Антифрикционные присадки
Каждый человек, использующий в процессе своей деятельности механические устройства, хочет, чтобы эти устройства, надежно и долго работали, обходясь без серьезных поломок. Основная причина поломки подвижных деталей любого механизма, заключается в механическом трении, повышении температуры, деформации материала.
Антифрикционные материалы и добавки – это особые соединения, уменьшающие коэффициент трения между подвижными частями механизмов. Они могут различаться по составу и физическим свойствам, как например, металлический баббит, полимерные фторопласты, или неметаллический графитовый порошок. Но, общее назначение их – облегчение скольжения между подвижными поверхностями механизмов. Все подобные материалы должны иметь высокую теплопроводность, для снижения вероятности перегрева рабочих элементов, на которых они используются.
Виды и типы антифрикционных материалов
Прежде чем разбираться с разновидностями антифрикционной продукции, нужно сначала понять, какие бывают виды трения между механизмами и деталями любого механизма:
- «Мокрое» трение, при котором между деталями автомобиля для их безопасного взаимодействия расположена тонкая масляная пленка. Из-за таких пленок детали в ходе своей работы практически не соприкасаются друг с другом, что делает этот вариант трения практически идеальным.
- Граничное, являющееся самым распространенным типом трения. Специалисты характеризуют такой путь как рваный. Именно в таких ситуациях между узлами и механизмами образовывается тончайшая пленка из масла. Она лишь в небольшой степени защищает детали от трения, со временем они начинают изнашиваться и рано или поздно приходит в непригодность, повышая опасность поломки детали.
- Сухое, или наиболее опасное состояние трения механизмов двигателя, которое за короткий промежуток времени приводит к серьезным неполадкам в моторе. Это произойдет, если недостаточно залить моторного масла в двигатель. В таком случае никакой защитной пленки не образуется, и детали в спокойном режиме начинают «травмировать» друг друга.
В зависимости от типа трения детали подбирается антифрикционный материал, покрывающий ее поверхность. Разделяются эти материалы на три основных класса:
Металлические — состоящие из металлических компонентов имеющих низкий коэффициент трения и высокую теплопроводность. Сюда относятся такие сплавы как баббит, латунь, цинковые сплавы. Применяются в основном в подшипниках и опорах.
Неметаллические — большая группа материалов, включает в себя все виды соединений не содержащих металл. Основные подгруппы на сегодня — графитовые и полимерные. Графитовые применяются в основном как дополнительный элемент в подшипниках и втулках. Полимерные — во втулках и в качестве присадок к смазочным материалам, для образования защитной пленки на деталях.
Комбинированные — соединения металлических и неметаллических компонентов, например, металла и графита. Используются для изготовления трущихся сменных деталей, например, вкладышей.
Виды антифрикционных добавок
Антифрикционные добавки — это соединения, добавляемые в основной смазочный материал для улучшения его качества, или образования на поверхности детали дополнительного покрытия, увеличивающего срок ее службы.
Среди антифрикционных добавок выделяют следующие виды:
- Реметаллизаторы;
- Добавки, имеющие в своем составе тефлон;
- Восстановительные порошки минерального характера;
- Присадки из полимеров;
- Металлоорганические добавки (или эпиламные);
Принцип работы реметализаторов довольно прост для понимания. При попадании в моторное масло они переносятся вместе с ним к смазываемым узлам. Моторная жидкость с реметаллизаторами проникает вглубь царапин и повреждений двигателя, формируя защитный слой, который по-другому называется плакирующим.
Из-за этого металлы, входящие в состав реметаллизаторов, имеют больший показатель мягкости в отличие от тех, из которых сделана деталь агрегата. Со временем защитный слой будет изнашиваться, пока вовсе не исчезнет. В таких случаях придется снова производить добавку этих материалов в масло, иначе никакой пользы двигатель не получит.
Добавки на основе тефлона также должны постоянно присутствовать в составе масляной жидкости для двигателя. Такие автомобильные присадки оседают на неподвижных частях механизмов двигателя. Это объясняется способностью тефлона равномерно оседать на металлической поверхности.
Восстановительные порошки минерального характера имеют в своем химическом составе змеевик, т. е. разветвленную макромолекулу, содержащюю присоединенные атомы металла, например молибдена. При попадании в масло, связующая часть такой макромолекулы, начинает распадаться на составные элементы. Высвобождающиеся атомы металла притягиваются к горячим стенкам рабочего элемента, например, поршня, и заполняют имеющиеся на нем микротрещины. Не стоит злоупотреблять применением таких присадок, так как они могут накапливаться на рабочих поверхностях, изменяя их размеры.
Полимеры, как антифрикционная добавка, были изобретены для постоянного заливания в масляную систему двигателей. Они повышают защитные свойства масел, грубо говоря улучшая их качество. Помимо уменьшения трения и износа, они повышают уровень мощности двигателя, существенно снижая расход бензина при движении. Однако если постоянно пользоваться присадками из полимеров, то со временем они начинают скапливаться в излишнем количестве в масляном фильтре, что приводит к его «забивке» и, как следствие, возможному выходу из строя масляного насоса.
Сферы применения
Все области механики, любой механизм, имеющий подвижные детали. Даже в часовом производстве используют эти соединения, для уменьшения коэффициента трения между валами и шестеренками. Любые двигатели, подвижные шарниры, передаточные механизмы и редукторы будут иметь в своей конструкции элементы облегчающие скольжение.
Конкретный тип таких элементов определяется предприятием разработчиком и вноситься в конструкторскую документацию. В ней же указывается расчетный срок службы узлов содержащих антифрикционные материалы, условия их эксплуатации, порядок обслуживания и процесс замены.
Применение антифрикционных добавок, не входящих в изначальный состав механизма, может быть рекомендовано заводом изготовителем. Следует обратить внимание на рекомендации не только производителя детали или узла, но и на замечания изготовителя используемых в нем смазочных, или охлаждающих материалов.
Для подбора материалов, изменяющих коэффициент трения, самостоятельно, необходимо всесторонне изучить рекомендации разработчиков оборудования, определить максимальные значения параметров, влияющих на свойства материалов, а именно — температуру, рабочую нагрузки и т. д. Следует помнить, что неправильный выбор антифрикционного материала, скорее всего, приведет в заклиниванию или разрушению узла
Достоинства и недостатки
К несомненным плюсам использования антифрикционных добавок и материалов можно отнести следующие преимущества:
Использование таких составов существенно снижает общий уровень износа деталей и агрегатов, заметно увеличивая срок их эксплуатации.
Эти добавки снижают вероятность отказа механизма во время работы, надежно защищая поверхности деталей.
За счет более хорошего скольжения элементов, снижается шумовой эффект при работе агрегата.
Расход топлива, при правильном применении добавок в двигателях внутреннего сгорания уменьшается, что благоприятно сказывается на финансах владельца техники. Смазки также требуется в меньших объемах.
К недостаткам можно отнести тот факт, что отдельные составляющие антифрикционных добавок и материалов могут негативно влиять на некоторые другие элементы механизма, например, забивать каналы систем фильтрации, или технологические отверстия масло съемных устройств.
Таким образом, антифрикционные материалы и добавки являются важной частью отрасли промышленной химии и машиностроения. Они помогут повысить качество работы агрегатов и узлов техники, но использовать их или нет — личное дело каждого потребителя.
