I henhold til de forskellige smørematerialer mellem friktionsparrene kan smøring opdeles i flydende (væske, gas) smøring og fast smøring (se smøremiddel). Ifølge de forskellige friktionstilstande mellem friktionsparrene kan smøring opdeles i væskesmøring og grænsesmøring. Smøretilstanden mellem væskesmøring og grænsesmøring kaldes blandet smøring eller delvis elastisk væskedynamisk smøring. Væskesmøring Under passende forhold kan de to indbyrdes friktionsoverflader adskilles af et lag tyktflydende væske med en vis tykkelse (mere end 1,5 til 2 mikron), og den eksterne belastning afbalanceres af væsketrykket. De fleste af molekylerne i væskelaget er ikke påvirket af det ioniske elektriske felt på friktionsoverfladen og kan bevæge sig frit, det vil sige, at friktionen kun eksisterer i smøretilstanden mellem væskemolekylerne. Friktionskoefficienten for væskesmøring er meget lav (mindre end 0.01). Afhængigt af den måde, smørefilmtrykket genereres på, kan væskesmøring opdeles i dynamisk smøring og statisk smøring. I traditionel smøremekanisk forskning betragtes friktionslegemet og smørevæsken som henholdsvis stive legemer og tyktflydende væsker (Newtonske væsker). Faktisk er friktionslegemet et elastisk legeme, men nogle gange kan det forenkles som et stift legeme. Væskedynamisk smøring, der skal tage højde for virkningerne af elastisk deformation og tryk på viskositeten, kaldes elastisk væskedynamisk smøring. Når friktionslegemet er i en plastisk tilstand, kaldes den væskedynamiske smøring, der skal tage højde for den plastiske effekt, for plastisk væskedynamisk smøring. Den traditionelle forskningsmetode til væskesmøring begyndte i 1886, og grundlæggeren var O. Reynolds fra Det Forenede Kongerige. Senere generationer omtalte samlet den traditionelle smøremekaniks forskningsresultater som klassisk smøremekanik. Ved væskesmøring vurderes væskens viskositet generelt ved viskositet. Figur 1 viser en model, der antager, at væsken er inkompressibel og flyder på en lamellær måde. Forholdet mellem væskens viskøse forskydningsmodstand over for tangentiel bevægelse, det vil sige forskydningsspændingen τ og hastighedsgradienten (hastigheden for ændring af væskehastigheden u langs retningen vinkelret på den laminære retning y) er, hvor η er proportional konstant, det vil sige viskositeten, også kendt som dynamisk viskositet. Ovenstående forhold kaldes den indre friktionslov for fluid laminær strømning (figur 2), også kendt som Newtons indre friktionslov. Væsker, hvis strømningsadfærd er i overensstemmelse med denne lov, kaldes newtonske væsker. For lipidplastlegemer (kaldet ikke-newtonske væsker) er den tilsvarende indre friktionslov, hvor τ0 er lipidets initiale forskydningsmodstand. Nogle gange bør afhængigheden af væskestrømmen til tiden også overvejes. Reynolds-ligningen er den grundlæggende ligning, der beskriver trykfordelingen af den fluiddynamiske smørefilm. Den traditionelle Reynolds-ligning er baseret på bevægelsesligningen for viskøs væske, også kendt som Navier-Stokes-ligningen. Det er forenklet baseret på visse antagelser efter at være blevet kombineret med massekontinuitetsligningen. Den universelle Reynolds-ligning, der beskriver trykfordelingen af væskesmørefilmen, er: hvor v1 og v2 er hastighederne af grænsefladerne 1 og 2 langs henholdsvis x-retningen; t er tiden; η er væskens dynamiske viskositet; p er trykket af væskefilmen; h er væskens massefylde; og h er filmtykkelsen. De to led på venstre side af denne ligning karakteriserer filmtrykfordelingen, og de tre led på højre side angiver årsagerne til det fluiddynamiske smørefilmtryk, nemlig kileeffekten, overfladestrækningseffekten og klemeffekten. Normalt er overfladestrækningseffekten meget lille og kan ignoreres. Når filmtykkelsen h ikke ændres, kan klemmeeffekten også ignoreres. Derfor er smørevæskens kileeffekt under de fleste arbejdsforhold hovedbegrebet, der genererer filmtrykket. For gashydrodynamisk smøring skal der tilføjes en tilstandsligning til den generelle Reynolds-ligning. Hvis smøregassen anses for at være en rigtig gas og opfylder det polytropiske forhold, er den yderligere ligning: Hvor T er den absolutte temperatur; R er gaskonstanten for den specifikke gas; n er det polytropiske ekspansionsindeks, n=cp/cv, cp og cv er henholdsvis den specifikke varme ved konstant tryk og den specifikke varme ved konstant volumen. Når n=1 er det isotermisk flow; når n=1.401 (luft), er det adiabatisk flow. Derudover, når temperaturen i smørefilmen ændrer sig meget, hvilket forårsager en betydelig ændring i viskositeten, skal der tilføjes en energiligning til den generelle Reynolds-ligning for at løse den samtidigt. Boundary lubrication Smøretilstanden, når der er en tynd film (boundary film) mellem to indbyrdes gnidende overflader. Dette fænomen opstår normalt, når maskinen startes eller stoppes. Grænsefilm kan opdeles i adsorptionsfilm og reaktionsfilm (figur 3). Filmen dannet af de polære molekyler i smøremidlet adsorberet på friktionsoverfladen kaldes adsorptionsfilm. Adsorptionsfilm er yderligere opdelt i fysisk adsorptionsfilm og kemisk adsorptionsfilm. ① Fysisk adsorptionsfilm: Tiltrækningen af molekyler adsorberer fast polære molekyler på den faste overflade, og de er arrangeret på en retningsbestemt måde for at danne en overfladefilm med en tykkelse på et til flere molekylære lag. ② Kemisk adsorptionsfilm: Overfladefilmen dannet ved nedbrydning eller polymerisationsreaktion af visse organiske forbindelser i smøreolie (såsom dialkyldithiophosphater, dibasiske syredioestere osv.), eller den kemiske bindingskraft genereret ved udveksling af valenselektroner af polære molekyler i smøreolie med elektroner på metaloverfladen, hvilket gør metalsæbens polære molekyler arrangeret på en retningsbestemt måde og adsorberet på overfladen for at danne en overfladefilm. Tilsætningsstoffer i smøreolie, såsom ekstreme trykmidler indeholdende organiske forbindelser som svovl, fosfor og klor, reagerer kemisk med metaloverfladen og danner en overfladefilm, der kan modstå en stor belastning, hvilket kaldes en reaktionsfilm. Under påvirkning af friktionsvarme, der genereres, når de konvekse toppe på de to friktionsflader er i direkte kontakt og relativ bevægelse, dannes reaktionsfilmen kontinuerligt og ødelægges. Når adsorptionsfilmen når mætning, er de polære molekyler tæt arrangeret, og sammenhængskraften mellem molekyler giver filmen en vis bæreevne, hvilket forhindrer de to friktionsflader i at komme i direkte kontakt med hinanden. Figur 4 er en model af adsorptionsfilmens smøreeffekt. Når friktionsparret glider i forhold til hinanden, glider adsorptionsfilmen i forhold til hinanden som to børster, hvilket kan spille en smørende rolle og reducere friktionskoefficienten. Reaktionsfilmen har et højt smeltepunkt, er ikke let at klæbe, har lav forskydningsstyrke, har lav friktionsmodstand og kan kontinuerligt ødelægges og dannes, så den kan forhindre direkte kontakt mellem metaloverflader og spille en smørende rolle. Faktorer, der påvirker adsorptionsfilmens smøreevne, omfatter strukturen og adsorptionsmængden af polære molekyler, temperatur, hastighed og belastning. Når antallet af kulstofatomer i de polære molekyler stiger, falder friktionskoefficienten. Når adsorptionsmængden af polære molekyler når mætning, er filmens smøreevne god og stabil. Når driftstemperaturen overstiger et vist område, vil adsorptionsfilmen blive spredt eller desorberet, og smøringen vil mislykkes. Normalt falder friktionskoefficienten for adsorptionsfilmen med hastighedsforøgelsen indtil en vis værdi. Under normale arbejdsforhold er friktionskoefficienten for adsorptionsfilmen den samme som for tør friktion og påvirkes ikke af belastningen. Reaktionsfilmen har en stærk anti-adhæsionsevne under ekstremt højt tryk, og dens smøreevne er mere stabil end nogen adsorptionsfilm. Dens friktionskoefficient stiger med forøgelsen af hastigheden indtil en vis værdi. Reaktionsfilm bruges ofte under tung belastning, høj hastighed og høje temperaturforhold. Under visse arbejdsforhold kaldes grænsefilmens evne til at modstå brud styrken af grænsefilmen. Det kan udtrykkes ved den kritiske pv-værdi, den kritiske temperaturværdi eller den kritiske friktionskoefficient. ① Kritisk pv-værdi: Ved normal grænsesmøring, når belastningen p eller hastigheden v stiger til en vis værdi, stiger temperaturen på friktionsparret pludselig, og friktionskoefficienten og slid stiger kraftigt. Den tilsvarende pv-værdi, når grænsefilmstyrken når grænseværdien, kaldes den kritiske pv-værdi. ② Kritisk temperaturværdi: Når temperaturen på friktionsoverfladen når graden af uorden, blødgøring eller smeltning af grænsefilmen, desorberer adsorptionsfilmen, friktionskoefficienten stiger hurtigt, men har stadig en vis smørende effekt. Temperaturen på dette tidspunkt kaldes den første kritiske temperatur. Når temperaturen fortsætter med at stige til det punkt, hvor smøreolien (fedtet) polymeriserer eller nedbrydes, bryder grænsefilmen fuldstændig, friktionsparret bliver klæbrig, og sliddet stiger kraftigt, temperaturen kaldes den anden kritiske temperatur. Den kritiske temperatur er hovedparameteren til måling af styrken af grænsefilmen. ③ Kritiske friktionstider: Antallet af gentagne friktioner, når grænsefilmen når smøringsfejl, kaldes de kritiske friktionstider
Tilføjelse af smøremiddel mellem to overflader i relativ friktion for at danne et slid-reducerende lag af smøreoliefilm kan reducere friktionskoefficienten, opretholde friktionsmodstanden og reducere strømforbruget. For eksempel, under gode væskefriktionsforhold kan dens friktionskoefficient være så lav som 0.001 eller endnu lavere. På dette tidspunkt er friktionsmodstanden hovedsageligt den lave forskydningsmodstand af den gensidige glidning mellem molekyler i den flydende smørefilm. Smøremidler mellem friktionsoverflader kan opretholde slid forårsaget af hårdt partikelslitage, overfladerust og bidsvejsning og rivning mellem metaloverflader. Derfor, hvis der tilføres nok smøremidler mellem friktionsoverflader, kan der dannes gode smøreforhold, oliefilmen kan forhindres i at blive beskadiget, og delenes matchende nøjagtighed kan opretholdes, hvorved sliddet i høj grad opretholdes. Smøremidler kan reducere friktionskoefficienten og opretholde genereringen af friktionsvarme. Vi ved, at det arbejde, som det kørende maskineri udfører for at overvinde friktion, alt sammen omdannes til varme, hvoraf en del diffunderer ud fra kroppen, og en del af hvilken konstant øger maskineriets temperatur. Det centraliserede cirkulationssmøresystem, der anvender flydende smøremidler, kan fjerne den varme, der genereres af friktion, spille en rolle i afkøling og kontrollere driften af maskineriet inden for det krævede temperaturområde. Maskinernes overflade vil uundgåeligt komme i kontakt med det omgivende medium (såsom luft, vand, vanddamp, ætsende gasser og væsker osv.), hvilket får maskinens metaloverflade til at ruste, korrodere og blive beskadiget. Især højtemperaturværkstederne i metallurgiske anlæg og kemiske anlæg er mere alvorlige med hensyn til korrosion og slid. For cylindre og stempler i dampmaskiner, kompressorer, forbrændingsmotorer osv., kan smøreolie ikke kun smøre og reducere friktionen, men også forbedre tætningseffekten, så der ikke er luftlækage under drift og forbedre arbejdseffektiviteten. Fedt har en særlig effekt på at danne en tætning, som kan forhindre vand eller andet støv og urenheder i at trænge ind i friktionsparret. For eksempel har brugen af olie-nedsænket pakning belagt med fedt en god smørende effekt på tætningen af vandpumpens akselhoved og kan forhindre lækage og støvurenheder i at trænge ind i pumpekroppen og spille en god tætningsrolle. Derudover har smøreolie også den effekt at reducere vibrationer og støj.
