Повышение триботехнических характеристик пары трения сталь — сталь при введении в масло стеарата олова

Размещено на http://www.allbest.ru/

Статья

на тему: Повышение триботехнических характеристик пары трения сталь -- сталь при введении в масло стеарата олова

Выполнил:

Киселев Вячеслав Валериевич

В работе приведены исследования триботехнических характеристик разработанной присадки для масел, содержащей соли мягкого металла - олова. Экспериментально доказано, что введение разработанной присадки позволит значительно улучшить триботехнические характеристики испытуемого индустриального масла.

Трение, олово, присадка, масло

На рисунках 1 - 9 представлено изменение основных триботехнических показателей базового масла И-40 после введения в него разработанной присадки - оловянного комплекса.

Рисунок 1. Зависимость коэффициента трения от давления: ¦ - для базового масла И - 40 без присадок; ^ - для масла И - 40 с 1% присадки (стеарат олова).

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 (стеарат олова).

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 (стеарат олова).

Рисунок 4. Зависимость коэффициента трения от давления: ¦ - для базового масла И - 40 без присадок; ^ - для масла И - 40 с 1.5% присадки (стеарат олова).

Рисунок 5. Зависимость интенсивности изнашивания от пути трения при постоянном давлении в 5 (МПа) в масле И-40 с оловянным комплексом: ¦ - для базового масла И - 40 без присадок; ^ - для масла И - 40 с 1.5% присадки (стеарат олова).

Рисунок 6. Зависимость интенсивности изнашивания от давления за 20 км пробега: ¦ - для базового масла И - 40 без присадок; ^ - для масла И - 40 с 1.5% присадки (стеарат олова).

Рисунок 7. Зависимость коэффициента трения от давления: ¦ - для базового масла И - 40 без присадок; ^ - для масла И - 40 с 2% присадки (стеарат олова).

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 (стеарат олова).

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 (стеарат олова).

Анализируя триботехнические зависимости на графиках 1 - 9 от влияния стеарата олова в качестве присадки в смазочном материале, можно сделать выводы: присадка трение олово коррозия

1. С увеличением концентрации присадки в масле от 1 мас.% до 2 мас.% нагрузочная способность пары трения снизилась с 9 (МПа) до 8 (МПа); коэффициенты трения практически не изменялись, оставаясь на уровне f = 0.13 - 0.15 при р = 6 (МПа); интенсивность изнашивания при изменении концентрации присадки в масле оставалась равной I = 0.1*10^-9 при р = 6 (МПа).

2. Интенсивность изнашивания и коэффициенты трения несколько меньше при трении в масле с 1.5 мас.% присадки - стеарата олова в масле. Эту концентрацию следует считать оптимальной.

3. Коэффициент трения в присутствие присадки снижается с 0.27 (масло без присадки, р = 6 МПа) до 0.13 (1.5 мас.% присадки в масле, р = 6 МПа).

4. Интенсивность изнашивания при трении в масле с присадкой снижается с 0.3*10^-9 до 0.08*10^-9 (1.5 мас.% присадки в масле, р = 6 МПа).

Сравнивая влияние стеарата меди и стеарата олова, как присадок в минеральное масло, можно отметить следующее:

· увеличение концентрации присадок с 1 мас.% до 2 мас.% приводит к практически одинаковому снижению интенсивности изнашивания и коэффициентов трения, однако нагрузочная способность выше при трении в масле со стеаратом олова в качестве присадки.

Наряду с исследованием основных триботехнических показателей разработанных присадок проводились испытания на определение коррозионности масла с присадкой согласно ГОСТа 20502 - 75.

Потеря массы пластины в масле с разработанным медным комплексом составила 0,94 г/м², а с разработанным оловянным комплексом - 0,89 г/м², что согласно указанной методике принимается как отсутствие коррозии.

На основании полученных результатов можно предположить, что в узле пары трения мы получили тончайшие пленки меди и олова, что и способствовало значительному улучшению основных триботехнических показателей испытуемого масла после введения в него разработанных присадок. К теоретическим предпосылкам механизма работы тонких пластичных покрытий в зоне фрикционного контакта пары трения можно отнести следующие:

1. пленка пластичного металла увеличивает фактическую площадь контакта и тем самым уменьшает концентрацию напряжений на микровыступых, что снижает усталостное разрушение контактирующих поверхностей.

2. Многократное увеличение фактической площади контакта и уменьшение контактных напряжений облегчает условия работы смазочного материала, что снижает его трибодеструкцию и связанные с ней трибоокисление и наводороживание поверхностей. Уменьшается также вероятность схватывания и коррозионно - механического изнашивания.

3. Более надежное удержание смазочного материала на поверхности металла вследствие пористости пластичной пленки.

Исходя из вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

1. Введение в базовое масло И-40 разработанных металлоплакирующих присадок, на основе солей меди и олова приводит к улучшению его триботехнических свойств, а в частности к уменьшению коэффициента трения до 5 раз, износа поверхностей до 4 раз.

2. Масло, модифицированное разработанными присадками, позволяет увеличить нагрузочную способность контактирующей пары трения в среднем на 40 %.

3. Введение в испытуемое масло металлосодержащих присадок на основе меди и олова не сказывается на увеличении коррозионной активности масла.

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.

Размещено на Allbest.ru