Nghiên cứu ứng dụng chất phụ gia đặc biệt nhằm nâng cao tính năng độ bền kỹ thuật và hiệu quả khai thác động cơ diesel công suất nhỏ

Với ý nghĩa tổng quát nhất, quá trình ma sát ngoài là quá trình chuyển từ chuyển động cơ học vĩ mô của các vật rắn tiếp xúc ma sát thành chuyển động vi mô và siêu vi mô bên trong, kèm th

Trang 1

TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11 NĂM 2008

Trang 2

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN THÊM

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA,

ngày tháng năm 2008

Trang 3

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: VÕ HUY LÂM Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 30/10/1980 Nơi sinh: Phú Yên

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy MSHV: 0047214

I- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ứng dụng chất phụ gia đặc biệt trong bôi trơn nhằm

nâng cao tính năng kỹ thuật và hiệu quả khai thác động cơ Diesel công suất nhỏ

II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Tìm hiểu về kỹ thuật tribology ma sát, mài mòn, bôi trơn

Phân tích cơ sở lý thuyết về ma sát, mài mòn, bôi trơn Khi sử dụng dầu bôi trơn có và không có chất phụ gia

Thực nghiệm đối chứng và giải thích các thông số về độ nhớt, chỉ số kiềm tổng, lượng kim loại tiêu hao, nhiên liệu tiêu hao, đường kính vết mài mòn, khối lượng tiêu hao, tải trọng phá hủy màng dầu trước và sau khi sử dụng chất phụ gia Extra – power

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21/01/2008

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/11/2008

V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN VĂN THÊM

Trang 4

Xin gởi lời chân thành biết ơn sâu sắc đến:

HCM đã trực tiếp tận tình hướng dẫn trong việc nghiên cứu và thực hiện luận văn

Các thầy cơ thuộc Khoa Cơ Khí, Phịng Đào tạo sau đại học, Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM

Ths Trần Thắm trưởng phịng thử nghiệm hĩa chất và vật liệu Vilas 067 Viện Cơng Nghiệp Hĩa Học Việt Nam

Các bạn trong lớp Cao học CTM khố 2006-2008 đã đĩng gĩp ý kiến, giúp

đỡ, hỗ trợ để hồn thành luận văn

Cùng gia đình cha, mẹ, anh, em, bạn bè đã luơn ủng hộ, động viên tinh thần, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành được luận văn này

Trang 5

trong các mối liên kết động Phục hồi máy móc phải tốn phí, nhiều tiền của, vật tư, hàng vạn nhân công phải tham gia công việc này, hàng vạn máy móc trong các phân xưởng cần được sữa chữa Trong lĩnh vực bảo trì máy móc cơ khí, hiện nay chủ yếu là hư hỏng rồi thay thế Vì thế việc đảm bảo cho máy móc vận hành hết năng suất của nó là công việc rất quan trọng đối với nền kinh tế quốc dân, một trong những phương pháp cải tiến đó là sử dụng chất bôi trơn cho có thêm phụ gia

để nâng cao tuổi thọ chi tiết máy, mà các quốc gia có nền công nghiệp tiên tiến đã ứng dụng Nhưng Việt Nam thì chưa ứng dụng Đó là lý do chúng tôi làm đề tài này

Luận văn đã sử dụng một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng của dầu bôi trơn, khi

có và chưa có chất phụ gia, thấy được khả năng nâng cao tuổi thọ của chi tiết máy cũng như của dầu bôi trơn Trong quá trình ma sát mài mòn và bôi trơn Kết quả luận văn đã trình bày tổng quan về quá trình ma sát mài mòn và bôi trơn, cơ sở lý thuyết của quá trình bôi trơn khi thêm chất phụ gia, khảo nghiệm đối chứng với các

lý thuyết đã nêu

Trang 6

active link To recover mechanism must cost good money A lot of workers have

to do this work A lot of machines need to repair in workshop In the field maintenance service, Most of mechanical elements are replaced after damage Also, to maintain machines operation is an important public economy One of method of improvements use lubricant oil additive to improve service life of machinery, nations having advanced industry applied as a new method it was reason that make this topic

This thesis uses number standards for evaluation of lubricant when it have oil additive and no oil additive to analyse as a method of improvements use lubricant oil additive to improve service life of machinery and life of lubricant In the field tribology Thesis result presented general tribology, theoretical tribology when use use lubricant oil additive and experiment for the theoretics

Trang 7

1.1 Ma sát 3

1.1.1 Phân loại ma sát 3

1.1.2 Các định luật cơ bản về ma sát 6

1.1.3 Những qui luật thực nghiệm ma sát 11

1.1.4 Các phương pháp tính hệ số ma sát 16

1.2 Hao mòn cặp chi tiết ma sát 18

1.2.1 Cơ chế mòn của các bề mặt kim loại 18

1.2.2 Các giai đoạn mòn của cặp ma sát 20

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng hao mòn và hư hỏng 21

1.2.4 Các phương pháp tính mòn của cặp ma sát 22

1.3 Bôi trơn 24

1.3.1 Quá trình nghiên cứu bôi trơn cặp chi tiết ma sát 24

1.3.2 Phân loại kỹ thuật bôi trơn 26

1.3.3 Các đại lượng đặc trưng của dầu bôi trơn 26

1.3.4 Nhiệm vụ chất bôi trơn 27

1.3.5 Các lý thuyết bôi trơn 28

1.4 Ảnh hưởng của chất phụ gia trong dầu bôi trơn 32

1.5 Tình hình nghiên cứu chất phụ gia bôi trơn để nâng cao tuổi thọ cặp chi tiết ma sát 32

1.5.1 Tình hình nghiên cứu chất phụ gia bôi trơn trên thế giới 32

1.5.2 Tình hình nghiên cứu chất phụ gia bôi trơn ở Việt Nam 33

1.5.3 Xác định đề tài nghiên cứu 33

1.5.4 Ý nghĩa khoa học của đề tài 34

Chương 2 Cơ sở lý thuyết về ma sát và mài mòn khi sử dụng chất phụ gia trong dầu bôi trơn 35

2.1 Lý thuyết về ma sát ngoài 36

Trang 8

2.1.4 Biến dạng khi ma sát ngoài 41

2.1.5 Bám dính và khuếch tán khi ma sát 42

2.1.6 Tác dụng chất hoạt hóa bề mặt 43

2.1.7 Quá trình phá hủy khi ma sát 46

2.1.8 Các tính chất cơ lý hóa và trạng thái ứng suất của lớp bề mặt tiếp xúc 47

2.1.9 Trạng thái ban đầu và trạng thái làm việc 50

2.1.10 Những thông số thay đổi chất lượng bề mặt 51

2.2 Lý thuyết bôi trơn 54

2.2.1 Bôi trơn giới hạn màng dầu 54

2.2.2 Cơ học và hóa lý học về tác dụng chất bôi trơn 57

2.3 Cơ sở lý thuyết về chất phụ gia 59

2.3.1 Tổng quan chất phụ gia dầu bôi trơn 59

2.3.2 Chất phụ gia Extra – power 64

2.3.3 Các thông số lý – hóa của dầu bôi trơn 67

2.3.4 Các loại phụ gia thường dùng 70

2.3.5 Chức năng của dầu động cơ 74

2.3.6 Độ tin cậy động cơ 76

Chương 3 Thực nghiệm đối chứng trước và sau khi có chất phụ gia 77 3.1 Phân tích đánh giá chất lượng của dầu động cơ khi sử dụng phụ gia Extra – power và tình trạng của động cơ 78

3.1.1 Mục đích thí nghiệm 78

3.1.2 Đặc điểm của phụ gia Extra – Power 80

3.1.4 Điều kiện thử nghiệm 82

3.1.5 Độ nhớt 83

3.1.6 Trị số kiềm tổng 86

3.1.7 Hàm lượng kim loại tiêu hao 89

Trang 9

giảm mài mòn của extra – power 95

3.2.1 Phân tích thử nghiệm tính năng chống mài mòn, giảm ma sát của phụ gia Extra – Power theo phương pháp ASTM D 4172 95

3.2.2 Phân tích thử nghiệm tính năng chống mài mòn, giảm ma sát của phụ gia Extra – Power theo phương pháp ASTM D 2714 99

3.2.3 Thí nghiệm xác định tải trọng phá hủy trong giai đoạn mòn khốc liệt khi tiếp xúc điểm 102

3.2.4 Nhận xét 104

Chương 4 Kết luận và đề xuất 106

4.1 Kết luận 106

4.2 Đề xuất 107

Lời kết 108

Tài liệu tham khảo

Trang 10

HVTH: VÕ HUY LÂM GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN THÊM

LỜI MỞ ĐẦU

-oOo -

Tính cấp thiết của đề tài

Phần lớn máy móc bị khư hỏng không phải do gãy mà do mòn và do hư hỏng

trong các mối liên kết động Phục hồi máy móc phải tốn phí, nhiều tiền của, vật tư,

hàng vạn nhân công phải tham gia công việc này, hàng vạn máy móc trong các phân

xưởng cần được sữa chữa Trong nghị quyết của Đại hội Đảng Cộng Sản Liên Xô lần

thứ XXIII có nhấn mạnh rằng, một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất được đặt ra

cho nền công nghiệp là nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ của các máy móc, dụng cụ và

trang thiết bị [22]

Chất lượng làm việc của các thiết bị cơ khí mà thực chất là chất lượng làm việc

của các cặp bề mặt tiếp xúc chịu ảnh hưởng rất lớn của đặc tính ma sát giữa chúng Các

ảnh hưởng này thể hiện qua nhiệt độ làm việc, rung động, tuổi thọ và độ tin cậy của

cặp ma sát Chúng ta đều biết rằng hơn một nửa nhiên liệu dùng để chạy ôtô, đầu máy

xe lửa và các phương tiện giao thông khác thực chất là để khắc phục trở lực do ma sat

gây nên trong các chi tiết máy Hiệu suất nhiều thiết bị thấp chủ yếu do ma sát Thí dụ

hiệu suất hộp giảm tốc của máy công cụ là 0,7; hiệu suất của bộ truyền đai ốc – vít me

là 0,25

Hiện nay, ngành cơ khí của Việt Nam mỗi năm tạo ra 1 tỷ USD trong 45 tỷ USD

GDP của cả nước, nhưng đồng thời cả nước tiêu mất 4 tỷ USD cho công tác bảo trì và

sữa chữa thiết bị Ta thấy việc nghiên cứu về các điều kiện ma sát học có ý nghĩa với

công tác thiết kế chế tạo máy

Trang 11

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT MA SÁT

Cơ sở khoa học của ma sát học (Tribology) dựa trên các thành tựu mới nhất của

+Cơ chế mòn của các bề mặt kim loại

+Các giai đoạn mòn của cặp ma sát

+Các yếu tố ảnh hưởng hao mòn và hư hỏng

+Các phương pháp tính mòn của cặp ma sát

 Bôi trơn (lubrication)

+Quá trình nghiên cứu bôi trơn cặp chi tiết ma sát

+Phân loại kỹ thuật bôi trơn

+Các đại lượng đặc trưng của dầu bôi trơn

+Nhiệm vụ chất bôi trơn

+Các lý thuyết bôi trơn

 Ảnh hưởng của chất phụ gia trong dầu bôi trơn

 Tình hình nghiên cứu chất phụ gia bôi trơn để nâng cao tuổi thọ cặp chi

tiết ma sát

+Tình hình nghiên cứu chất phụ gia bôi trơn trên thế giới

+Tình hình nghiên cứu chất phụ gia bôi trơn ở Việt Nam

Trang 12

+Xác định đề tài nghiên cứu

+Ý nghĩa khoa học của đề tài

1.1 MA SÁT.

Theo quan điểm cổ điển :

Lực ma sát Fms tỷ lệ thuận với tải trọng pháp tuyến N:

Quan điểm hiện đại :

Ma sát là kết quả của nhiều dạng tương tác phức tạp khác nhau, khi có sự tiếp xúc

và dịch chuyển hoặc có xu hướng dịch chuyển tương đối giữa hai vật thể, trong đó diễn

ra các quá trình cơ, lý, hoá, điện quan hệ của các quá trình đó rất phức tạp phụ thuộc

vào đặc tính tải, vận tốc trượt, vật liệu và môi trường

1.1.1.1 Phân loại ma sát theo dạng chuyển động

Căn cứ vào dạng chuyển động của bề mặt ma sát có : ma sát trượt, ma sát lăn, ma

sát xoay và ma sát hỗn hợp

Trang 13

Ma sát trượt là ma sát giữa hai bề mặt của vật rắn có chuyển động tương đối, vận

tốc tại các điểm tiếp xúc có giá trị và phương như nhau (hình 1.1 a)

Ma sát lăn là ma sát giữa hai bề mặt của vật rắn có chuyển động lăn tương đối,

vận tốc tại các điểm tiếp xúc có thể khác nhau về giá trị nhưng luôn có phương như

nhau (hình 1.1 b)

Ma sát xoay là ma sát giữa hai bề mặt có chuyển động xoay tương đối, vận tốc tại

các điểm tiếp xúc có thể khác nhau về giá trị và về phương (hình 1.1 c)

Ma sát hỗn hợp là ma sát giữa các bề mặt có tổng hợp các dạng ma sát trượt, lăn

và xoay

1.1.1.2 Phân loại ma sát theo điều kiện bề mặt

Căn cứ vào điều kiện của bề mặt tiếp xúc, ta có: ma sát khô, ma sát bôi trơn giới

hạn, ma sát ướt và ma sát nửa ướt

Ma sát khô là ma sát của hai vật rắn tiếp xúc khi trên các bề mặt của chúng không

có điều kiện khẳng định rõ ràng sự tồn tại của chất bôi trơn hoặc bất kì chất nào

Ma sát bôi trơn giới hạn là ma sát của hai vật rắn khi giữa liên kết của chúng tồn

tại một lớp chất lỏng rất mỏng có cơ tính hoàn toàn khác khối chất bôi trơn (chiều dày

từ cỡ phân tử đến 0,1 μm) Ma sát bôi trơn giới hạn cũng xảy ra khi bôi trơn bằng chất

rắn, chiều dày màng dầu rất mỏng

Hình 1.1 các dạng ma sát theo căn cứ chuyển động

c)

Trang 14

Ma sát ướt là ma sát giữa hai bề mặt vật rắn được phân tách hoàn toàn bởi chất

bôi trơn có chuyển động tương đối Khi đó tập hợp tấc cả các ứng suất tiếp tạo thành là

lực ma sát

Ma sát bôi trơn nửa ướt là ma sát giữa hai bề mặt vật rắn khi giữa chúng tồn tại cả

bôi trơn giới hạn và bôi trơn ướt

1.1.1.3 Phân loại ma sát theo động học tiếp xúc:

Căn cứ vào động học tiếp xúc ta có ma sát tĩnh và ma sát động

Ma sát tĩnh là ma sát xuất hiện giữa hai bề mặt vật rắn trong trạng thái dịch

chuyển ban đầu, khi đó thông thường thì lực ma sát sẽ ngăn cản biến dạng của lớp bề

mặt

Ma sát động là ma sát xuất hiện giữa hai bề mặt vật rắn trong quá trình đó có sự

chuyển động tương đối ở vùng tiếp xúc, trong trường hợp này lực ma sát sẽ thúc đẩy

quá trình biến dạng trên bề mặt mỏng và làm tăng diện tích tiếp xúc

1.1.1.4 Phân loại ma sát theo điều kiện làm việc:

Dựa vào điều kiện làm việc ta phân thành hai loại ma sát : ma sát bình thường và

ma sát không bình thường

Ma sát bình thường là quá trình ma sát được đặc trưng bởi sự cân bằng động giữa

phá hủy và phục hồi lớp màng mỏng có tính bảo vệ bề mặt ma sát, mà thông thường là

lớp màng ôxýt Trong quá trình chạy rà, điều kiện ma sát bình thường sẽ dần được thiết

lập một cách tự phát trong các khớp ma sát

Ma sát không bình thường là loại ma sát không được phép xảy ra trong các khớp

ma sát, khi đó đỉnh nhấp nhô sẽ thâm nhập vào gây cầy, xước hoặc cắt vi mô,v v Khi

đó tấc cả các đặc tính tiếp xúc sẽ thay đổi hoàn toàn Nói cách khác sự cân bằng động

giữa phá hủy và phục hồi lớp màng thứ cấp có tính bảo vệ sẽ bị phá vỡ

Trang 15

1.1.2 Các định luật cơ bản về ma sát

Ma sát ngoài là quá trình tiêu hao năng lượng khi hai vật thể rắn có sự chuyển

động tương đối ở vùng tiếp xúc thực dưới tác dụng của tải trọng ngoài Các định luật

tổng quát về bảo toàn năng lượng, chuyển động và các nguyên lý cựu tiểu được ứng

dụng trong điều kiện ma sát và mài mòn bình thường, cho phép hoàn toàn xác định

được mối quan hệ giữa các dạng tương tác khác nhau trong quá trình ma sát

1.1.2.1 Định luật 1

Với ý nghĩa tổng quát nhất, quá trình ma sát ngoài là quá trình chuyển từ chuyển

động cơ học vĩ mô của các vật rắn tiếp xúc ma sát thành chuyển động vi mô và siêu vi

mô bên trong, kèm theo sự sinh nhiệt và sự thay đổi cấu trúc bên trong của những phần

thể tích bề mặt tế vi tham gia vào quá trình Theo định luật nhiệt động thứ nhất, quá

trình ma sát ngoài được biểu diễn bằng quan hệ :

c t s

E Q

A     (1.3) Trong đó :

  Công dùng để cắt và trượt trong lớp giới hạn

Trên thực tế năng lượng tiêu tán bên ngoài E tvà số gia của năng lượng bề mặt

s

E

 là rất nhỏ và có thể bỏ qua

Định luật thứ nhất của ma sát ngoài được phát biểu như sau:

„Công của ma sát ngoài bằng tổng của nhiệt sinh ra và các năng lượng được hấp

thụ ‟ (chủ yếu do kim loại )

Trang 16

E Q

A  

E

  Tổng số độ tăng nhiệt hàm của bộ phận ma sát, vì độ tăng nhiệt hàm của

dầu bôi trơn không lớn nên có thể coi là năng lượng do kim loại hấp thụ

∆E > 0 ( Không bao giờ năng lượng hấp thụ bằng 0)

Tỷ số giữa năng lượng bị hấp thụ và công của ma sát ngoài là một đại lượng thay

đổi, phụ thuộc vào tính chất vật liệu và điều kiện ma sát ngoài

Tỷ số giữa năng lượng bị hấp thụ và công của ma sát ngoài được gọi là hàm năng

lượng hấp thụ tương đối của bề mặt ma sát

Các sơ đồ nguyên tắc mô tả những quan hệ năng lượng có thể đối với khoảng

biến thiên tương ứng của các tác động cơ học là áp suất p và vận tốc chuyển động v

được trình bày trên hình 1.2

Định luật thứ nhất cho phép ta đưa ra khả năng điều chỉnh quá trình ma sát bằng

cách điều chỉnh cân bằng năng lượng để có tỷ số

A

E



ổn định và nhỏ nhất

Trang 17

1.1.2.2 Định luật 2

Trên cơ sở phân tích ma sát ngoài trong các mối quan hệ với các quá trình xảy ra

tring vùng tiếp xúc, cho phép ta phát biểu định luật thứ 2 của lý thuyết ma sát nhƣ sau:

„Lực ma sát là tổng hợp các lực thành phần được dùng để làm tiến triển các quá trình

cơ lý hóa tất yếu ứng với điều kiện tiếp xúc nhất định của các vật thể ma sát’

f

v a)

b) Hình 1.2 Quan hệ năng lượng

III – vùng phá hoại cân bằng

VI – vùng phát triển các quá trình không bình thường

Trang 18

10 5

4 3 2

F

F ms        (1 4) Trong đó :

Fms – Tổng lực của các dạng liên kết chủ yếu

F1 –Lực ma sát bên trong của các lớp thủy khí động

F2 – Lực ma sát tựa thủy động (các lớp biên) sự bám trượt

F3– Lực trượt trong các lớp giới hạn

F4 – Lực hình thành dải trong các lớp bề mặt kim loại vật mỏng

(từ 100 † 400A0)

F5– Lực tạo ra trong quá trình dao động đàn hồi trong các lớp bề mặt

F6 – Lực biến dạng của các lớp thể tích bề mặt vĩ mô – các thành phần cơ học

F7 – Lực phá hoại các liên kết khuyếch tán (thành phần kết dính)

F8 – Lực tương tác của trường phân tử của các pha rắn

F9BT – Lực phá hủy các khuyết tật tích lũy và làm tan rã cấu trúc thứ cấp

F9KBT – Lực phá hủy thể tích vĩ mô kim loại

F10 – Lực tản mát năng lượng ngoài (do dao động âm, phát xạ v.v)

Thật vậy liên kết là một trong những lực gây ra ma sát Căn cứ vào thành phần

lực nói trên ( dạng liên kết chủ yếu) có thể xác định các dạng ma sát chủ yếu sau:

+ Chế độ thủy khí động ….F1 & F2

+ Quá trình ma sát bình thường F3, F4 , F5, F8 , F9BT ,F10

+ Quá trình ma sát không bình thường F6 ,F7 ,F8 , F9KBT ,F10

Cần khẳng định lại rằng quá trình ma sát bình thường và ma sát không bình

thường tương ứng với các dạng liên kết khác nhau Quá trình ma sát được quan tâm lớn

nhất và có ý nghĩa to lớn đối với thực tiễn là quá trình ma sát bình thường Quá trình

ma sát bình thường được đặc trưng bằng tính ổn định của hệ số ma sát và giá trị của hệ

số ấy là nhỏ nhất

1.1.2.3 Định luật thứ 3

Trang 19

Giai đoạn chuyển động bình thường luôn gắn liền với dạng chuyển đổi và phá

hủy nhất định của bề mặt Trong những điều kiện làm việc thông thường đó là quá

trình cơ lý hóa của ma sát, mòn oxy hóa Các hiện tượng diễn ra trong các lớp bề mặt

của vật thể của vật thể ma sát ở điều kiện bình thường có liên quan tới ba trạng thái

ứng suất sau :

+ Ở giới hạn phân chia các pha rắn diễn ra sự dịch chuyển và sự trượt của lớp tới

hạn, kết quả làm nảy sinh và phá hủy các liên kết phân tử có bản chất phân tán

+ Trong các lớp bề mặt rất mỏng (100 † 1000A0) diễn ra biến dạng mạnh và có

hướng sự tạo dải

+ Trong các lớp nằm bên dưới có quá trình lan truyền (dạng sóng)của các biến

dạng đàn hồi có liên quan tới dịch chuyển tương đối của vật thể ma sát

Ba trạng thái biến dạng - ứng suất được thể hiện trên hình 1.3

Có thể diễn giải quá trình mòn bình thường theo ba giai đoạn: biến dạng và hoạt

hóa, hình thành các cấu trúc thứ cấp và phá hủy các cấu trúc thứ cấp

Định luật ba được phát biểu như sau : „Ứng với một tổ hợp các thông số (vật liệu,

môi trường) nhất định, có một vùng của tác dụng cơ học trong đó tích phân của tỷ số

Hình 1.3 Ba trạng thái biến dạng - ứng suất N – tải pháp tuyến, F – lực tiếp tuyến

F 1 – lực liên kết do sự trượt của lớp giới hạn tạo nên, F 2 – lực liên kết do sự biến dạng có

hướng ( tạo dải ) của các lớp bề mặt tạo nên, F 3 – lực liên kết do sự biến dạng sóng đàn

hồi tạo nên

Trang 20

năng lượng dự trữ trên công của lực ma sát lấy trong toàn thể tích bị biến dạng có giá

(1.5)

Vùng ma sát bình thường được trình bày bằng sơ đồ ở hình 1.4, trong vùng đó

gần như toàn bộ công ma sát bị biến thành nhiệt

Định luật thứ ba cho phép phân tích các thông số chủ yếu trong miền ổn định của

các điều kiện ma sát khác nhau

Ba định luật ma sát cho phép phân tích quá trình ma sát phức tạp và chỉ ra miền

bình thường (ổn định), xác định các giới hạn chuyển sang các hiện tượng hư hỏng và

nghiên cứu giảm ma sát trong vùng ổn định Từ đó có thể điều khiển có hiệu quả các

quá trình ma sát nhằm cải thiện tính chống mòn, tính chống ma sát và tính mong muốn

của các cặp ma sát

1.1.3 Những quy luật ma sát thực nghiệm

1.1.3.1 Sự phụ thuộc của hệ số ma sát vào áp suất pháp tuyến f  f p

Quan hệ này có ba vùng đặc trưng như trên hình 1.5

I – Vùng ổn định ứng với chế độ làm việc bình thường của cặp ma sát (mòn ôxy

I – Vùng ma sát bình thường; II – Vùng chuyển tiếp; III – Hư hỏng cơ học và tróc loại I; IV – Tróc loại II

Trang 21

III – Vùng hư hỏng, trên đó diễn ra những quá trình không bình thường (tróc, cầy,

xước v v…)

Chế độ ma sát được xác định bằng hệ số ma sát ổn định và mòn nhỏ nhất, xảy ra

do sự hình thành cấu trúc thứ cấp bên trên bề mặt Đoạn chuyển tiếp ứng với khả năng

thích ứng của bề mặt, trong đó hàm f  f p có thể có tính chất khác nhau (được biểu

diễn bằng nét đứt trong vùng II hình 1.5) Giới hạn của chế độ làm việc bình thường

(ma sát bình thường) được xác định bởi áp suất pháp tuyến tới hạn pth Khi vượt quá pth

sẽ dẫn tới hiện tượng tróc, dập, cào xước và những quá trình không bình thường khác

với cường độ khác nhau (nét đứt trên đồ thị hình 1.5) đặc trưng cho dao động lớn của

lực ma sát) và mòn mãnh liệt do đó nó chuyển nhanh sang trạng thái hư hỏng

Khi thay đổi các thông số ma sát (điều kiện) sẽ làm cho vùng ổn định biến đổi, nó

được thể hiện trên hình 1.6

f

p Hình 1.5 Sơ đồ nguyên tắc biến thiên hệ số ma sát phụ thuộc

Vào áp suất pháp tuyến f  f p

Trang 22

1.1.3.2 Sự phụ thuộc hệ số ma sát vào vận tốc f  f   v

Quan hệ này có ba vùng đặc trưng, hình 1.7, như sau:

I – Vùng bình thường, ứng với ma sát ôxy hóa ổn định: , ,

Hình 1.6 Sự mở rộng vùng ổn định khi thay đổi điều kiện ma sát đồng thời làm việc

(các đường cong 1→n ) a) giảm f ôđ ; b) tăng f ôđ

Trang 23

III – Vùng không bình thường với hiện tượng tróc loại II ( ,,

th v v )

Vùng ma sát bình thường nằm giữa vận tốc vth, và vth, được đặc trưng bởi giá trị

ổn định của hệ số ma sát và mòn cho phép Nó được quyết định bởi cực tiểu hóa chiều dày của lớp biến dạng dẻo và sự hình thành cấu trúc thứ cấp tùy thuộc vào sự thay đổi của các thông số ma sát Đồ thị f  f v có thể dịch chuyển được trình bày trên hình 1.8

1.1.3.3 Sự phụ thuộc của hệ số ma sát khi có bôi trơn

Đồ thị Stribech chỉ ra sự phụ thuộc của hệ số ma sát vào áp suất và vận tốc

I – Vùng thay đổi ma sát khô

II – vùng ma sát giới hạn và nửa ướt

III – Vùng ma sát ướt

IV – ma sát trong chế độ bôi trơn rối

Hình 1.8 Sự mở rộng vùng ổn định khi thay đổi điều kiện ma sát đồng thời làm

việc (1n ) a) giảm f ôđ , v th, const b) tăng f ôđ , v th, const

c) giảm f ôđ , v th,, const d)tăng f ôđ , v th,, const

,,

thn v

,, 1

th

thn v

,,

th v

,,

thn v

ff

vv

,

th v

,

th v

,, 1

th v

,, 1

th v

Trang 24

1.1.3.4 Sự phụ thuộc hệ số ma sát vào các thông số ma sát khác

Khi cặp ma sát làm việc trong chế độ ổn định bình thường, hệ số ma sát sẽ chịu

ảnh hưởng của các thông số ma sát : vật liệu, công nghệ chế tạo, dung sai kích thước

lắp ghép, dạng và tính chất của chất bôi trơn, v.v ….Tác dụng tổng hợp các thông số ấy

sẽ làm thay đổi các hàm số chủ yếu f  f p , f  f v Ảnh hưởng này được xác định

thông qua vectơ c là tập hợp của các thông số nói trên Trong trường hợp tổng quát,

quan hệ của lực ma sát hay hệ số ma sát được biểu thị bằng toán tử  bt

c v p A

f  , , và chỉ trong chế độ ma sát bình thường mới có thể được biểu diễn dưới dạng hàm số của

áp suất hay vận tốc trượt Hàm này chỉ có ý nghĩa đối với một tổ hợp nhất định của các

thông số

Việc chọn chế độ sử dụng chế độ bình thường của bộ phận máy và cơ cấu đối với

mỗi cặp ma sát, phụ thuộc vào giá trị tác động bên ngoài và ảnh hưởng của các thông

số gắn liền với việc xác định những vùng ổn định của các quan hệ cơ bản f  f p và

Trang 25

Vì cơ sở của chế độ ma sát bình thường là ma sát ôxy hóa nên ảnh hưởng trước

hết của môi trường khí chủ yếu gắn liền với sự có mặt của ôxy và nồng độ của nó

Không những chỉ có các giới hạn của vùng ổn định mà ngay cả sự tồn tại của các vùng

đó cũng phụ thuộc vào sự có mặt của ôxy trong vùng ma sát Khi không có ôxy và các

chất ôxy hóa khác (như trong chân không) thì không thể có mòn bình thường

Trong đó : A đặc trưng cho môi trường tác dụng giữa hai vật thể ma sát

Tabor và Bovden xác định trong điều kiện nhất định, thành phần lực ma sát gây ra

biến dạng là không đáng kể so với thành phần lực phân tử của ma sát Thành phần phân

tử của lực ma sát trong trường hợp này được xác định theo công thức:

T P

Trang 26

R Kinh và Tabor đã phát triển công thức nói trên và đƣa ra công thức tổng quát

hơn, trong đó hệ số ma sát đƣợc xác định theo công thức:

T

o K f

R.T.Spurr và T.P Navcomb đƣa ra mối quan hệ sau:

D

d f



3

4 (1.10) Trong đó:

W P

cos.2

Trong những điều kiện ma sát nhất định, hệ số ma sát sẽ phụ thuộc vào

nhiệt độ Khi đó hệ số ma sát sẽ xác định theo công thức thực nghiệm của

G.Franke :

f  foec.v (1.12)

Trong đó:

f0: hệ số ma sát tĩnh

Trang 27

v: vận tốc

c: hằng số

1.2 HAO MÒN CẶP CHI TIẾT MA SÁT

Mòn là quá trình phá hủy lớp bề mặt tiếp xúc trong quá trình ma sát, làm thay đổi

hình dáng, khối lượng, kích thước của bề mặt vật thể, làm mất mát hoặc thay đổi vị trí

tương đối trên bề mặt do biến dạng, mất liên kết, bong tách, chảy dẻo, ion hóa tạo ra

vùng vật liệu mới thay đổi bản chất vật liệu trên bề mặt tiếp xúc

Hầu hết các nhà khoa học đều cho rằng: hao mòn là kết quả tác dụng đồng thời

của nhiều yếu tố cơ, hóa, điện…v.v trong ùng tiếp xúc và hao mòn liên quan chặt chẽ

đến quá trình chuyển dịch vật liệu giữa hai bề mặt

1.2.1 Cơ chế mòn của các bề mặt kim loại

1.2.1.1.Sự thay đổi trong lớp bề mặt kim loại.

 Sự thay đổi xảy ra do biến dạng

Biến dạng dẻo làm thay đổi cấu trúc của lớp vật liệu bề mặt và là sự tổng hợp của

bốn quá trình quan trọng nhất: sự trượt theo các mặt phẳng tinh thể, sự bong tinh thể,

sự lệch các nguyên tử ra khỏi vị trí ban đầu trong mạng cùng với sự chuyển động nhiệt

của chúng, và phá hủy cấu trúc

 Sự thay đổi xảy ra do sự tăng lên của nhiệt độ

Sự biến dạng dẻo, sự tăng cao của nhiệt độ và sự biến đổi cấu trúc có thể xảy ra

đồng thời hay riêng biệt và gây ra ứng suất trong vật liệu Ứng suất này có thể làm rã

cấu trúc

Khi nghiên cứu vi mô sự tiếp xúc các chi tiết trong điều kiện tải trọng và nhiệt độ

cao, đã xác định khả năng tạo ra các macmaplasma Sự tương tác của các tiếp xúc vi

mô xảy ra trong khoảng thời gian rất ngắn 10-7 đến 10-8 s với một năng lượng rất lớn

Các định luật nhiệt động lực học cổ điển không áp dung được Vật liệu lớp bề mặt

Trang 28

mỏng, biến đổi trong vùng va đập, tạo thành các macma-plasma Quá trình đó có kèm

theo việc phát ra điện tử

 Sự thay đổi do tác dụng hóa học của môi trường xung quanh

O2 + KL → oxit kim loại

Lớp màng này có tính chất khác hẳn lớp kim loại gốc, mềm và giòn hơn, cản

trượt ít hơn và bảo vệ bề mặt khỏi bị xâm thực

 Sự tạo thành lớp màng hợp chất hóa học:

Khi tác dụng với các chất pha hoạt tính hóa học trong dầu, các bề mặt ma sát

được phủ những lớp màng hợp chất hóa học có vai trò tương tự màng oxit

VD: Fe + S → FeS: có tác dụng bảo vệ bề mặt ma sát

1.2.1.2.Sự bền hóa bề mặt.

 Sự ăn mòn, bào mòn và xói mòn:

Khi môi trường làm việc của cặp ma sát có những chất hóa học, những dòng chảy

hoặc khí sẽ xuất hiện hiện tượng ăn mòn, bào mòn và xói mòn Quá trình này làm tăng

thêm độ mài mòn

 Sự tập trung hydro trên bề mặt ma sát:

Hydro được thoát ra từ các phân tử nước, vốn có sẵn trong không khí và trong

dầu bôi trơn

Trang 29

Những phần tử cứng của hạt mài hay sản phẩm của sự mài mòn, khi xâm nhập

vào một độ sâu nhất định sẽ gây nên sự cắt vi mô

 Sự tạo vết xước

Khi trượt, phần tử xâm nhập bị ép sẽ đẩy vật liệu về phía trước, sang hai bên và

ép xuống phía dưới, tạo thành vết xước

 Sự bong tách

Trong sự chảy dẻo, vật liệu có thể bị đẩy về một phía của bề mặt ma sát, tràn lên

các màng oxit và mất mối liên hệ với kim loại gốc nên dễ bị bong tách ra khi không

còn khả năng tiếp tục chảy

 Sự tróc

Đó là dạng hư hỏng phổ biến của bề mặt chi tiết khi ma sát lăn Các phần tử bị

tróc ra có thể là các thành phần cấu trúc cứng của hợp kim sau khi mòn hết nền mềm,

các phần tử của lớp trắng, các hạt nhỏ của gang xám, các phần tử của lớp kim loại

chống lại ma sát khi bị mỏi v.v nguyên nhân của sự tróc là do sự tạo thành các ứng

suất dư và ứng suất nhiệt Vì vậy, sự phát triển của vết nứt do hai loại ứng suất trên là

dấu hiệu phải loại bỏ hay phục hồi chi tiết ấy (nếu được)

 Sự bứt sâu

1.2.2 Các giai đoạn mòn của cặp ma sát

Trong điều kiện ma sát, mòn bình thường, có thể chia sự phụ thuộc của mòn (hay

lượng mòn U) theo thời gian thành ba giai đoạn cơ bản, trình bày trên hình 1.5, ở đó :

Giai đoạn chạy rà (I)

Giai đoạn mòn ổn định (II), đặc trưng cho sự làm việc ổn định lâu dài của chi tiết,

máy

Giai đoạn mòn khốc liệt (III), đến giai đoạn này chi tiết, máy không thể tiếp tục

làm việc

Trang 30

1.2 3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hao mòn, hư hỏng

Ảnh hưởng của tải trọng p đến hao mòn được trình bày trên hình 1.6

Ở vận tốc trong giới hạn nào đó, cường độ hao mòn là ổn định và nhỏ

nhất khi p ≤ [p] Nếu p > [p] thì hao mòn xảy ra mãnh liệt

Trang 31

Ảnh hưởng của vật tốc trượt v đến hao mòn trình bày trên hình 1.13

m a

Trang 32

Trong đó :  - lực ma sát riêng ,  = f.Pa

Mặt khác năng lƣợng ma sát bề mặt đƣợc xác định theo công thức :

Trang 33

Mòn vĩ mô thường đặc trưng bởi cường độ mòn tuyến tính Ih

L A

V I

V - thể tích mòn vật liệu trên quãng đường ma sát

Aa – diện tích danh nghĩa

L - chiều dài quãng đường ma sát.

1.3 BÔI TRƠN

1.3.1.Quá trình nghiên cứu bôi trơn cặp chi tiết ma sát

Bôi trơn nhằm làm giảm sức cản ma sát, giảm hao mòn Vật liệu bôi trơn và kỹ

thuật bôi trơn có ảnh hưởng rất lớn đến ma sát, hao mòn Vì vậy luôn được các nhà

khoa học quan tâm nghiên cứu hoàn thiện

Sự phát triển của sản xuất vật liệu bôi trơn đi liền với nền sản xuất máy móc

Trước năm 1880 vật liệu bôi trơn chủ yếu là dầu, mỡ thực vật

Các nhà khoa học đã nghiên cứu sử dụng các chất pha nhằm làm tăng tính năng

cho dầu khoáng trong giai đoạn từ năm 1950 đến 1970

Vào đầu những năm 1970 khi khoa học, kỹ thuật phát triển con người đã tổng hợp

được dầu bôi trơn và phương pháp bôi trơn lưu biến ra đời nghĩa là bôi trơn bằng dầu

có thêm chất phụ gia như lưu huỳnh, fotfo, clo, cacbon …

Người ta còn dùng một số chất như: than chì, polyme, polyamides, polyimit (PT),

v.v pha thẳng vào cặp ma sát để cải thiện các đặc tính ma sát, cải thiện đặc tính về

nhiệt và mài mòn trong cặp ma sát [20]

Đặc tính quan trọng nhất của chất bôi trơn là tạo nên lớp giới hạn, lớp bảo vệ thứ

cấp trên bề mặt ma sát khi tiếp xúc, chúng có ảnh hưởng quyết định đến ma sát

và hao mòn Việc tạo thành lớp giới hạn phải kể đến tác dụng của chất hoạt tính bề mặt

Trang 34

như thành phần các gốc tự do của a xít, xà phòng, chất béo hoặc các phân tử phân

cực Sự hình thành lớp bảo vệ thứ cấp là do tác dụng của chất hoạt tính hóa học như

clo, phốt pho, lưu huỳnh có trong dầu, mỡ bôi trơn,

Việc lựa chọn vật liệu bôi trơn tốt, thường kết hợp chặt chẽ giữa các vật liệu bôi

trơn cùng các điều kiện: vĩ mô, vi mô, động học và động lực học

Hình1.14 Một số vật liệu bôi trơn quan

Trang 35

1.3.2 Phân loại kỹ thuật bôi trơn.

1.3.3.Các đại lượng đặc trưng của dầu bôi trơn:

Dầu Niutơn Bôi trơn

Bôi trơn ƣớt Chế từ dầu mỏ

Dầu phi Niutơn

Dầu khoáng Dầu phụ gia Dầu cơ bản

Hợp chất hóa học

Lỏng, dẻo và hợp chất Rắn

Phân loại kỹ thuật bôi trơn

Khí tĩnh Khí

Hình 1.16 Khảo sát lớp chất lỏng gần tường rắn

Trang 36

Tính nhớn là tính chất của chất lỏng làm cản trở sự trượt trong quá trình có sự

chuyển động tương đối giữa các lớp chất lỏng

Theo giả thuyết Niutơn ứng suất tiếp gây ra bên trong các lớp chất lỏng tỉ lệ với

gradian vận tốc τ = η du dy (1.18)

du

dy : gradian vận tốc

τ : Ứng suất ma sát, đơn vị : Pa

η : Hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào loại chất lỏng gọi là độ nhớn động lực của chất lỏng

đơn vị : Pa.s gọi là Poids

Ngoài ra người ta còn dùng độ nhớn động học γ =   đơn vị

2

m

s

1.3.4 Nhiệm vụ chất bôi trơn

Đặc tính của chất bôi trơn là tạo nên lớp giới hạn, lớp màng bảo vệ thứ cấp trên

bề mặt ma sát khi tiếp xúc, gọi là cấu trúc thứ cấp Cấu trúc thứ cấp có thành phần,

cấu trúc và tính chất khác nhau, ngăn cách các bề mặt “ thuần khiết ” của kim loại khi

chúng tiếp xúc nhau Ví dụ như O2 + KL → oxit kim loại Lớp màng này có tính chất

khác hẳn lớp kim loại gốc, mềm và giòn hơn, cản trượt ít hơn, bảo vệ bề mặt kim loại

Fe + S → FeS: có tác dụng bảo vệ bề mặt ma sát

Khi ma sát có sự phát ra điện tử, sinh ra lực trong quá trình ma sát thắng lực liên

kết giữa các electron mang điện âm và hạt nhân mang điện dương làm cho điện thế hóa

chuyển mạnh sang phía âm

Với các máy làm việc trong điều kiện ma sát nặng (tải và tốc độ trượt lớn nhiệt độ

cao) Trong khi chi tiết có hàm lượng đặc biệt cao và khó bị ôxy hóa đang ngày càng

được sử dụng rộng rãi Do vậy, cần lựa chọn các chất bôi trơn và các chất phụ gia pha

Trang 37

vào chúng theo những phương hướng nhất định, phụ thuộc vào công cụ và điều kiện

hoạt động cụ thể

Phương pháp đơn giản và có hiệu quả là đưa các thành phần trung tính (trơ) hóa

học và có hoạt tính hóa học tới bề mặt kim loại để cân bằng với điện tích mất đi trong

ma sát, hình thành cấu trúc thứ cấp bảo vệ ma sát là pha các hợp chất phụ gia tương

ứng với chúng vào dầu bôi trơn

1.3.5 Các lý thuyết bôi trơn

Bôi trơn giới hạn khi các bề mặt ma sát bị phân cách bởi một lớp chất bôi trơn rết

mỏng có chiều dày cỡ phân tử đến μm Tính chất của màng bôi trơn giới hạn hoàn toàn

khác với tính chất của khối bôi trơn

1.3.5.1 Bôi trơn giới hạn màng dầu

Khi chiều dày của màng dầu nhỏ hơn 0,1 μm (có thể do sự tăng nhiệt độ, tăng tải

hay giảm tốc độ gây ra) Tính chất của nó khác hẳn dầu bôi trơn trong lòng khối dầu

bôi trơn Trong trường hợp này hệ số ma sát không chỉ phụ thuộc vào độ nhớt của dầu

mà còn phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố khác được gọi là tính bôi trơn Tính bôi trơn

là khả năng đảm bảo tác dụng bôi trơn tốt nhất trong điệu kiện lớp dầu bôi trơn đủ

mỏng và tác dụng của nó không chỉ quyết định bởi độ nhớt của dầu bôi trơn Tùy thuộc

vào khoảng cách từ dầu bôi trơn đến bề mặt ma sát, độ nhớt và các tính chất khác của

chất lỏng bôi trơn thay đổi một cách nhảy vọt, nghĩa là có giới hạn rõ ràng giữa màng

bôi trơn và dầu bôi trơn còn lại trong cả khối dầu

1.3.5.2 Bôi trơn giới hạn với chất rắn

Một số chất được gọi là bôi trơn rắn khi nó tạo ra và duy trì chế độ ma sát bôi

trơn giới hạn Màng giới hạn có độ bền có độ bền nén rất cao và độ bền cắt nhỏ Từ đặc

điểm này có một số chất có thể được sử dụng như chất bôi trơn ở trạng thái bôi trơn

giới hạn : các chất có cấu trúc lớp, cấu trúc tấm, kim loại mềm, màng mỏng, chất dẻo

Trang 38

…v.v…(graphit, disunfit molipden MoS2, sunfit bạc, disunfit vonfram và một số hợp

chất vô cơ )

1.3.5.3 Bôi trơn ướt

Khi có tồn tại lớp chất bôi trơn giữa các bề mặt ma sát nếu chiều dày của nó

không nhỏ hơn 1μm và lớn hơn độ cao tổng của các nhấp nhô của hai bề mặt ma sát,

khi đó ma sát ngoài của vật rắn sẽ trở thành ma sát trong của lớp dầu, nó được gọi là

lớp tải Khi chiều dày lớp dầu lớn hơn màng giới hạn, thì ảnh hưởng các phân tử dầu ở

xa sẽ giảm đi, các lớp dầu cách bề mặt ma sát 0,5 μm sẽ chuyển động tự do với nhau

Lực sẽ phụ thuộc vào độ nhớn của dầu và bằng tổng lực cản trượt của các lớp dầu theo

chiều dày màng dầu Ma sát ướt với hệ số ma sát nhỏ là tối ưu với các kết cấu ma sát

về khả năng mất mát năng lượng độ bền mòn và tuổi thọ, khi hệ số ma sát không phụ

thuộc vào bản chất của bề mặt lắp ghép

Hiện tượng ma sát khi bôi trơn ướt là rất phức tạp được thể hiện trên hình 2.14

cho thấy : các phân tử của chất hoạt tính bề mặt trong dầu được hấp thụ tren bề mặt

trong lớp phân tử mônô, trên đó tạo thành lớp giới hạn, liền lớp giới hạn là vùng

chuyển động vi mô, cuối cùng là lớp chảy tầng

Có hai phương pháp tạo áp suất ở lớp dầu màng tải đó là phương pháp bôi trơn

thủy động – áp suất phụ thuộc vào vận tốc chuyển động và phương pháp bôi trơn thủy

tĩnh – áp suất của lớp dầu do nguồn dầu áp lực cao ở bên ngoài cung cấp

Trang 39

Khi bôi trơn thủy động các lớp dầu trung gian sẽ chuyển động với vận tốc tỷ lệ

với khoảng cách từ chúng đến bề mặt chuyển động

Hình 1.17 Sơ đồ mặt cắt của bề mặt kim loại và lớp vật liệu bôi trơn lỏng

1 – cấu trúc của kim loại ban đầu; 2 – tinh thể bị biến dạng có hướng; 3 – tinh thể

bị phá hủy, bị ôxy hóa và hấp thụ bề mặt; 4 – lớp phân tử mônô; 5 – lớp giới hạn; 6

– vùng chuyển động với vi mô; 7 – dòng dầu chảy tầng

Trang 40

Hệ số ma sát :

Ph

v h S P

v P

Trong đó : P – tải trọng riêng trên bề mặt chuyển động

Một dạng khác của bôi trơn ướt đó là bôi trơn khí, nó có nhiều ưu điểm so với

loại khác, do sức cản ma sát thấp, nhiệt tỏa ra ít, mòn ổ trục nhỏ, độ tin cậy cao Về

nguyên tắc, lý thuyết bôi trơn khí khác với bôi trơn thủy động ở chỗ khí coi như chất

lỏng nén ép được Phương pháp đơn giản là chất bôi trơn khí tĩnh, nó có thể dùng cho

trường hợp mà tốc độ chuyển động tương đối bằng không

1.3.5.4 Bôi trơn nửa ướt

Bôi trơn nửa ướt xảy ra đồng thời tồn tại cả bôi trơn ướt và bôi trơn giới hạn Khi

đó tải trọng pháp tuyến sẽ cân bằng với lực pháp tuyến của phần bề mặt tiếp xúc và áp

suất thủy động của màng dầu Trong trường hợp này, lực ma sát là tổng hợp hai lực

thành phần : thành phần tiếp tuyến của lực tương tác bề mặt và sức cản trượt của lớp

dầu Khi bôi trơn nửa ướt hiệu ứng thủy động xảy ra hai trường hợp sau :

Trường hợp thứ nhất : trạng thái hình học vĩ mô của bề mặt tiếp xúc ma sát tạo

thành chiều chêm dầu ( khe hở thu hẹp dần) Khi đó với những thông số ma sát thích

hợp sẽ xuất hiện hiệu ứng thủy động và tạo thành lực nâng, nhưng không đủ tiếp nhận

toàn bộ tải trọng, do đó vùng trên bề mặt tiếp xúc sẽ tồn tại những vùng tiếp xúc thực

và dòng chất lỏng sẽ bao lấy các phần bề mặt tiếp xúc

Trường hợp thứ hai: nhấp nhô bề mặt nằm giữa các khu vực tiếp xúc tạo thành

những chỗ hẹp và mở rộng theo chiều cao và theo hướng chuyển động tương đối, với

lượng dầu đủ lớn sẽ hình thành các nêm dầu vi mô thủy động (hình 1.18) Hiệu ứng vi

mô này hình thành ngay cả khi vận tốc trượt khá nhỏ Trong trường hợp bôi trơn bằng

chất lỏng, nó còn đóng vai trò của chất làm mát bề mặt ma sát và kết cấu ma sát

Định dạng
Số trang	120
Dung lượng	5,84 MB