摩擦対間の異なる潤滑材料に応じて、潤滑は流体（液体、気体）潤滑と固体潤滑に分類できます（潤滑剤を参照）。摩擦対間の異なる摩擦状態に応じて、潤滑は流体潤滑と境界潤滑に分類できます。流体潤滑と境界潤滑の間の潤滑状態を混合潤滑または部分弾性流体動的潤滑といいます。流体潤滑 適切な条件下では、2 つの相互摩擦面は一定の厚さ (1.5 ～ 2 ミクロン以上) の粘性流体の層によって分離され、外部負荷は流体圧力によってバランスがとれます。流体層中のほとんどの分子は摩擦面のイオン電場の影響を受けずに自由に運動することができ、流体分子間の潤滑状態でのみ摩擦が存在します。流体潤滑の摩擦係数は非常に低いです (0.01 未満)。流体潤滑は潤滑膜圧力の発生の仕方により動的潤滑と静的潤滑に分けられます。従来の潤滑力学の研究では、摩擦体は剛体、潤滑流体は粘性流体（ニュートン流体）として扱われてきました。実際には摩擦体は弾性体ですが、剛体として簡略化できる場合もあります。弾性変形や圧力が粘度に及ぼす影響を考慮する必要がある流体動的潤滑を弾性流体動的潤滑といいます。摩擦体が塑性状態にある場合に、塑性効果を考慮する必要がある流体動的潤滑を塑性流体潤滑といいます。流体潤滑の伝統的な研究方法は1886年に始まり、その創始者はイギリスのO.レイノルズでした。後世では、伝統的な潤滑力学の研究成果を総称して古典潤滑力学と呼びました。流体潤滑では流体の粘度を粘度で評価するのが一般的です。図 1 は、流体が非圧縮性で層状に流れると仮定したモデルを示しています。接線方向の運動に対する流体の粘性せん断抵抗、つまりせん断応力 τ と速度勾配 (層流方向 y に垂直な方向に沿った流体速度 u の変化率) との関係は次のとおりです。 ここで、η は比例定数、つまり粘度。動粘度とも呼ばれます。上記の関係は流体層流の内部摩擦則 (図 2) と呼ばれ、ニュートンの内部摩擦則としても知られています。流れ挙動がこの法則に従う流体をニュートン流体といいます。脂質可塑性物体 (非ニュートン流体と呼ばれる) の場合、対応する内部摩擦の法則は次のとおりです。ここで、τ0 は脂質の初期せん断抵抗です。場合によっては、流体の流れの時間依存性も考慮する必要があります。レイノルズ方程式は、流体動的潤滑膜の圧力分布を記述する基本式です。従来のレイノルズ方程式は、ナビエ・ストークス方程式としても知られる粘性流体の運動方程式に基づいています。質量連続方程式と組み合わせた後、特定の仮定に基づいて簡略化されます。流体潤滑膜の圧力分布を記述する普遍的なレイノルズ方程式は次のとおりです。 ここで、v1 と v2 はそれぞれ、x 方向に沿った境界面 1 と境界面 2 の速度です。それは時間です。 η は流体の動粘度です。 p は流体膜の圧力です。 h は流体の密度です。 hは膜厚です。この式の左側の 2 項は膜圧力分布を特徴づけ、右側の 3 項は流体動圧潤滑膜圧力の原因、つまりくさび効果、表面の伸び効果、絞り効果を示します。通常、表面の伸縮効果は非常に小さいため、無視できます。膜厚ｈが変わらない場合には、スクイーズ効果も無視できる。したがって、ほとんどの作業条件下では、潤滑流体のくさび効果が膜圧力を生成する主な要素となります。気体流体潤滑の場合、一般レイノルズ方程式に状態方程式を追加する必要があります。潤滑ガスが実際のガスであると考えられ、ポリトロープ関係を満たす場合、追加の方程式は次のようになります。 ここで、T は絶対温度です。 R は特定のガスのガス定数です。 nはポリトロープ膨張指数、n=cp/cv、cpとcvはそれぞれ一定圧力での比熱と一定体積での比熱です。 n=1 の場合は等温流です。 n=1.401 (空気) の場合、断熱流になります。また、潤滑膜内の温度が大きく変化して粘度が大きく変化する場合には、一般のレイノルズ方程式にエネルギー方程式を加えて同時に解く必要があります。境界潤滑 互いに擦れ合う2つの面の間に薄膜（境界膜）が存在する場合の潤滑状態。この現象は通常、マシンの起動時または停止時に発生します。境界膜は吸着膜と反応膜に分けられます（図3）。潤滑剤中の極性分子が摩擦面に吸着して形成される膜を吸着膜といいます。吸着膜はさらに物理吸着膜と化学吸着膜に分けられます。 ①物理吸着膜：分子の引力により極性分子を固体表面に強固に吸着し、方向性を持って配列して１分子層から数分子層の厚さの表面膜を形成します。 ②化学吸着膜：潤滑油中の特定の有機化合物（ジアルキルジチオリン酸、二塩基酸ジオールエステルなど）の分解や重合反応によって形成される表面膜、または潤滑油の価電子の交換によって生じる化学結合力潤滑油中の極性分子が金属表面に電子を持ち、金属石鹸の極性分子が方向性を持って配列され、表面に吸着して形成されます。表面フィルムです。潤滑油に含まれる硫黄、リン、塩素などの有機化合物を含む極圧剤などの添加剤が金属表面と化学反応を起こし、反応皮膜と呼ばれる大きな荷重に耐えられる表面皮膜を形成します。二つの摩擦面の凸部が直接接触し相対運動する際に発生する摩擦熱の作用により、反応膜が形成、破壊され続けます。吸着膜が飽和に達すると、極性分子が密に配列し、分子間の凝集力により膜に一定の耐荷重性が生じ、2つの摩擦面が直接接触することがなくなります。図4は吸着膜の潤滑効果をモデル化したものです。摩擦対が相対的に摺動すると、吸着膜が２つのブラシのように相対的に摺動し、潤滑の役割を果たし、摩擦係数を低減することができる。反応膜は融点が高く、付着しにくく、せん断強度が低く、摩擦抵抗が低く、継続的に破壊と形成が可能なため、金属表面間の直接接触を防ぎ、潤滑の役割を果たします。吸着膜の潤滑性能に影響を与える要因としては、極性分子の構造や吸着量、温度、速度、荷重などが挙げられます。極性分子の炭素原子の数が増加すると、摩擦係数は減少します。極性分子の吸着量が飽和に達すると、膜の潤滑性能が良好で安定します。使用温度が一定範囲を超えると吸着膜の飛散や脱離が起こり、潤滑ができなくなります。通常、吸着膜の摩擦係数は、ある値までは速度の増加とともに減少します。通常の使用条件下では、吸着膜の摩擦係数は乾式摩擦係数と同じであり、負荷の影響を受けません。反応膜は超高圧下でも強力な抗付着力を有し、どの吸着膜よりも安定した潤滑性能を発揮します。摩擦係数は、特定の値まで速度の増加に応じて増加します。反応膜は重負荷、高速、高温条件下で使用されることが多いです。特定の作業条件下で、境界膜が破壊に抵抗する能力は、境界膜の強度と呼ばれます。臨界pv値、臨界温度値、臨界摩擦係数などで表すことができます。 ①臨界pv値：通常の境界潤滑では、荷重pまたは速度vがある値まで増加すると、摩擦対の温度が急激に上昇し、摩擦係数と摩耗が急激に増加します。境界膜強度が限界値に達したときの対応する pv 値を臨界 pv 値と呼びます。 ②臨界温度値：摩擦面の温度が境界膜の無秩序化、軟化または溶融の程度に達すると、吸着膜が脱着し、摩擦係数は急激に増加しますが、それでもある程度の潤滑効果はあります。このときの温度を第一臨界温度といいます。潤滑油（グリース）が重合または分解し、境界膜が完全に破壊され、摩擦対がベタベタし、摩耗が急激に増加する温度まで上昇し続けるとき、その温度は第二臨界温度と呼ばれます。臨界温度は、境界膜の強度を測定するための主なパラメータです。 ③臨界摩擦回数：境界膜が潤滑破壊に達する繰り返し摩擦回数を臨界摩擦回数といいます。
相対摩擦する 2 つの表面の間に潤滑剤を添加して潤滑油膜の摩耗低減層を形成すると、摩擦係数が低減され、摩擦抵抗が維持され、消費電力が削減されます。たとえば、良好な液体摩擦条件下では、その摩擦係数は 0.001 またはそれ以下になる可能性があります。このときの摩擦抵抗は主に液体潤滑膜中の分子相互の滑りによる低せん断抵抗である。摩擦面間の潤滑剤は、硬質粒子の摩耗、表面の錆、金属表面間の噛み込み溶接や引き裂きによって引き起こされる摩耗を維持します。したがって、摩擦面間に十分な潤滑剤が供給されれば、良好な潤滑状態が形成され、油膜の損傷を防止し、部品の合わせ精度を維持することができ、摩耗を大幅に維持することができる。潤滑剤は摩擦係数を低減し、摩擦熱の発生を維持します。摩擦に打ち勝つために稼働する機械によって行われる仕事はすべて熱に変換され、その一部は体から外側に拡散し、一部は機械の温度を継続的に上昇させることがわかっています。液体潤滑剤を使用した集中循環潤滑システムは、摩擦により発生する熱を奪い、冷却の役割を果たし、必要な温度範囲内で機械の動作を制御します。機械の表面は必然的に周囲の媒体（空気、水、水蒸気、腐食性ガスや液体など）と接触し、機械の金属表面が錆びたり、腐食したり、損傷したりすることがあります。特に冶金工場や化学工場の高温作業場では、腐食や摩耗がより深刻です。潤滑油は、蒸気エンジン、コンプレッサー、内燃機関などのシリンダーやピストンを潤滑して摩擦を軽減するだけでなく、シール効果を高めて運転中の空気漏れをなくし、作業効率を向上させます。グリースにはシールの形成に特別な効果があり、水やその他の塵や不純物が摩擦ペアに浸透するのを防ぎます。例えば、グリースを塗布した油入パッキンを使用すると、ウォーターポンプの軸頭のシールに良好な潤滑効果があり、ポンプ本体への漏れや塵埃の侵入を防ぎ、良好なシールの役割を果たします。また、潤滑油には振動や騒音を低減する効果もあります。
