Повышение долговечности узлов трения строительной техники

Размещено на http://www.allbest.ru/

Статья

на тему: Повышение долговечности узлов трения строительной техники

Выполнил:

Киселев Вячеслав Валериевич

С трением связана одна из самых острых проблем современности - износ машин и механизмов. Применительно к строительному оборудованию эта проблема наиболее актуальна, поскольку в данной отрасли узлы трения работают в присутствии абразивных материалов, коррозионных сред. Для повышения надежности и долговечности строительного оборудования предлагается использовать в узлах трения смазочные материалы с присадками, реализующие эффект сверхнизкого трения.

Долговечность, износ, строительная техника

С трением связана одна из самых острых проблем современности - износ машин и механизмов. Расходы на восстановление машин в результате износа огромны, причем ежегодно они увеличиваются. Машины, эксплуатируемые в строительной индустрии, выходят из строя в основном (85-90%) в результате износа их подвижных деталей. Помимо затрат на их ремонт при износе, увеличивается расход топлива, смазочного материала и запасных частей. Увеличение срока службы машин и оборудования даже в небольшой степени равноценно вводу новых производственных мощностей.

Применительно к строительному оборудованию эта проблема наиболее актуальна, поскольку в данной отрасли узлы трения работают в присутствии абразивных материалов, коррозионных сред. До последнего времени генеральным направлением по борьбе с изнашиванием в машиностроении было повышение твердости трущихся поверхностей деталей. Было разработано большое количество методов повышения твердости, путем термической и химико-термической обработки, нанесением различных покрытий, однако наиболее перспективным методом борьбы с износом является метод, основанный на применении эффекта безызносности. Этот эффект связан с формированием на поверхности трения тончайших пленок меди и других мягких металлов и позволяет в некоторых случаях добиться минимального износа.

Образующаяся пленка мягкого металла на поверхности трения заполняет микронеровности и резко увеличивает фактическую площадь контакта, что приводит к такому же резкому снижению давления, что влечет за собой снижение температуры в зоне контакта. Прочно сцепленная с поверхностью металла пленка меди легко подвижна, пластична и имеет квазикристаллическую структуру, напоминающую расплав. Она пропускает микронеровности трущихся поверхностей и смыкается после прохода этих микронеровностей. Поскольку толщина медной пленки превышает высоту микронеровностей, то процесс трения локализуется в этой пленке. Это приводит к снижению износа в десятки раз, а коэффициента трения в сотни раз.

Эффект безызносности в узлах трения достигается благодаря вводу в зону трения масел с присадками, содержащими металлические компоненты. Авторами была разработана и исследована металлоплакирующая присадка. Присадка представляет собой стеарат меди насыщенных и ненасыщенных жирных кислот растительных масел. Медь в стеарате находится в виде комплекса, который разрушается с выделением химически чистой меди только в зоне трения, где присутствуют нормальные и сдвигающие нагрузки и повышение температуры. Химически чистая медь очень активна и практически мгновенно восстанавливается на металлических поверхностях деталей узлов трения, предотвращая непосредственный контакт пары трения.

Присадка хорошо растворима в минеральных и полусинтетических маслах, не выпадает в осадок и не задерживается фильтрами.

Исследование триботехнических характеристик масла с разработанной присадкой проводилось на машине для испытания материалов на трение и износ модели СМТ-1. (АО «Точприбор» г. Иваново). Испытания проводились по схеме «диск - частичный вкладыш», с коэффициентом взаимного перекрытия 1:12.

Момент трения на валу (вращающегося диска) фиксировался с помощью бесконтактного индуктивного датчика с последующим пересчетом коэффициента трения.

Образцы и контртела изготавливались из стали 45 (ГОСТ 1050) с последующей закалкой до HRC 48-50. При исследовании износостойкости образца в присутствии разработанной присадки режимы трения были выбраны усредненными, применительно к режимам работы узлов трения машин и аппаратов стройиндустрии. При этом скорость скольжения диска по образцу составляла 1 м/с. Нагрузка при испытаниях повышалась ступенчато до резкого повышения момента трения, путь трения при смазке маслом с присадками составлял 30 километров. Смазочная композиция вводилась в зону трения капельным способом - 8 - 10 капель в минуту.

Влияние на коэффициенты трения оптимального количества присадки в масле И-40, сравнительно с маслом без присадки, приведем на рисунке 1.

Рисунок 1. Зависимость коэффициента трения от нагрузки для базового масла и масла с разработанной присадкой: ¦ - Для масла И - 40 с присадкой; ^ - для масла И - 40 без присадки.

Можно отметить качественное улучшение триботехнических показателей базового масла после введения в него присадки, результатом чего является снижение коэффициента трения в 5 - 10 раз.

Одновременно с определением коэффициентов трения проводилось измерение линейного износа методом "искусственных баз" (метод отпечатков). Отпечатки наносились на твердомере ТКС - 1 М коническим твердосплавным индентором с углом при вершине 120 °. Изменение диаметров отпечатков определялись с помощью микроскопа МБС - 10. Исследования показали, что износ образцов при трении в масле с разработанной присадкой, был в 80 раз меньше, чем в базовом масле.

Профилографирование поверхности трения образцов после изнашивания в базовом масле и том же масле с присадкой показало, что практически все микронеровности исчезли, произошло “самозалечивание” поверхности трения, что и объясняет резкое снижение коэффициентов трения и износа. долговечность трение строительная техника

Разработанная присадка может найти широкий круг применения, включая и строительную технику. Эксперименты выявили, что триботехнические показатели значительно превосходят показатели других металлоплакирующих присадок.

Относительная дешевизна изготовления и простота применения также является достоинством присадки.

Список литературы

1. Киселев В.В. Исследования по выявлению оптимальной концентрации разработанного медно-оловянного комплекса в масле. / Депонированная рукопись № 836-В2003 29.04.2003.

2. 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.

3. Киселев В.В. Меры по снижению износа деталей пожарной техники. / NovaInfo.Ru. - 2016. - Т. 1. - № 51. - С. 37-40.

4. 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.

5. Киселев В.В., 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.

6. Зарубин В.П., Киселев В.В., Топоров А.В., Пучков П.В., Мельников А.А. Перспективы применения нанопорошков силикатов в смазочных материалах, используемых в пожарной технике. / Пожаровзрывобезопасность. - 2013. Т. 22. № 5. - С. 65-70.

7. Киселев В.В., 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.

8. Зарубин В.П., Легкова И.А., Пучков П.В. Исследование влияния наполнителей к смазкам на приработку пар трения. / Аграрная наука в условиях модернизации и инновационного развития АПК России Сборник материалов Всероссийской научно-методической конференции с международным участием, посвященной 85-летию Ивановской государственной сельскохозяйственной академии имени Д.К. Беляева. - 2015. - С. 126-129.

9. Киселев В.В. Роль смазочных материалов в процессе трения и изнашивания // NovaInfo.Ru (Электронный журнал.) - 2016 г. - № 54; URL: http://novainfo.ru/article/8437

10. Киселев В.В. Влияние механо-химических процессов при трении на образование поверхностных пленок // NovaInfo.Ru (Электронный журнал.) - 2016 г. - № 53; URL: http://novainfo.ru/article/8206

Размещено на Allbest.ru