Исследование поверхностей трения стальных деталей

№110-1,

технические науки

Представлены результаты испытаний стальных пар трения в индустриальном масле И-40 с металлоплакирующими присадками. В статье представлены фотографии поверхностей трения выполненные на электронном микроскопе. Описаны режимы трения, в условиях которых проводились испытания.

Похожие материалы

Ранее в работах [1-3] было описано действие разработанной металлоплакирующей присадки в различных маслах — моторном масле, трансмиссионном масле, индустриальном масле. Во всех случаях было доказано положительное влияние разработанной присадки на основные триботехнические характеристики пар трения: наблюдалось снижение коэффициента трения и интенсивности износа. Полученные результаты дали предпосылки предположения об образовании на поверхностях трущихся деталей устойчивой структуры, похожей на металлические пленки. Данное предположение могло быть косвенно подтверждено фотографированием поверхностей трения при помощи микроскопа.

Как отмечалось в работах [4, 5], при трении скольжения независимо от изменения в относительно широких пределах исходной шероховатости поверхностей трения к концу периода приработки устанавливается для каждой из поверхностей определенная, свойственная именно данному сочетанию материалов и условиям трения шероховатость, которая сохраняется при дальнейшем постоянном режиме трения. Исходная шероховатость поверхностей, независимо от вида трения, переходит в эксплуатационную, т.е. в ту, при которой происходит работа трения. На формирование эксплуатационной шероховатости оказывает влияние сложный комплекс разного рода механических, физико — механических, электрохимических и других процессов, протекающих на контакте.

На основании вышеизложенного фотографирование поверхностей трения проводилось при увеличении 2000 раз при помощи электронного микроскопа. Образцы подготавливались посредством их работы в смазочных материалах, модифицированных различными типами разработанных присадок. Всего в рамках данного эксперимента было испытано шесть присадок, отличающихся друг от друга типами металлического наполнителя. Поверхности трения перед проведением испытаний полировались. В качестве базового масла было выбрано масло Индустриальное — 40. Режим трения испытуемых образцов был выбран следующий — скорость скольжения 2 м/с, давление контакта около 1 МПа. Каждый образец прошел порядка 30 км пути пробега в заданном режиме. На рисунках 1-6 представлены фотографии металлических образцов, испытанных в различных наполнителях.

Фотографии поверхностей металлического вкладыша после трения с увеличением х2000: смазочная композиция №1<br>
Рисунок 1. Фотографии поверхностей металлического вкладыша после трения с увеличением х2000: смазочная композиция №1
Фотографии поверхностей металлического вкладыша после трения с увеличением х2000: смазочная композиция №2<br>
Рисунок 2. Фотографии поверхностей металлического вкладыша после трения с увеличением х2000: смазочная композиция №2
Фотографии поверхностей металлического вкладыша после трения с увеличением х2000: смазочная композиция №3<br>
Рисунок 3. Фотографии поверхностей металлического вкладыша после трения с увеличением х2000: смазочная композиция №3
Фотографии поверхностей металлического вкладыша после трения с увеличением х2000: смазочная композиция №4<br>
Рисунок 4. Фотографии поверхностей металлического вкладыша после трения с увеличением х2000: смазочная композиция №4
Фотографии поверхностей металлического вкладыша после трения с увеличением х2000: смазочная композиция №5<br>
Рисунок 5. Фотографии поверхностей металлического вкладыша после трения с увеличением х2000: смазочная композиция №5
Фотографии поверхностей металлического вкладыша после трения с увеличением х2000: смазочная композиция №6<br>
Рисунок 6. Фотографии поверхностей металлического вкладыша после трения с увеличением х2000: смазочная композиция №6

На представленных фотографиях всех шести образцов можем увидеть образования, являющиеся результатом адсорбции металлических компонентов, входящих в состав металлоплакирующих присадок на стальных образцах. Характер заполнения и структура пленок во всех шести случаях несколько отличается, тем не менее, везде мы можем заметить ее наличие. Именно образующаяся на стальных поверхностях трения пленка мягкого металла приводит к снижению трения и снижению интенсивности износа. Другим не решенным вопросом остается измерение толщины образующейся пленки мягкого металла. Толщина должна быть оптимальной и создавать условия, при которых предотвращался бы непосредственный контакт деталей пар трения и не ухудшались бы технологические параметры трибосопряжения. Данный вопрос будет рассмотрен далее.

Список литературы

  1. Пучков П.В., Топоров А.В. Снижение износа трущихся деталей пожарных автомобилей за счет применения высокоэффективных металлсодержащих присадок к маслам. / Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. — 2014. Т. 1. № 1 (5). — С. 363-368.
  2. Пучков П.В. Проведение экспресс оценки качества смазок, используемых в спасательной технике. / Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире. — 2015. № 12-1. — С. 105-107.
  3. 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. / Материалы международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии: (XVIII Бенардосовские чтения)». — 2015. — С. 330-333.
  4. Крагельский И.В. Трение и износ. — М.: Машиностроение, 1968.
  5. Гаркунов Д.Н., Поляков А.А., Старосельский А.А. Связь характеристик поверхностного слоя деталей машин с его износостойкостью.// Сборник «Основные вопросы надежности и долговечности машин». — М.: МАТИ, 1969.