О возможности использования наполнителя к смазкам для улучшения приработки пар трения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

О возможности использования наполнителя к смазкам для улучшения приработки пар трения

Долговечность и эксплуатационная надежность узлов трения машин и механизмов напрямую зависит от износа. Снижение этого негативного фактора трения позволит в значительной мере продлить срок службы узлов и агрегатов. В настоящее время проводится большое количество мероприятий направленных на снижение трения и как следствие уменьшение износа. Одним из самых первых мероприятий позволяющих значительно увеличить работоспособность узла трения и в значительной степени продлить его ресурс является приработка.

Приработка - это процесс, в результате которого увеличивается износостойкость поверхностей трения за счет возрастания площади фактического контакта и улучшения физико-механических свойств, т.е. процесс повышения качества поверхностей трения сопряженных деталей в начале их работы.

Эксплуатационный путь приработки заключается в правильном нагружении деталей в процессе обкатки и обеспечении постепенного увеличения нагрузки по времени. Приработку узлов трения проводят значительное время при небольших нагрузках и скоростях. В этот период используют специальный смазочный материал для обкатки и приработки сопряжений, который снижает трение, уменьшает износ и время приработки [1].

Известны притирочные составы с применением высокодисперсных порошков алмазов, недостатком которых является их высокая цена, а также значительный приработочный износ из-за шаржирования частицами алмаза поверхностей трения.

Так же для обкатки двигателей внутреннего сгорания известно приработочное масло на основе минерального с порошковым наполнителем. В качестве порошкового наполнителя использована смесь из порошков семи природных минералов (слоистых силикатов) [2]. Данное притирочное масло требует для своего изготовления семь разных минералов, каждый из которых требует своей технологии для получения соответствующего мелкодисперсного порошка, что существенно ограничивает его применение для обкатки двигателей. Кроме этого приработочные смазки, содержащие твердые частицы, после окончания процесса приработки необходимо удалять из узла трения для предотвращения повышенного износа в процессе работы.

Создание наполнителя к маслам и смазкам для приработки узлов трения, лишенного указанных выше недостатков, позволило бы значительно облегчить процесс приработки.

Одним из перспективных направлений в создании таких наполнителей является использование искусственно полученного аналога природного серпентина. Имеется достаточно большое количество результатов исследований применения указанного наполнителя в качестве наполнителя к маслам и смазкам для улучшения их антифрикционных свойств. Использование такого наполнителя значительно снижает коэффициент трения и интенсивность изнашивания пар трения, за счет преобразования поверхности трения. Попадая в зону трения, частицы наполнителя под действием нагрузки разрушаются с выделением большого количества тепла и внедряются в верхние слои металла, микронеровности поверхности трения выравниваются, и как следствие удельные давления уменьшаются [3].

Предварительные исследования подтвердили предположения о возможности применения искусственного серпентина в качестве наполнителя к маслам и смазкам для приработки пар трения.

На основе стандартной пластичной смазки Литол - 24, были получены смазочные композиции с различным процентным содержанием наполнителя (от 0,1 до 3%) с целью выбора оптимального. Триботехнические исследования проводили на стандартной машине трения СМТ - 1 по схеме трения с переменной площадью контакта, вращающийся диск - неподвижный диск. Материал дисков сталь 45 твердость 50НRC, диаметр дисков 40 мм, скорость скольжения 1 м/с, нагрузка на образец повышалось ступенчато от 0,1 до 0,3 кН с шагом 0,05 кН, путь трения при каждой нагрузке 2 км. В результате исследования фиксировалось изменение коэффициента трения от нагрузки, износ поверхности трения и изменение микротвердости поверхности трения. Величину износа определяли по глубине канавки h образовавшейся на неподвижном диске.

Проанализировав результаты исследований, был сделан вывод, что различное процентное содержание наполнителя неоднозначно влияет на коэффициент трения. Практически у всех смазок содержащих наполнитель наблюдалось увеличение коэффициента трения. Это можно объяснить тем, что попадая в зону трения, частицы наполнителя разрушаются с выделением тепла, внедряются в поверхность трения, образуя защитный слой, что и вызывает увеличение момента трения. Однако, у всех смазочных композиций, в том числе и у базовой смазки наблюдалось снижение коэффициента трения при нагрузке в диапазоне 0,15…0,2 кН. Это дает возможность предположить, что этот диапазон нагрузок является оптимальным для проведения этапа приработки. Поэтому следующий этап исследования разработанных смазочных композиций проводили при нагрузке 0,15 кН. Целью этих исследований было определение оптимального состава смазочного материала для проведения этапа приработки. Приработку считали завершенной когда значение момента трения принимало постоянное значение. Оптимальный состав смазочного материала принимали по минимальной величине износа пары трения. Результаты исследований представлены на рисунке.

трение износ серпентин смазка

Результаты исследований

По результатам исследований величины износа можно отметить смазочные материалы с содержанием наполнителя 0,25% и 0,5%. При таких концентрациях глубина канавки на неподвижном диске имеет минимальные значения. При меньшей концентрации наполнителя износ уменьшается незначительно по сравнению с базовой смазкой, что говорит о недостаточном попадании частиц наполнителя в зону трения. Увеличение концентрации более 0,5% требует более длительного времени приработки, поэтому в заданном диапазоне наблюдается повышенный износ поверхностей пар трения.

Окончательное решение о применении разработанных композиций в узлах трения в качестве притирочного состава, требует дополнительных лабораторных и стендовых исследований и производственных испытаний. Только в этом случае можно гарантировать получение устойчивого положительного эффекта без каких-либо отрицательных последствий.

Список литературы

1. Смазочные материалы: Антифрикционные и противоизносные свойства. Методы испытаний: Справочник/ Р.М. Матвеевский, В.Л. Лахнин, И.А Буяновский и др. - М.: Машиностроение, 1989. - 224 с.: ил. - (Основы проектирования машин).

2. Патент РФ №2313565, по кл. С10М 125/10, С10М 125/26 Приработочное масло для двигателей внутреннего сгорания / Дураджи В.Н., Стрельцов В.В., Цыпцын Е.А., Дураджи А.Ю. Опубликовано 27.12.2007 г.

3. Перспективы применения нанопорошков силикатов в смазочных материалах, используемых в пожарной технике / В.П. Зарубин, В.В. Киселев, А.В. Топоров и др. // Пожаровзрывобезопасность. Том 22, №5, 2013. - С. 65 - 69.

Размещено на Allbest.ru