Исследование влияния медного и оловянного стеаратов на основные триботехнические характеристики пары трения сталь — сталь

NovaInfo 59, с.51-58, скачать PDF
Опубликовано
Раздел: Технические науки
Просмотров за месяц: 1
CC BY-NC

Аннотация

Триботехнические испытания смазочных материалов включают оценку их противоизносных, противозадирных и антифрикционных свойств на лабораторных приборах или установках с испытательными образцами простой геометрической формы. В данной статье приводятся результаты триботехнических испытаний разработанных присадок – зависимости коэффициента трения от приложенной нагрузки, величины износа от пути трения при постоянной нагрузке и зависимость интенсивности изнашивания от приложенной нагрузки при фиксированном пробеге.

Ключевые слова

ТРЕНИЕ, ПОЖАРНАЯ ТЕХНИКА, ИЗНОС, МЕХАНИЗМ

Текст научной работы

Триботехнические испытания смазочных материалов включают оценку их противоизносных, противозадирных и антифрикционных свойств на лабораторных приборах или установках с испытательными образцами простой геометрической формы. В отличие от испытаний смазочных материалов в условиях эксплуатации и на стендах лабораторные испытания не требуют больших затрат времени, они в большей степени позволяют изменять условия на поверхности трения и выделять основной параметр, оказывающий влияние на трибологические характеристики смазочных материалов. Условия испытания на приборах отличаются от действительных условий работы смазочных материалов в реальных машинах, однако преимущества лабораторных испытаний способствуют их широкому применению, особенно для разработки новых присадок и смазочных композиций.

В работе для оценки и сравнения разработанных присадок были исследованы триботехнические характеристики — зависимости коэффициента трения от приложенной нагрузки, величины износа от пути трения при постоянной нагрузке и зависимость интенсивности изнашивания от приложенной нагрузки при фиксированном пробеге. Эти характеристики определяют границы работоспособности пары трения. Стойкость материалов к изнашиванию в различных режимах трения определяют ресурс и срок службы узлов трения. Испытания проводились на серийно выпускаемой машине СМТ — 1, согласно выше описанной методики.

Присадки представляют собой стеараты меди и олова насыщенных и ненасыщенных жирных кислот растительных масел. Металлы в стеарате находится в виде комплексонов, которые разрушаются с выделением химически чистой меди и олова только в зоне трения, где присутствуют нормальные и сдвигающие нагрузки и повышенные температуры. Химически чистые металлы очень активны и практически мгновенно восстанавливаются на металлических поверхностях деталей узлов трения, предотвращая непосредственный контакт пары трения.

Смазочные композиции вводились в зону трения капельным способом — 8 — 10 капель в минуту. Концентрация присадок в базовом масле составляла 1, 1.5 и 2%. На рисунках 1 — 9 представлено изменение основных триботехнических показателей базового масла И-40 после введения в него разработанной присадки — стеарата меди.

Зависимость коэффициента трения от давления: ■ – для базового масла И – 40 без присадок; ▲ –  для масла И – 40 с 1% присадки (стеарата меди).
Рисунок 1. Зависимость коэффициента трения от давления: ■ — для базового масла И — 40 без присадок; ▲ — для масла И — 40 с 1% присадки (стеарата меди)
Зависимость интенсивности изнашивания от пути трения при постоянном давлении 5 (МПа): ■ – для базового масла И – 40 без присадок; ▲ – для масла И – 40 с 1% присадки (стеарата меди).
Рисунок 2. Зависимость интенсивности изнашивания от пути трения при постоянном давлении 5 (МПа): ■ — для базового масла И — 40 без присадок; ▲ — для масла И — 40 с 1% присадки (стеарата меди)
Зависимость интенсивности изнашивания от давления за 20 км пробега: ■ – для базового масла И – 40 без присадок; ▲ –  для масла И – 40 с 1% присадки (стеарата меди).
Рисунок 3. Зависимость интенсивности изнашивания от давления за 20 км пробега: ■ — для базового масла И — 40 без присадок; ▲ — для масла И — 40 с 1% присадки (стеарата меди)
Зависимость коэффициента трения от давления: ■ – для базового масла И – 40 без присадок; ▲ –  для масла И – 40 с 1.5% присадки (стеарата меди).
Рисунок 4. Зависимость коэффициента трения от давления: ■ — для базового масла И — 40 без присадок; ▲ — для масла И — 40 с 1.5% присадки (стеарата меди)
Зависимость интенсивности изнашивания от пути трения при постоянном давлении 5 (МПа): ■ – для базового масла И – 40 без присадок; ▲ –  для масла И – 40 с 1.5% присадки (стеарата меди).
Рисунок 5. Зависимость интенсивности изнашивания от пути трения при постоянном давлении 5 (МПа): ■ — для базового масла И — 40 без присадок; ▲ — для масла И — 40 с 1.5% присадки (стеарата меди)
Зависимость интенсивности изнашивания от давления 20 км пробега: ■ – для базового масла И – 40 без присадок; ▲ –  для масла И – 40 с 1.5% присадки (стеарата меди).
Рисунок 6. Зависимость интенсивности изнашивания от давления 20 км пробега: ■ — для базового масла И — 40 без присадок; ▲ — для масла И — 40 с 1.5% присадки (стеарата меди)
Зависимость коэффициента трения от давления: ■ – для базового масла И – 40 без присадок; ▲ –  для масла И – 40 с 2% присадки (стеарата меди).
Рисунок 7. Зависимость коэффициента трения от давления: ■ — для базового масла И — 40 без присадок; ▲ — для масла И — 40 с 2% присадки (стеарата меди)
Зависимость интенсивности изнашивания от пути трения при постоянном давлении 5 (МПа): ■ – для базового масла И – 40 без присадок; ▲ –  для масла И – 40 с 2% присадки (стеарата меди).
Рисунок 8. Зависимость интенсивности изнашивания от пути трения при постоянном давлении 5 (МПа): ■ — для базового масла И — 40 без присадок; ▲ — для масла И — 40 с 2% присадки (стеарата меди)
Зависимость интенсивности изнашивания от давления за 20 км пробега: ■ – для базового масла И – 40 без присадок; ▲ –  для масла И – 40 с 2% присадки (стеарата меди).
Рисунок 9. Зависимость интенсивности изнашивания от давления за 20 км пробега: ■ — для базового масла И — 40 без присадок; ▲ — для масла И — 40 с 2% присадки (стеарата меди)

Анализируя графики зависимостей (рис. 1 — 9) триботехнических свойств от влияния присадки — стеарата меди в смазочном материале, можно сделать следующие выводы:

  1. С увеличением концентрации присадки в масле от 1 мас.% до 2 мас.% нагрузочная способность пары трения возрастает от 7 (МПа) до 8 (МПа); коэффициент трения остается практически на одном уровне (f = 0.15 при р = 6 МПа); интенсивность изнашивания в изученном диапазоне концентраций присадки в масле несколько уменьшается при 1.5 мас.% присадки (при р = 5 МПа — I = 0.07⋅10-9);
  2. Оптимальным, согласно проведенных исследований, следует считать 1.5 мас.% присадки — стеарата меди в масле;
  3. Коэффициент трения в присутствии присадки уменьшается с 0.27 (для масла без присадки при р = 6 МПа) до 0.12 (1.5 мас.% присадки при р = 6 МПа);
  4. Интенсивность изнашивания при трении в масле с присадкой снижается с 0.3*10-9 до (масло без присадки, р = 6 МПа) до 0.07*10-9 (1.5 мас.% присадки в масле, р = 6 МПа).

Читайте также

Список литературы

  1. Гаркунов Д.Н. Триботехника (износ и безызносность): Учебник. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство МСХА, 2001. 616с.
  2. Мельников В.Г., Гунина В.В., Киселев В.В. Повышение долговечности узлов трения строительной техники. / Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. – 2003. – № 7. – С. 28.
  3. Киселев В.В. К проблеме улучшения триботехнических свойств смазочных материалов. / Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. – 2006. – Т. 49. – № 12. – С. 115-116.
  4. Киселев В.В., Топоров А.В., Никитина С.А., Пучков П.В., Покровский А.А., Зарубин В.П., Легкова И.А. Повышение качественных характеристик моторных масел за счет введения присадок. / Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии. – Материалы международной научно-технической конференции: (XVIII Бенардосовские чтения). – 2015. – С. 330-333.
  5. Зарубин В.П., Киселев В.В., Пучков П.В., Топоров А.В. Улучшение эксплуатационных характеристик автотранспортной техники за счет применения высокоэффективных присадок. / Известия Московского государственного технического университета МАМИ. – 2014. – Т.3. – № 1 (19). – С. 56-62.
  6. Киселев В.В. К проблеме улучшения триботехнических свойств смазочных материалов. / Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. – 2006. – Т. 49. – № 12. – С. 113.
  7. Киселев В.В. Обзор видов износа механизмов пожарной техники. / NovaInfo.Ru. – 2016. – Т. 1. – № 52. – С. 17-22.
  8. Полетаев В.А., Киселев В.В., Топоров А.В. Упрочнение валов пожарных насосов нанесением металлизированных покрытий. / Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. – 2014. – Т. 1. – № 1 (5). – С. 400-405.
  9. Киселев В.В., Топоров А.В., Пучков П.В. Повышение надёжности пожарной техники применением модернизированных смазочных материалов. / Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. – 2010. – № 3. – С. 24-28.

Цитировать

Киселев, В.В. Исследование влияния медного и оловянного стеаратов на основные триботехнические характеристики пары трения сталь — сталь / В.В. Киселев. — Текст : электронный // NovaInfo, 2017. — № 59. — С. 51-58. — URL: https://novainfo.ru/article/11210 (дата обращения: 05.10.2022).

Поделиться