Đề tài về Chất bôi trơn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Chủ đề

Chất Bôi Trơn

1


Thành Viên

Lê Trúc Hòa

Vũ Duy Hải

2


NỘI DUNG

I. Giới thiệu chung về lực ma sát

II. Chất bôi trơn chống lại sự ma sát

III. Giới thiệu chung về sự hao mòn

IV. Chất bôi trơn chống lại sự hao mòn

3

I. Lực ma sát

•
•

Ma sát có nghĩa là cọ xát
Lực ma sát là lực cản trở chuyển động của một vật này so với vật khác. Thay vậy, các
nhà khoa học tin rằng lực ma sát là kết quả của lực hút điện từ giữa các hạt tích điện
có trong hai bề mặt tiếp xúc.

4


I. Lực ma sát

•

Vd

- Khi hai bề mặt gồ ghề (ví dụ như giấy nhám) chà xát lên nhau thỉnh thoảng
có ma sát lớn hơn
- Những bề mặt được mài rất nhẵn (ví dụ như các tấm kính thủy tinh) đã được
lau sạch hết các hạt bụi bám trên mặt thật ra có thể dính vào nhau rất mạnh.

5


I. Lực ma sát

•

Lực ma sát giữ một vai trò quan trọng trong nhiều quá trình hằng ngày. Chẳng hạn,
khi hai vật cọ xát lên nhau, lực ma sát làm cho một phần năng lượng chuyển động bị
biến đổi thành nhiệt. Đó là nguyên nhân vì sao cọ xát hai que củi lên nhau cuối cùng
sẽ tạo ra lửa.

6


I. Lực ma sát

•

Lực ma sát còn là nguyên nhân gây ăn mòn và xẻ rảnh trên bánh răng và những bộ
phận cơ giới khác. Đó là nguyên do người ta sử dụng dầu bôi trơn, hay chất lỏng, để
làm giảm ma sát – và giảm ăn mòn và xẻ rảnh – giữa các bộ phận đang chuyển động.

7


II. Chất bôi trơn chống ma sát
1. Khí trơn
2. Chất lỏng bôi trơn

8


Khí trơn

•

Các khí sử dụng bao gồm không khí, heli, nitơ và hydro-mặc dù không khí được sử
dụng phổ biến nhất

•

Yêu cầu của khí trơn

–
–
–

Hệ số ma sát tiếp cận bằng không
Độ nhớt không khí trong điều kiện khí quyển là 0,018 cP
Cho phép hoạt động ở nhiệt độ thấp và cao

9


Khí trơn

•

Khí bôi trơn phù hợp nhất để hoạt động liên tục ở nhiệt độ cao và bức xạ lĩnh vực mà
thông thường sẽ làm suy giảm dầu.

•
•

Nó không gây ra ô nhiễm.
Việc bắt đầu và dừng sử dụng khí bôi trơn có thể gây hại trừ khi thiết kế đặc biệt và
phải dùng đến các biện pháp phòng ngừa khác.

10


Chất lỏng bôi trơn

•

Giống như bôi trơn khí, chất lỏng bôi trơn bằng cách giữ cho bề mặt hai di chuyển ra
xa nhau

11


Chất lỏng bôi trơn
1. Ổ bi (Ball bearing)
Ổ bi là loại bạc đạn thông dụng nhất vì có thể chịu được cả lực hướng kính và lực dọc
trục.
Điểm yếu của ổ bi là sức tải. Bạc đạn ổ bi chỉ chịu được tải nhẹ, cho nên khó được
ứng dụng vào các công việc đòi hỏi sức tải lớn do dễ bị biến dạng khi quá tải
Tuy nhiên, ổ bi vẫn luôn là loại vòng bi được sử dụng nhiều nhất, xuất hiện trong
giày trượt, ván trượt, xe đạp, thậm chí ổ đĩa máy vi tính do thiết kế linh hoạt cũng như sự
tiện lợi.

12

Chất lỏng bôi trơn
2. Ổ đũa (Roller bearing)
Ổ đũa được thiết kế để chịu được tải trọng hướng kính lớn ở tốc độ cao.
Con lăn có dạng hình trụ, giúp phân bố tải trọng trên một diện tích lớn hơn ổ bi, cho
phép ổ đũa có sức tải lớn hơn nhiều so với ổ bi.

13


Chất lỏng bôi trơn

•

Lớp chất lỏng bôi trơn sẽ hỗ trợ sự quay của các bánh răn hoặc vòng bi vì điều này sẽ
gây ra sự ma sát lớn

•

Điều này được gọi là dầu bôi trơn thủy động lực học

14


Chất lỏng bôi trơn

Z = độ nhớt của chất bôi trơn
N = tốc độ của trục
P = áp lực

15

Chất lỏng bôi trơn

•

Giá
  trị của C > 35 ngụ ý rằng bôi trơn thủy động lực học có hiệu quả.

•

Khi nào C 35, lượng dầu chịu trách nhiệm về bôi trơn thủy động lực học là quá mỏng,
dẫn đến sự gia tăng ma sát, đó là một sự giảm bôi trơn.

•

Ba nguyên nhân của sự thất bại bôi trơn:

–
–
–

Áp lực cao,
Tốc độ thấp,
Nhiệt độ cao làm giảm độ nhớt của dầu bôi trơn .

16


Chất lỏng bôi trơn

•

Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ bôi trơn đến các bề mặt ma sát giữa các chi tiết của
động cơ, với một lượng cần thiết, với áp suất và nhiệt độ nhất định phù hợp với điều
kiện làm việc của động cơ.

17


III. Sự hao mòn

•

Hao mòn: Là sự phá hoại dần dần bề mặt ma sát, thể hiện ở sự thay đổi kích thước
dần dần theo thời gian.

•

Trong quá trình hao mòn không xảy ra sự phá hoại kim loại gốc mà chỉ xảy ra sự phá
hoại trên lớp bề mặt chi tiết.

•

Bất kỳ cặp chi tiết nào làm việc với nhau đều sinh ra ma sát trong điều kiện có trượt
tương đối, chịu lực, điều kiện môi trường làm việc, chất bôi trơn, chất lượng chi tiết
(thành phần vật liệu, tính chất cơ lý hoá bề mặt ...) sẽ dẫn đến hao mòn.

18

IV. Chất bôi trơn chống lại sự hao mòn

•
•
•
•

Phụ gia dầu
Dầu mỡ bôi trơn tổng hợp
Dầu mỡ bôi trơn rắn
Mỡ

19


Phụ gia dầu

•

Ankan là hydrocarbon không có đặc tính bôi trơn tối ưu. Tuy nhiên, việc bổ sung một
chất nào đó thì có thể cải thiện bằng một loại dầu parafin.

•
•

Mục đích chung của các chất phụ gia chất bôi trơn : tăng độ nhớt của dầu nhớt.
Một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến điều kiện của một chất bôi trơn là nhiệt
độ của nó.

20


Phụ gia dầu

•
•

Phụ gia dầu được pha trộn từ hai thành phần chính đó là dầu gốc.
Dầu gốc chứa các phân tử hydrocarbon nặng và có các tính chất hóa lý tương tự như
dầu thành phẩm. Tuy nhiên, người ta không thể sử dụng ngay loại dầu này bởi tính
chất hóa lý của nó chưa đáp ứng yêu cầu bảo vệ động cơ. Để cải thiện các tính chất
đó, người ta phải pha trộn thêm thành phần thứ hai là các chất phụ gia.

21


Phụ gia dầu

•

Phụ gia là các chất hữu cơ, vô cơ hoặc nguyên tố có tác dụng cải thiện một hay nhiều
tính chất nhất định của dầu gốc.

•

Yêu cầu của phụ gia là hòa tan và tương hợp với dầu gốc. Nồng độ của các phụ gia
nằm trong khoảng 0,01 - 5%, trong những trường hợp đặc biệt có thể lên tới 10%. 

•

Các loại phụ gia được phân chia theo chức năng như: Phụ gia chống oxy hóa, chống
ăn mòn, chống gỉ, chống tạo cặn, tăng chỉ số độ nhớt, chống tạo bọt, tạo nhũ, phụ gia
diệt khuẩn, phụ gia tẩy rửa…

22


Dầu mỡ bôi trơn tổng hợp

•

Dầu mỡ bôi trơn mà không dựa vào dầu khí được phân loại như là tổng hợp và bao
gồm silicon, polyglycol, este polyphenyl, các hợp chất fluoro, polyme
chlorofluorocarbon, và este phosphate.

•

Ưu điểm chính của các chất lỏng là nó thích hợp cho một chức năng cụ thể và ít đòi
hỏi chất phụ gia.

•

Dầu silicone đặc biệt hữu ích cho các ứng dụng nhiệt độ cao và có thể được polymer
hóa để cung cấp cho bất kỳ độ nhớt mong muốn

23


Dầu mỡ bôi trơn tổng hợp

•

Tuy nhiên, nhược điểm chính của nó là khi phân hủy, nó luôn tạo silicat rắn và silic
(SiO2) có thể gây tổn hại các khớp được bôi trơn và vòng bi.

24


Dầu mỡ bôi trơn rắn

•

Chất rắn trong các hình thức của xà phòng từ lâu đã được sử dụng như một chất bôi
trơn.

•

Gần đây hơn, ba chất rắn nổi bật nhất trong đó có đặc tính bôi trơn là than chì,
molybdenum disulfide (MoS2), và Teflon

25