潤滑油油膜是保護機器內部組件減少磨損的重要性能之一。油膜的厚度與強度是兩個不同的概念。
下面讓我們介紹(shao)下油膜與摩擦:
油膜厚度
潤(run)滑油(you)的作(zuo)用就(jiu)是為了(le)避免金屬間的表(biao)面接觸,所(suo)以,油(you)品(pin)就(jiu)必須能提供摩擦表(biao)面分離的能力,這(zhe)就(jiu)需要三個(ge)支撐因素——相(xiang)對速度、基礎(chu)油(you)粘度和負荷量。這(zhe)三個(ge)因素也(ye)會受到(dao)溫度、污染以及其它(ta)因素的影響(xiang)。
潤滑(hua)油的(de)作用(yong)與其(qi)產生(sheng)一定厚(hou)度(du)(du)的(de)膜有(you)很(hen)大(da)關系,油膜厚(hou)度(du)(du)平衡了上述因素(su),就可以(yi)借助于相對速度(du)(du)產生(sheng)粘性(xing)流體膜將兩摩擦(ca)表(biao)面(mian)完全(quan)隔開,由流體膜產生(sheng)的(de)壓力來平衡外載(zai)荷,就稱為流體動(dong)力潤滑(hua)。
在(zai)具有滾動(dong)(dong)(dong)接觸(可忽略的(de)(de)相對滑動(dong)(dong)(dong)運動(dong)(dong)(dong))的(de)(de)應用(yong)中,即(ji)使具有較(jiao)大的(de)(de)局部壓(ya)力(li)點,也(ye)可能(neng)會影響金屬表面間的(de)(de)油(you)(you)膜厚度。其實這些壓(ya)力(li)點也(ye)起(qi)著重(zhong)要作用(yong)。基(ji)礎油(you)(you)的(de)(de)壓(ya)力(li)和粘(zhan)度關系(xi)允許油(you)(you)品粘(zhan)度因較(jiao)高(gao)的(de)(de)壓(ya)力(li)而暫(zan)時(shi)性增加(jia),這稱為彈(dan)性流體動(dong)(dong)(dong)力(li)潤滑,盡(jin)管油(you)(you)膜會很(hen)薄(bo),但依(yi)然能(neng)產生一(yi)個完整的(de)(de)油(you)(you)膜分離。
在實(shi)踐當(dang)(dang)中,機器表面最理想的(de)(de)(de)狀態(tai)就(jiu)是(shi)能實(shi)現完全分離,薄膜(mo)(mo)厚度(du)就(jiu)是(shi)為(wei)減少(shao)摩擦(ca)和(he)磨損提供最好(hao)的(de)(de)(de)保護(hu)。但是(shi)如(ru)果(guo)不(bu)(bu)具有(you)滿足這(zhe)些油膜(mo)(mo)厚度(du)的(de)(de)(de)條件,例如(ru)當(dang)(dang)相對流速不(bu)(bu)足、粘度(du)不(bu)(bu)足或負載(zai)過(guo)大(da)時,會(hui)(hui)發生什(shen)么情況呢?其實(shi)大(da)多數(shu)機器的(de)(de)(de)設計和(he)操作參(can)數(shu)都允許速度(du)不(bu)(bu)足的(de)(de)(de)情況存(cun)在,比如(ru)在啟(qi)動、停止或方向運動變化時。當(dang)(dang)溫度(du)過(guo)高也會(hui)(hui)導致粘度(du)降低,過(guo)度(du)污(wu)染同樣會(hui)(hui)使得油膜(mo)(mo)間隙中的(de)(de)(de)磨粒(li)接觸(chu)。
當(dang)流(liu)體動力學(xue)或彈性流(liu)體動力學(xue)潤(run)滑(hua)(hua)的(de)(de)先(xian)決(jue)條件未滿足時,基(ji)(ji)礎油(you)將要(yao)在(zai)所謂的(de)(de)邊(bian)(bian)界接觸條件下尋求(qiu)支撐(cheng),這種支撐(cheng)因素就(jiu)需(xu)要(yao)尋找(zhao)具(ju)有摩(mo)擦(ca)磨損控(kong)制性能(neng)的(de)(de)添(tian)加(jia)劑(ji)(ji)(ji)。因此,基(ji)(ji)礎油(you)和(he)(he)添(tian)加(jia)劑(ji)(ji)(ji)就(jiu)被調和(he)(he)在(zai)一起生產(chan)出符合(he)特定需(xu)求(qiu)的(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)油(you)脂產(chan)品,從而(er)減輕預期會產(chan)生的(de)(de)邊(bian)(bian)界潤(run)滑(hua)(hua),該潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)就(jiu)具(ju)有油(you)膜強度和(he)(he)邊(bian)(bian)界潤(run)滑(hua)(hua)性能(neng)。
油膜的強度
除了(le)油(you)(you)(you)膜(mo)厚度(du),油(you)(you)(you)膜(mo)的強度(du)也是用以減輕摩擦(ca)和(he)控制磨損的重要因(yin)素。當基(ji)礎(chu)油(you)(you)(you)粘(zhan)度(du)不足以克(ke)服金屬(shu)間(jian)表(biao)(biao)面摩擦(ca)時,就(jiu)需要基(ji)礎(chu)油(you)(you)(you)和(he)添加劑產生化學(xue)協(xie)同效應(ying),形成表(biao)(biao)面保護(hu)機理。在(zai)這些邊(bian)界(jie)條件下,邊(bian)界(jie)潤滑也會受到機械表(biao)(biao)面化學(xue)和(he)物理性質以及其它任何(he)環境因(yin)素的影響(xiang),所(suo)以即(ji)使在(zai)負載較重、溫度(du)較高或相對表(biao)(biao)面速度(du)較低時,油(you)(you)(you)膜(mo)強度(du)也會有所(suo)提(ti)高。
當潤(run)滑不(bu)良或潤(run)滑不(bu)良的(de)(de)機(ji)器(qi)表(biao)面滑動接觸時,實際接觸壓力點(dian)上(shang)的(de)(de)物理分子相互作(zuo)用是(shi)需(xu)要注(zhu)意的(de)(de)。在機(ji)器(qi)表(biao)面的(de)(de)這種分子作(zuo)用下,邊界條件會(hui)受到許多(duo)物理和(he)化(hua)學(xue)(xue)原(yuan)理的(de)(de)約(yue)束。當添加劑化(hua)合(he)物被選(xuan)擇(ze)用于油膜強度保(bao)護(hu)時,必須(xu)注(zhu)意機(ji)器(qi)表(biao)面氧化(hua)、腐蝕、化(hua)學(xue)(xue)吸收(shou)和(he)其它化(hua)學(xue)(xue)反應作(zuo)用的(de)(de)平衡(heng)。
金屬表(biao)面上的這些(xie)摩擦和(he)磨損(sun)(sun)控(kong)(kong)制添加劑膜(mo)(mo)(mo)降(jiang)低了(le)(le)接觸點處(chu)的剪(jian)切強(qiang)度(du)(du)。低剪(jian)切強(qiang)度(du)(du)膜(mo)(mo)(mo)在(zai)物理相互(hu)(hu)作用(yong)中被(bei)“犧牲”,用(yong)以(yi)保護表(biao)面不受粘著、磨粒和(he)疲勞磨損(sun)(sun)的影響(xiang)。這些(xie)亞微米薄(bo)膜(mo)(mo)(mo)隨著它(ta)們(men)更接近金屬表(biao)面而(er)具(ju)有從液體到(dao)固體的特性。雖然基(ji)礎油(you)是流體動(dong)力學和(he)彈性流體動(dong)力潤滑(hua)用(yong)來保護機器表(biao)面的首選材料,但邊界條件(jian)(jian)依(yi)然存在(zai)。因此,為了(le)(le)不受邊界條件(jian)(jian)的限制,應使用(yong)合(he)適的并具(ju)有摩擦和(he)磨損(sun)(sun)控(kong)(kong)制性能(neng)(neng)的添加劑配(pei)方來調和(he)潤滑(hua)劑,才(cai)能(neng)(neng)在(zai)合(he)理的限度(du)(du)范圍內保證與機械相互(hu)(hu)作用(yong)成比(bi)例的油(you)膜(mo)(mo)(mo)強(qiang)度(du)(du)。