Определение оптимальной скорости скольжения пары трения при смазке модифицированным маслом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ СКОЛЬЖЕНИЯ ПАРЫ ТРЕНИЯ ПРИ СМАЗКЕ МОДИФИЦИРОВАННЫМ МАСЛОМ

Киселев В.В.

В данной работе в качестве исследуемой смазки было выбрано индустриальное масло И-40 с введением в последнее трибоактивного металлоплакирующего комплекса на основе солей мягких металлов. Концентрации противоизносной при садки в масле составила 1,5%.

В настоящее время для продления срока службы машин и механизмов используют смазочные материалы, улучшенные за счет введения в них различных добавок и присадок. Но так ли универсальны такие смазочные материалы и способны ли они сохранять свои высокие триботехнические характеристики в широком диапазоне скоростей, вопрос не до конца изучен. В данной работе в качестве исследуемой смазки было выбрано индустриальное масло И-40 с введением в последнее трибоактивного металлоплакирующего комплекса на основе солей мягких металлов. Концентрации противоизносной при садки в масле составила 1,5 %.

Положительное влияние указанной добавки на триботехнические характеристики масла доказаны в ходе ряда экспериментов, результаты которых представлены на рисунках 1 -- 3.

Рисунок 1. Зависимость коэффициента трения от давления: ¦ -- базовое масло И -- 40 без присадок; ^ -- масла И -- 40 с 1,5 % присадки

Рисунок 2. Зависимость интенсивности изнашивания от пути трения: ¦ -- базовое масло И -- 40 без присадок; ^ -- масла И -- 40 с 1,5 % присадки

Рис. 3. Зависимость интенсивности изнашивания от давления за 20 км пробега: ¦ -- масло И -- 40 без присадок; ^ -- масло И -- 40 с 1,5 % присадки

Для рассмотрения вопроса влияния скорости скольжения в паре трения на триботехнические характеристики смазочного материала было проведено исследование, в котором установлена зависимость давления от скорости скольжения при коэффициенте трения f = 0.025 и 1,5% раствора смазочной композиции в масле И-40. Результаты испытаний представлены на рисунке 4.

Рисунок 4. Зависимость давления от скорости скольжения при коэффициенте трения f = 0.025 и 2% раствора смазочной композиции №6 в масле И-40

Результаты исследований, представленные на рис. 1 -- 4, показывают:

1. Нагрузочная способность (предельная нагрузка на пару трения до схватывания) осталась на прежнем уровне -- 9 (МПа) для всех рассмотренных концентраций присадки.

2. Наиболее предпочтительной является концентрация присадки в масле -- 1.5 мас.%, при этом:

· коэффициент трения равен f = 0.01 (при р = 6 МПа), что в 25 раз меньше, чем в масле без присадки;

· интенсивность изнашивания при давлении 6 (МПа) равнялась 0.02*10-9, что в 15 раз меньше, чем при трении в масле без присадки;

· произведение р*V при этом достигает значения 9 (МПа * м/с) при скорости скольжения V = 1 (м/с).

Сравнивая триботехнические свойства (коэффициенты трения, интенсивности изнашивания, нагрузочную способность, произведение давления на скорость скольжения) исследованных присадок: медный стеарат, стеарат олова, медно -- оловянный стеарат в различных концентрациях в масле, можно сделать выводы:

1. Медно -- оловянный стеарат в определенном соотношении меди и олова позволяет синергитически воздействовать на улучшение свойств смазочной композиции с присадкой.

Так, композиция медно -- оловянный стеарат (7 мас.% олова и 30 мас.% меди в пересчете на металлические) снижает коэффициент трения в 20 -- 25 раз и интенсивность изнашивания в 15 -- 20 раз, по сравнению с трением в масле без присадки и имеет р*V = 10 (МПа * м/с).

Аналогично показала себя композиция (5 мас.% олова и 20 мас.% меди в пересчете на металлические). Коэффициент трения с такой присадкой в 25 раз ниже, интенсивность изнашивания в 15 раз при р*V = 9 (МПа * м/с).

2. Во всех экспериментах лучшими триботехническими свойствами зарекомендовала себя смазочная композиция с 1.5 мас.% исследованных присадок. смазочный добавка скольжение триботехнический

Положительная роль масла с разработанной присадкой была подтверждена также следующим экспериментом. Создание несущего сервовитного слоя при смазывании поверхностей трения разработанной присадкой происходит постепенно и сопровождается увеличением площади контакта и снижением интенсивности изнашивания. Сервовитный слой способен некоторое время сохранять свои свойства и после прекращения подачи масла с присадкой, обеспечивая малый коэффициент трения и малую интенсивность изнашивания. Испытания на машине СМТ -- 1 при нагрузке 5 (МПа) показали следующее (рис. 5).

Рисунок 5. Изменение коэффициента трения после прекращения подачи в зону трения масла модифицированного разработанным медно -- оловянным стеаратом

Контактирующая пара работала в режиме низкого трения. На отметке 3000 (м) была произведена замена смазочного материала: масло И-40 с разработанным медно -- оловянным стеаратом было заменено на масло И-40 без присадки. В результате минимальный коэффициент трения в зоне контакта наблюдался еще в течение 500 (м), а затем коэффициент трения начал быстро увеличиваться и вырос более чем в 5 раз. Однако если подачу модифицированного масла в зону трения возобновить, то коэффициент трения возвращается к прежнему уровню.

Все вышеописанные опыты дали возможность предполагать, что на стальных поверхностях трения образуется олово -- и медь -- содержащая пленка. Профилографирование и фотографирование поверхностей трения подтвердило наличие пленки.

Список литературы

1. Топоров А.В., Полетаев В.А., Покровский А.А., Киселев В.В., Пучков П.В., Зарубин В.П. Новые конструкции комбинированных магнитожидкостных уплотнений. / 17-я Международная Плесская научная конференция по нанодисперсным магнитным жидкостям. - Сборник научных трудов. - 2016. - С. 421-429.

2. 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.

3. 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.

4. Киселев В.В., Топоров А.В., Пучков П.В. Перспективы применения магнито-жидкостных устройств в пожарной и аварийно-спасательной технике. - Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. - 2010. - № 2. - С. 63-64.

5. Киселев В.В., Гомонай М.В., Пучков П.В., Лисовская И.А. Перспективы применения нанопорошков силикатов в смазочных материалах, используемых в аварийно-спасательной и пожарной технике. / Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. - 2015. - № 3 (26). - С. 38-46.

Размещено на Allbest.ru