Смазване — какво е, видове смазки и приложения в техника и биология

Смазването е физически процес, който позволява на повърхностите да се движат гладко една спрямо друга. Тънкият слой смазочен материал, поставен между повърхностите, намалява триенето и износването на повърхностите и предпазва температурите от прекалено повишаване. Смазочният филм може да бъде дисперсия твърдо вещество/течност, течност, дисперсия течност-течност (грес) или по изключение твърдо вещество или газ.

Примери за това са използването на масло в машините, функцията на сълзите в очите и синовиалната течност в ставите.

Как работи смазването

Основната роля на смазката е да разделя контактните повърхности с непрекъснат или частичен филм, така че механичният контакт да бъде сведeн до минимум. В зависимост от условията на натоварване и скорост се наблюдават различни режима на смазване:

Хидродинамично (хидростатично) смазване – при достатъчна скорост и подходяща геометрия течността формира пълен филм и носи натоварването.
Еластохидродинамично смазване (EHD) – при високи натоварвания и малки радиуси, когато деформацията на повърхностите взаимодейства с течния филм.
Смесен режим – частично има филм, частично контакт между върховете на неравности.
Гранично смазване – филмът е много тънък и повърхностните свойства и добавките определят триенето и износването.

Видове смазочни материали

Течни смазки (масла) – минерални и синтетични масла, използвани широко в двигатели, предавки и хидравлични системи. Характерни параметри: вискозитет, вискозитетен индекс, точка на изливане и точка на възпламеняване.
Греси – комбинация от базово масло и сгъстител (например сапуни като литий, калций или синтетични сгъстители). Подходящи за лагери, пинове и места с ограничен достъп за течна смазка.
Твърди смазочни материали – графит, молибденов дисулфид (MoS2), PTFE (тефлон) и др., използват се при високи температури, вакуум или когато течностите не са подходящи.
Газова смазка – въздушна или друг газов филм при специални приложения (вакуумни лагери, въздушни възглавници), при които течностите са нежелателни.
Биосмазки – на растителна основа или биоразградими формули за приложение в чувствителни екосистеми и в хранително-вкусовата промишленост.

Добавки и свойства

Базовото масло често се модифицира с добавки, които подобряват работата и защитата:

Антиизносни и противозадирни добавки (AW/EP)
Антиоксиданти, за да се удължи животът на маслото
Детергенти и дисперсанти за поддържане на чистотата
Корозионни инхибитори
Индексови повишители на вискозитета (VI improvers)

Приложения в техника

Двигатели и трансмисии – моторни масла, трансмисионни течности, специални масла за автоматични скоростни кутии.
Индустриални лагери и зъбни колела – с помощта на масла или греси с подходяща вискозитетна класа.
Хидравлични системи – хидравлични течности с контролирани вискозитет и антикорозионни свойства.
Храни и фармация – сертифицирани смазки "food-grade", устойчиви на високи изисквания за чистота.
Специални приложения – вакуумни системи, космическа и авиационна техника, където се използват специални твърди смазки или синтетични масла.

Приложения в биологията и медицина

В биологичните системи смазването е също жизненоважно: сълзите осигуряват хидратация и смазване на очната повърхност, докато синовиалната течност в ставите намалява триенето между хрущялите. В медицината и биоинженеринга концепциите за смазване се прилагат при проектиране на импланти, протези и изкуствени стави, където се търси дълготрайна и биосъвместима смазка.

Поддръжка и избор на смазка

Изборът трябва да се базира на работна температура, скорост, натоварване и среда (влага, прах, химикали).
Редовен контрол на нивото и състоянието на смазката (износ, замърсяване, изменение на вискозитета).
Филтрация и смяна според препоръките; при греси – правилно количество и метод на подаване (промване, пълнене, преса).
За греси се следи консистенцията (NLGI клас) и съвместимостта със съществуващия тип сгъстител.

Проблеми и как да ги избегнем

Контаминация с вода или твърди частици води до повишено износване — използвайте уплътнения и филтри.
Недостатъчно или прекомерно смазване – и двете състояния вредят; следвайте указанията на производителя.
Неподходящ вискозитет при работна температура – води до недобро формиране на филм или високо триене.

Стандарти и изпитвания

Смазочните материали се класифицират и тестват по международни стандарти за вискозитет, стабилност при окисляване, точка на възпламеняване, антиизносни свойства и други показатели. Често използвани системи за класификация са SAE, ISO VG за вискозитет и различни ASTM методи за изпитване.

Като обобщение: смазването е ключов процес както в машиностроенето, така и в биологичните системи. Правилният избор и поддръжка на смазката намаляват триенето, удължават живота на компонентите и подобряват ефективността на работните системи.