Smörjning

Smörjning av ett fartygs ångmaskins vevaxel . De två flaskorna med smörjmedel är fästa på kolven och rör sig medan motorn är igång.

Smörjning är processen eller tekniken för att använda ett smörjmedel för att minska friktion och slitage vid kontakt mellan två ytor. Studiet av smörjning är en disciplin inom tribologiområdet .

Smörjmekanismer som vätskesmorda system är utformade så att den applicerade belastningen helt eller delvis bärs av hydrodynamiskt eller hydrostatiskt tryck, vilket minskar växelverkan mellan fasta kroppar (och följaktligen friktion och slitage). Beroende på graden av ytseparation kan olika smörjregimer urskiljas.

Tillräcklig smörjning möjliggör jämn, kontinuerlig drift av maskinelement , minskar slitagehastigheten och förhindrar överdrivna påfrestningar eller klämningar i lager. När smörjningen går sönder kan komponenterna skava destruktivt mot varandra, vilket orsakar värme, lokal svetsning, destruktiv skada och fel.

Smörjmekanismer

Vätskesmorda system

När belastningen ökar på kontaktytorna kan distinkta situationer observeras med avseende på smörjsättet, som kallas smörjregimer:

Vätskefilmssmörjning är smörjregimen där, genom viskösa krafter, lasten stöds helt av smörjmedlet i utrymmet eller gapet mellan delarna i rörelse i förhållande till varandra objekt (den smorda konjunktionen) och fast-fast kontakt undviks.
- Vid hydrostatisk smörjning appliceras externt tryck på smörjmedlet i lagret för att bibehålla vätskesmörjmedelsfilmen där den annars skulle pressas ut.
- Vid hydrodynamisk smörjning pumpar kontaktytornas rörelse, såväl som utformningen av lagret, smörjmedel runt lagret för att bibehålla smörjfilmen. Denna utformning av lagret kan slitas när den startas, stoppas eller reverseras, eftersom smörjmedelsfilmen går sönder. Grunden för den hydrodynamiska teorin om smörjning är Reynolds ekvation . De styrande ekvationerna för den hydrodynamiska teorin om smörjning och några analytiska lösningar finns i referensen.
Elastohydrodynamisk smörjning: Mest för icke-konforma ytor eller högre belastningsförhållanden, utsätts kropparna för elastiska belastningar vid kontakten. Sådan påkänning skapar ett lastbärande område, vilket ger ett nästan parallellt gap för vätskan att strömma igenom. Ungefär som vid hydrodynamisk smörjning genererar rörelsen hos kontaktkropparna ett flödesinducerat tryck, som fungerar som lagerkraften över kontaktytan. I sådana högtrycksregimer kan vätskans viskositet stiga avsevärt. Vid helfilm elastohydrodynamisk smörjning separerar den genererade smörjmedelsfilmen ytorna helt. På grund av den starka kopplingen mellan smörjmedlets hydrodynamiska verkan och den elastiska deformationen vid kontakt med fasta ämnen, är denna smörjning ett exempel på vätskestruktur-växelverkan . Den klassiska elastohydrodynamiska teorin anser Reynolds ekvation och den elastiska avböjningsekvationen för att lösa trycket och deformationen i denna smörjning. Kontakt mellan upphöjda fasta särdrag, eller ojämnheter , kan också förekomma, vilket leder till en blandad smörjning eller gränssmörjning.
Gränssmörjning definieras som det regime där lasten bärs av ytornas ojämnheter (höga punkter) snarare än av smörjmedlet. Detta är effekten som gör polyeten med ultrahög molekylvikt "självsmörjande".
Gränsfilmssmörjning: De hydrodynamiska effekterna är försumbara. Kropparna kommer i närmare kontakt vid sina asperiteter (höjdpunkter); värmen som utvecklas av de lokala trycken orsakar ett tillstånd som kallas stick-slip, och vissa ojämnheter bryts av. Vid förhöjda temperatur- och tryckförhållanden reagerar kemiskt reaktiva beståndsdelar av smörjmedlet med kontaktytan och bildar ett mycket motståndskraftigt segt skikt eller film på de rörliga fasta ytorna (gränsfilm) som kan bära upp belastningen och större slitage eller haveri är undvek.
Blandsmörjning: Denna regim är mellan helfilms elastohydrodynamiska och gränssmörjningsregimer. Den genererade smörjfilmen räcker inte för att separera kropparna helt, men hydrodynamiska effekter är betydande.

Förutom att stödja belastningen kan smörjmedlet behöva utföra andra funktioner, till exempel kan det kyla kontaktytorna och ta bort slitageprodukter. Under utförande av dessa funktioner ersätts smörjmedlet ständigt från kontaktytorna antingen genom den relativa rörelsen (hydrodynamik) eller av externt inducerade krafter.

Smörjning krävs för korrekt drift av mekaniska system såsom kolvar , pumpar , kammar , lager , turbiner , kugghjul , rullkedjor , skärverktyg etc. där utan smörjning skulle trycket mellan ytorna i närheten generera tillräckligt med värme för snabba ytskador som i ett förgrovt tillstånd kan bokstavligen svetsa samman ytorna, vilket orsakar kramper.

I vissa applikationer, såsom kolvmotorer, tätar filmen mellan kolven och cylinderväggen också förbränningskammaren, vilket förhindrar att förbränningsgaser strömmar in i vevhuset.

Om en motor krävde trycksmörjning till exempelvis glidlager skulle det finnas en oljepump och ett oljefilter . På tidiga motorer (som en Sabb marindiesel ), där trycksatt matning inte krävdes, skulle stänksmörjning räcka.

Se även

Automatisk smörjapparat – Enhet monterad på en ångmaskin för att tillföra smörjolja

externa länkar