100 ºС, в то время как температура газов, прорывающихся в картер, у карбюраторных двигателей 150 - 450 ºС, а в дизельных достигает 500 - 700 ºС. Поэтому масла должны обладать высокой термостабильностью - иметь высокий индекс вязкости. Моторные масла делятся на 6 групп (табл. 5.12).

Моторные масла обозначаются буквой М. В обозначении содержатся сведения о группе и подгруппе, кинематической вязкости и др. Например, масло М-10Г₂ - масло моторное группы Г, 2-й подгруппы с кинематической вязкостью при температуре 100 ºС - 10мм²/с. Буква С говорит о наличии в масле синтетической составляющей.

В моторные масла вводится ряд присадок, повышающих эксплуатационные свойства: моющие (3-15%), диспергирующие нагар (1-2%), антиокислительные и противоизносные (до 2%), антикоррозийные (до 1%), а также вязкостные и антипенные.

Смазочные системы двигателей содержат масляные фильтры, в которых накапливаются продукты износа. Фильтры через определенное время эксплуатации подлежат замене. Однако наступает момент, когда масло исчерпывает свои служебные качества. В нем накапливаются продукты окисления, срабатываются присадки. Производится замена масла. Обычно она осуществляется вместе с заменой фильтра. При замене масла целесообразно промыть систему смазки. Для этого используются специальные промывочные масла либо моющие составы, вводимые в отработанное масло до его слива из системы. Моющие составы содержат реагенты, растворяющие нагар, обладающие высокой химической активностью. Поэтому при их применении необходимо строго следовать инструкции, чтобы не повредить рабочие поверхности и уплотнения.

Трансмиссионные масла предназначены для зубчатых, цепных и других механических передач. Они используются в коробках перемены передач, редукторах, дифференциалах мостов автомобилей. В зубчатых передачах контакт между зубьями осуществляется по линии, поэтому контактные давления велики и достигают 2 ГПа, скорость скольжения в цилиндрических передачах составляет до 12 м/с, в гипоидных - до 15 м/с, в червячных - до 20-25 м/с. Температура контакта достигает 150 - 200 ºС. В столь тяжелых условиях эксплуатации смазка должна гарантировать разделение контактирующих поверхностей, предотвратить задир и заедание, снизить износ и питтинговое разрушение. Кроме перечисленных требований смазка должна иметь стабильную вязкость, низкую температуру застывания, хорошие противокоррозионные свойства. Лучшее противопиттинговое действие имеют смазки на синтетической основе.

Служебные свойства в основном обеспечивают присадки. Наряду с растворимыми в качестве присадок используются стабильные суспензии графита, дисульфида молибдена и других нерастворимых компонентов, используются также химически активные соединения типа Хлореф-40, а также антиокислительные и антипенные присадки. По своему назначению трансмиссионные масла делятся на 5 групп (табл. 5.13).

Трансмиссионные масла обозначаются буквой Т, например ТМ5-93. Это масло 5-й группы, 9-го класса вязкости (загущенное). Применяются и другие обозначения, например ТАД-17И(ТМ5-18). Это масло имеет основу в виде смеси дистиллята и остаточного компонента перегонки нефти и содержит импортную присадку АНГАМОЛ-99 многофункционального действия, включающую активные соединения серы и фосфора, дисульфид молибдена, а также антиокислительную и антипенную присадки.

Трансмиссионные масла обычно подаются в область контакта путем переноса из картера за счет окунания зубьев в масло либо путем разбрызгивания за счет создания смазочного "тумана". Для повышения эффективности смазывающего действия в последние годы разработаны способы подачи масла в зону зацепления с использованием магнитного поля постоянных магнитов. Для этого в масло добавляется коллоидно-дисперсный порошок ферромагнетика, а вблизи от зоны зацепления размещается пара магнитов. Смазка, поступающая в зону зацепления, удерживается там магнитным полем и обеспечивает стабильное смазывание.

Пластичные смазки, которые также называют консистентными, представляют собой густые мази, предназначенные для смазывания подшипников качения различных типов, шарниров, рычажных, кулачково-эксцентриковых систем и др. В отличие от жидких масел пластичные смазки обладают сдвиговой прочностью, поэтому силу сопротивления смазки сдвигу представляют в виде

(5.12)

Как динамическую вязкость, так и сдвиговую прочность (t_с), можно найти из результатов испытания смазки на ротационном вискозиметре. Для этого результаты измерения достаточно представить в виде графика, изображенного на рис. 5.23.

Сдвиговая прочность характеризуется отрезком отсекаемым на оси сопротивления сдвигу, а динамическая вязкость - тангенсом угла наклона графика к оси абсцисс.

Пластичные смазки обладают следующими достоинствами: удерживаются на наклонной и вертикальной поверхностях, не выдавливаются из контакта, обладают хорошей смазочной способностью в довольно широком интервале температуры, способны герметизировать узел, обеспечивают малый расход смазки, позволяют упростить конструкцию узла, снизить металлоемкость, сократить затраты на обслуживание. К числу недостатков относятся: низкий теплоотвод, отсутствие удаления продуктов изнашивания. Они больше, чем жидкие, склонны к окислению и распаду.
	Р и с. 5.23. Определение сдвиговой прочности и вязкости

Пластичными смазками набиваются полости узлов трения. Замена смазки производится во время техобслуживания. В ряде узлов предусмотрено пополнение запаса смазки с помощью пресс-масленок.

Основой пластичных смазок служат нефтяные, синтетические или растительные масла. По типу загустителей смазки делятся на 4 группы:

на мыльных загустителях;

на неорганических загустителях;

на органических загустителях;

на углеводородных твердых маслорастворимых загустителях (парафины, церезины, битумы).

В первом случае используются соли жирных кислот - мыла, содержащие небольшое количество воды. Во втором и третьем случаях используются колоидно- дисперсные порошки минералов и полимеров. На поверхностях частиц сорбируются слои макромолекул смазки. Частицы вместе с прикрепившимися к ним активными группами молекулами смазки связываются друг с другом за счет промежуточных молекул. В результате возникает гелеобразная структура.

В состав смазок входят жидкие масла (50 - 90 %), загустители, модификаторы, присадочные добавки и наполнители. В качестве модификаторов, предназначенных для стабилизации структуры, используются смолы, жирные кислоты, вода. Присадочные добавки обеспечивают смазывающее действие и являются теми же, что используются в маслах. Наполнители - это твердые смазки (халькогениды металлов) дисульфиды, диселениды, дителлуриды, а также тальк, слюда, порошки мягких металлов (свинца, олова, кадмия, меди). Применение порошков мягких металлов позволяет создать на поверхностях трения защитные пленки, предохраняющие сопряжения от схватывания и заедания. Ту же роль выполняют твердые смазки.

Ряд смазок имеет специальное назначение: электроконтактные (проводящие), судовые (стойкие к речной и морской воде), резьбовые, шахтные, канатные, консервационные и т.д.

Наиболее часто применяется на автотранспорте смазка ЛИТОЛ-24, представляющая собой смесь нефтяных масел, загущенную литиевым маслом. Масло содержит противозадирные, противопиттинговые и другие присадки. ЛИТОЛ-24 применяется для смазки подшипников качения, шарниров, тихоходных подшипников скольжения и зубчатых передач. Смазки Фиол-1, Фиол-2у разработаны фирмой Фиат и предназначены для смазки игольчатых подшипников и шлицевого соединения карданного вала. Содержат дисульфид молибдена. Применяются в автомобилях, выпускаемых ВАЗом.

Смазка Шрус-4 содержит антиокислительную, противоизносную, противозадирную присадки, а также твердосмазочную добавку. Используется для смазывания шарнирных соединений автомобилей ВАЗ, КРАЗ и др. Наиболее распространенная пластическая смазка общемашиностроительного назначения Солидол-С представляет собой нефтяную жидкую основу, загущенную мылом. Модификатором структуры является вода, содержание которой составляет 2 - 4 %. Применяется для смазки тихоходных передач, подшипников, шарниров, ползунов, эксцентриков и т.д. В настоящее время по своим параметрам Солидол-С является технически устаревшей смазкой.

Твердосмазочные материалы. К твердосмазочным материалам (ТСМ) относятся вещества, наносимые на поверхность деталей в виде пленок, имеющие сдвиговую прочность значительно меньшую, чем у материала детали. Иными словами, эти вещества должны обеспечить положительный градиент сдвиговой прочности в направлении внутренней нормали к границе твердой поверхности: dt/dn>0.

В качестве твердых смазок используют:

слоистые вещества с резкой анизотропией прочности, обусловленной особенностями кристаллического строения;

тонкие пленки мягких металлов, их окислов;

пленки пластмасс;

химические соединения, образованные на поверхности детали путем обработки активными реагентами, содержащими хлор, фосфор, азот, серу и др.

ТСМ применяются:

при работе в условиях, когда жидкие и пластичные смазки не применимы из-за специфики эксплуатации узла, например в агрессивных средах;

в сопряжениях, работающих в условиях малых скоростей скольжения и высоких контактных давлений;

при высоких температурах, когда масла разлагаются, а также при низких температурах (криогенных), когда масла замерзают;

в условиях, когда недопустимо загрязнение окружающего пространства, при работе в жидких средах, в вакууме;

когда необходимо смазывать неметаллические поверхности, например керамику;

в скользящих электрических контактах с использованием проводящих материалов: графит, легкоплавкие мягкие металлы;

при воздействии радиации.

Наиболее распространенным типом ТСМ являются слоистые материалы: графит, дисульфиды, деселениды молибдена и др.

Рассмотрим свойства графита. Схема кристаллической решетки графита показана на рис. 5.24, триботехнические характеристики приведены в табл. 5.14.

Температура плавления графита равна 3800 ºС, а пластичным он становится при температуре 2000 ºС. В отличие от дисульфида молибдена графит обладает худшими характеристиками в вакууме, а на воздухе, особенно влажном, - лучшими. Коэффициент трения как природного, так и пиролитического графита в вакууме более чем в 2 раза превышает коэффициент трения этих материалов на воздухе, что обусловлено десорбцией паров, влаги и газов и высокой когезией. На рис. 5.24. показано, что в гексагональной кристаллической решетке графита расположены атомы углерода, связанные вдоль линий шестиугольников ковалентными силами. Связь между кристаллическими плоскостями, расстояния между которыми 0,34 нм, осуществляется за счет слабых Ван-дер-Вальсовых взаимодействий, энергия ко-		Р и с. 5.24. Схема кристаллической решетки графита
Таблица 5.14.
Характеристики графита и бора
Материал	Коэффициент трения m	Вакуум, Па
на воздухе	в вакууме
Графит:
природный	0,19	0,44	6×10-7
пиролитический	0,18	0,50	¾ // ¾
Нитрид бора	0,25	0,70	2×10-7

торых на 3¸4 порядка ниже, чем у ковалентных. Поэтому сдвиговая прочность графита в направлении, параллельном заполненным атомами углерода кристаллическим плоскостям, намного меньше, чем в направлениях, соответствующих разрыву ковалентных связей. Эффект смазочного действия графита определяется тем, что молекулы воды, содержащейся в воздухе, сорбируются в межплоскостных промежутках и еще больше ослабляют межплоскостные связи. Поэтому смазочные свойства графита слабо проявляются в вакууме и при температуре более 100 ºС. При отсутствии влаги коэффициент трения поверхностей, разделенных графитовой прослойкой, достигает 0,3, в то время как при наличии сорбированной влаги он составляет примерно 0,05. Это обстоятельство ограничивает использование графита. Однако в общем машиностроении графит нашел широкое применение для смазки сухих резьбовых соединений, канатов, поджимных сальниковых набивок, в качестве добавки в трансмиссионные масла и т.д.

Аналогичное строение имеют кристаллы дисульфида молибдена. Атомы молибдена связаны друг с другом прочными химическими связями вдоль сторон правильных шестиугольников. Атомы серы тоже химическими связями соединены с атомами молибдена и образуют разветвленную объемную структуру, отделяя соседние слои атомов молибдена друг от друга. Между атомами серы соседних слоев реализуются слабые Ван-дер-Вальсовы взаимодействия, а следовательно, вдоль границы раздела прослоек атомов серы реализуется низкое сопротивление сдвигу. Влага в данном случае не играет роли, поэтому дисульфид молибдена используется для смазки узлов, работающих в экстремальных условиях: в высоком вакууме, при температуре до 800 ºС. Достоинствами графита и дисульфида молибдена является то, что они часто встречаются в природе в виде минералов, которые добываются промышленными способами.

Как следует из приведенных выше примеров, ТСМ принадлежат к слоистым соединениям. Они обладают высокой анизотропией прочности, выдерживают температуру более 400 ºС, обладают высокой адгезией к металлу, малым газовыделением в вакууме, низким коэффициентом трения.

Как уже отмечалось, основные типы ТСМ - графит, дисульфид молибдена (MoS₂), дисульфид вольфрама (WS₂) и некоторые другие соединения (MoSe₂, Wse₂, NbSe₂, PbI₂, BN).

Так, например, слой MoS₂ может воспринимать статические нагрузки до 3×10³ МПа и динамические - до 10³МПа, т.е. он практически работоспособен до давлений, равных пределу текучести многих металлов, прекрасно работает в вакууме, сохраняя стабильность до температуры 1100 ºС (на воздухе - до 450 °С).

Дисульфид вольфрама обладает большей теплостойкостью на воздухе (до 510 ºС) и большей стойкостью к окислению, химически инертен, не растворим почти во всех средах (вода, масло, щелочи, кислоты); чувствителен лишь к воздействию свободного газообразного фтора, горячих серной и плавиковой кислот; нетоксичен и не вызывает коррозии металлов.

Коэффициент трения слоистых материалов зависит от толщины покрытия. При достаточно тонком покрытии значение коэффициента трения определяется слабым адгезионным взаимодействием между мягкой пленкой и материалом контртела и твердостью подпленочного материала.

С увеличением толщины покрытия возрастает роль самого покрытия.

На основе твердосмазочных материалов создаются покрытия (ТСП).

В качестве ТСП применяют пленки сульфидов (MoS₂, WS₂, PbS, NbS₂ и др.), селенидов (MoS₂, Wse₂, NaSe₂ и др.), теллуридов (MoTe₂, WTe₂, NbTe₂, TaTe₂), хлоридов (CoCl, PbCl₂, CdCl₂, CuCl), фторидов (AlF₃, CaF₂, BaF₂, MgF₃), иодидов (Cal₂, Pbl₂, BiI₃), оксидов металлов (PbO, BI₂O₃, PbO + SiOr), графита, нитрида бора и др.

В табл. 5.15 приведены плотность, коэффициент трения и предельно допустимая температура эксплуатации некоторых сульфидов, селенидов и теллуридов металлов.

В промышленности применяют методы и технологии нанесения ТСП в зависимости от условий эксплуатации трибосистем (нагрузка, скорость скольжения, температура) и требуемого технического ресурса. Все методы можно разделить на три группы.

Первая группа. Нанесение покрытий из суспензий, состоящих из антифрикционного наполнителя, связующего вещества и растворителя. Суспензии наносятся напылением из пульверизатора с последующей сушкой и отвердением, возможно нанесение кисточкой или окунанием детали. Такие технологии применяют при нанесении покрытий, предназначенных для работы на воздухе, в вакууме и среде инертных газов при малых и средних давлениях, умеренных температурах и скоростях скольжения. В качестве связующего используют органические (фенольные, эпоксидные, кремнийорганические смолы) и неорганические (силикат натрия, фосфаты и бораты металлов) материалы. Представителями этой группы являются ТСП типа ВНИИ НП (ВНИИНП-209, ВНИИ НП-212, ВНИИ НП-213 и др.).

Вторая группа.Нанесение покрытий механическим (натирание, галтовка, виброгалтовка, ротапринт), физическим (катодный, ионный, плазменный, детонационный, газотермический, пневматический и др.), электрофизическим (электрофорез) и химическим способами.

Механические методы нанесения ТСП обеспечивают сцепление частиц, например частиц MoS₂, благодаря их адгезии к металлу и внедрению в поверхностный слой при механических процессах натирания, галтовки, виброгалтовки и т.д.

При натирании и в ротапринтном методе (рис. 5.25) к одной из рабочих поверхностей сопряженных деталей подводятся под небольшим давлением специальный брусок, ролик или зубчатое колесо из спрессованного ТСМ, элементы из ТСМ могут также запрессовываться в виде смазочных вставок. В подшипниках качения вставки из ТСМ можно размещать на сепараторах.

Методы галтовки и виброгалтовки обеспечивают образование очень тонких слоев ТСМ, прочно удерживающихся на поверхности трения. Обработка в галтовочных аппаратах деталей подшипников качения порошком дисульфида молибдена позволяет получить после сборки подшипники, работающие без смазки.

Такая технология для ряда узлов трения внедрена на ВАЗе.

ТСП могут создаваться методом ионного напыления, когда ионами инертного газа бомбардируется мишень из твердого смазочного материала, а выбиваемые при этом частицы ТСМ с высокой скоростью встречаются с покрываемой поверхностью, предварительно очищенной ионами инертного газа. Методом ионного напыления на поверхностях стальных деталей получают покрытия из дисульфида молибдена, фторопласта и других материалов толщиной до 5 мкм.

Метод плазменного напыления реализуется в потоке плазмы инертного газа, в котором напыляемые материалы разлагаются при нагреве покрываемой поверхности до 100¸200 ºС. Высокая скорость потока плазмы увеличивает плотность покрытия и обеспечивает его прочное адгезионное взаимодействие с металлом. Недостатком покрытий, получаемых этим методом, является их высокая пористость, составляющая 2¸15%.

При детонационном методе частицы ТСМ в струе газов при направленном взрыве с большой скростью бомбардируют поверхности деталей и прочно закрепляются в них. Этим методом получают покрытия толщиной до 100 мкм с достаточной прочностью и долговечностью.

Третья группа. Нанесение покрытий методами диффузионной химико-термической обработки металлических деталей некоторыми газами (сероводородом, сероуглеродом и др.). Отличительной особенностью покрытий, наносимых этим методом, является наличие в ТСП синтетического MoS₂ значительной толщины (до 100 мкм) и сохранение работоспособности в вакууме в широком интервале температур (-200 ± 850 ºС). Этот метод позволяет получить более прочное сцепление покрытия с поверхностью детали, так как в этом случае имеет место не адгезия или механическое внедрение частиц, а их химическая связь с металлом.

Опыт применения ТСП весьма разнообразен. Так, например, наряду с монослойными применяют многослойные покрытия, например, покрытия с мягкой металлической подложкой. Подложку получают электролитическими методами, напылением в вакууме и др.

В наиболее ответственных случаях например, разъемы, электроконтакты, используют многослойные металлические покрытия, обеспечивающие плавное нарастание сдвигового сопротивления по мере углубления в поверхность. В стыковочных устройствах аэрокосмических объектов в качестве крайнего слоя применяют драгоценные металлы (золото, серебро, палладий и др.), обеспечивающие надежный электрический контакт.

В качестве полимерных покрытий обычно используют термопласты: капрон, нейлон, фторопласт и др. Часто в полимер добавляют в качестве наполнителя графит или дисульфид молибдена. Однако ТСП на основе термопластов эксплуатируется лишь в слабонагруженных узлах, поскольку при эксплуатации проявляются следующие недостатки: резкое падение прочности с ростом температуры, течение под нагрузкой, слабая адгезия к детали.

Весьма эффективны ТСП в виде мягких химических соединений, сформированных на поверхности химическим путем за счет обработки реагентами, содержащими хлор, иод, серу, фосфор. При этом на поверхности образуются тонкие прочно связанные с основой пленки хлоридов, иодидов, сульфидов, фосфатов.

Весьма целесообразно использовать приемы пополнения ТСП по мере изнашивания покрытия. К числу таких приемов относится ротапринтный метод пополнения запаса ТСМ на рабочей поверхности. На рис. 5.25 показаны некоторые варианты ротапринтного метода.

На схеме (см. рис. 5.25,а) показан способ подачи смазки в подшипник скольжения. Вал 1 вращается во втулке 2, установленной в корпусе 3. К поверхности вала постоянно прижат вкладыш 4 из ТСМ с помощью пружины 5. На схеме (см. рис. 5.25,б) зубчатая передача 1 постоянно смазывается за счет шестерни 2, изготовленной из армированного ТСМ.

Предпринимаются попытки управления смазочным действием ТСМ.

Так, в исследованиях А.А. Силина и Е.А. Духовского было установлено, что при обработке поверхностей, покрытых слоем ТСМ (графит, дисульфиды метал-

а		б
Р и с. 5.25. Реализация ротапринтного метода

лов и др.), пучком ускоренных ионов можно добиться резкого снижения коэффициента трения (аномально низкое трение).

Интересен прием применения ТСМ в поле постоянных магнитов. Здесь ТСМ смешивают с коллоидно-дисперсным ферромагнитным порошком. В зоне трения, например в зоне зацепления шестерен, размещается пара магнитов, создающих магнитное поле. Порошковая смесь подается в область зацепления и удерживается там магнитным полем, обеспечивая постоянную смазку контакта зубьев. Шероховатые чешуйчатые частицы ферромагнетика механически удерживают частицы ТСМ.

Основная номенклатура применяемых в России марок ТСП (табл. 5.16) и некоторые результаты по исследованию их триботехнических характеристик (рис. 5.26 - 5.28) приведены по данным Ю.К. Машкова.

На рис. 5.26 приведены кривые временной зависимости коэффициента трения MoS₂ на воздухе и в вакууме. Анализ кривых показывает, что коэффициент трения в вакууме в 2 раза ниже, чем на воздухе, при прочих равных условиях. Улучшение антифрикционных свойств MoS₂ в вакууме происходит благодаря отсутствию в вакууме влаги и уменьшению возможности окисления MoS₂ .

Присутствие влаги или паров органических жидкостей, таких, как спирт, ацетон, различные углеводороды, увеличивает коэффициент трения MoS₂ (рис. 5.29), что обусловлено химическими процессами, протекающими при фрикционном взаимодействии поверхностей трения.