Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ современных методов исследования процессов самоорганизации в трибосистемах 10
1.1 Классификация моторных масел на минеральной основе и их функциональные свойства 10
1.2 Смазочный материал, как элемент трибосистемы 14
1.3 Влияние продуктов окисления на противоизносные свойства смазочного масла 19
1.4 Факторы, влияющие на процессы схватывания при граничном трении...28
1.5 Современные представления о каталитическом влиянии металлов на окислительные процессы смазочных материалов 34
1.6 Существующие методы исследования термоокислительной стабильности и противоизносных свойств моторных масел 39
1.7 Выводы 50
2 Разработка методики оценки влияния стали 45 на процессы самоорганизации минерального моторного масла М-10-Г2К 52
2.1 Минеральное масло М-10-Г2к — как объект исследования 52
2.2 Предмет исследования 54
2.3 Средства контроля 56
2.3.1 Характеристика и конструктивные особенности прибора для определения термоокислительной стабильности смазочных материалов 56
2.3.2 Прибор для определения оптических свойств смазочных материалов при их окислении 59
2.3.3 Малообъемный вискозиметр 61
2.4 Методика обработки экспериментальных результатов 63
2.5 Обоснование параметров испытания минерального масла М-10-Г2к 68
2.6 Методика исследования процессов самоорганизации при термостатиро-вании минерального моторного масла М-10-Г2к со сталью 45 70
2.7 Выводы 73
3 Результаты исследования процессов самоорганиза ции при термостатировании моторного масла М-10-Г2К в присутствии металлов 74
3.1 Результаты испытания минерального моторного масла М-10-Г2к со сталью 45 (отпуск 600 С) 74
3.2 Результаты испытания минерального моторного масла М-Ю-Ггк со сталью 45 (отпуск 400 С) 89
3.3 Результаты испытания минерального моторного масла М-Ю-Ггк со сталью 45 (отпуск 200 С) 100
3.4 Альтернативный метод определения параметров процессов самоорганизации 111
3.5 Обоснование критерия процессов самоорганизации трибосистем 115
3.6 Выводы 117
4 Разработка практических рекомендаций по выбору сталей, совместимых со смазочным маслом 119
4.1 Технология определения влияния сталей на процессы самоорганизации смазочных материалов 119
4.2 Технология определения температурной области применения элементов трибосистем 122
4.3 Технология определения критерия влияния сталей на термоокислительную стабильность смазочных масел 124
4.4 Технология определения влияния сталей на потенциальный ресурс смазочного материала 128
4.5 Выводы 130
Основные научные результаты и выводы 131
Библиографический список 133
Приложение 145
- Влияние продуктов окисления на противоизносные свойства смазочного масла
- Характеристика и конструктивные особенности прибора для определения термоокислительной стабильности смазочных материалов
- Результаты испытания минерального моторного масла М-Ю-Ггк со сталью 45 (отпуск 400 С)
- Технология определения температурной области применения элементов трибосистем
Введение к работе
Большинство узлов механических систем работают в условиях гранич-ной смазки, при которой металлический контакт трущихся тел предотвращается образованием на поверхностях трения граничных смазочных слоев различного происхождения. В работах Б.И. Костецкого отмечено, что кинетические модели граничной смазки включают три этапа: адсорбция молекул реагента на поверхностях трения; взаимодействие их с поверхностью твердого тела с образованием защитного модифицированного слоя; разрушение этого слоя с обнажением поверхности активированного металла, готового к дальнейшему взаимодействию со средой.
Образование защитных адсорбционных, хемосорбционных и модифицированных слоев объясняется приспосабливаемостью трибосистемы к внешним воздействиям, определяемой интенсивностью процессов самоорганизации. Сущность этих процессов заключается в том, что при взаимодействии трущихся тел и среды они реализуются в тонких слоях (пленках) материалов пар трения, вследствие их структурной перестройки и взаимодействии со средой, то есть происходит не разрушение материала, а трансформация его в некие структуры, осуществляющие защитные функции. Поэтому свойства трибосистемы, работающей в условиях граничного трения, определяются не продуктами, которые идентифицируют на поверхностях трения различными физическими методами, а непрерывно в трибосистеме возбужденным состоянием вещества в условиях фрикционного взаимодействия.
Известно [1], что при граничном трении на поверхностях трения формируются: физически адсорбированный слой молекул смазочного материала, хемосорбционный слой - продукт реакции металла с продуктами окисления и химически модифицированный слой, как результат химических реакций металла с молекулами присадок. Интенсивность формирования этих слоев зависит от поверхностной энергии твердого тела, химической активности присадок и продуктов окисления, а также температурных условий [2]. Обра-
зование защитных слоев является защитной функцией трибосистемы от внешних воздействий или приспосабливаемостью к ним. Сущность процесса самоорганизации заключается в том, что все взаимодействия трущихся тел и среды локализуются в тонких слоях вторичных структур трения, образующихся на поверхностях материала вследствие их структурной перестройки и взаимодействия со средой [3].
Надежность механической системы определяется процессами самоорганизации ее элементов, которые зависят от материалов трибосопряжений, смазочного материала и температур в зоне контакта. Роль смазочных масел в этих процессах изучена недостаточно, хотя известно, что от их качества зависят процессы формирования защитных слоев на поверхностях трения. Необходимо отметить, что такие свойства, как надежность и долговечность сложных трибосистем, определяются способностью смазочных материалов защищать трущиеся поверхности от износа, формировать тонкие, но прочные смазочные слои на поверхностях деталей. Поэтому смазочный материал необходимо рассматривать как неотъемлемый элемент в любом трибосопряжений.
Износостойкость материалов пар трения характеризуется их физико-механическими свойствами и структурой. Но сведения о совместимости сталей различной термообработки с жидкими смазочными материалами, базовой основой и комплектом присадок, практически отсутствуют. Известно, что на процессы формирования защитных слоев на поверхности твердых тел, существенное влияние оказывает поверхностная энергия твердого тела, которая изменяется при различной термической обработке стали. Совместимость элементов трибосистемы характеризует способность материалов пары трения и смазочного материала образовывать защитные слои на поверхностях трения, снижающие интенсивность изнашивания трущихся деталей. Для познания процессов самоорганизации, протекающих непосредственно на фрикционном контакте необходимо создать адекватные модели, с помощью которых исследовать процессы, протекающие на поверхности твердого тела при взаи-
модействии со смазочной средой и влияние твердого тела на изменение свойств самой среды. Поэтому разработка моделей и обоснование критериев процессов самоорганизации элементов трибосистемы является актуальной проблемой, имеющей научную и практическую значимость, решение которой позволит обоснованно осуществлять выбор совместимых элементов трибоси-стем и повысить надежность механических систем.
Актуальность диссертационной работы определяется тем, что предложен метод контроля влияния сталей на процессы самоорганизации при статических условиях взаимодействия элементов трибосистемы, позволяющий раздельно определить критерии этих процессов, протекающих на поверхности твердого тела и в смазочной среде, применять их при обосновании совместимости элементов на этапе проектирования машин и агрегатов, создания банка данных по совместимости наиболее распространенных конструкционных сталей с различными смазочными материалами.
Объект исследования - минеральное моторное масло М- 10-Г2к-
Предмет исследования - процессы самоорганизации при статических условиях термостатирования стали 45 различной термообработки в среде моторного минерального масла М-10-Г2к-
Цель диссертационной работы. Разработать метод контроля и критерии оценки влияния углеродистой стали на параметры термоокислительной стабильности минерального масла.
Задачи исследования. Разработать методику исследования процессов самоорганизации в трибосистемах при статических условиях термостатирования ее элементов;
Установить количественные показатели процесса термоокислительной стабильности минерального масла М-10-Г2к и обосновать критерии оценки влияния стали 45 на процессы самоорганизации;
Исследовать процесс образования защитных пленок на поверхности стали 45 при ее термостатировании в среде минерального масла;
Разработать практические рекомендации по выбору сталей, совместимых со смазочным маслом.
Методы исследования. Решение поставленных задач осуществлялось с применением теоретического анализа механизмов окисления смазочных материалов в присутствии металлов, теории планирования экспериментов, теории трения, износа и смазки в машинах, теории изнашивания, оптических и физико-химических методов исследования.
При выполнении работы применялись поверенные стандартные и специально разработанные приборы, а для обработки результатов экспериментальных исследований, использовались методы математической статистики и регрессионного анализа.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, полученных автором, подтверждается теоретически и экспериментально. Научные положения аргументированы, теоретические результаты работы и выводы подтверждены проведенными экспериментальными исследованиями и их математической обработкой, с учетом положений трибологии, теории размерностей и подобия, положений самоорганизации механических систем, а также использованием сертифицированных программ для обработки экспериментальных данных в соответствии с постановкой и планированием экспериментальных исследований.
На защиту выносятся:
методика исследования процессов самоорганизации в трибосистемах при статических условиях термостатирования на примере стали 45 (высокого, среднего и низкого отпусков) и минерального масла М-10-Г2к;
результаты экспериментальных исследований влияния стали 45 на термоокислительную стабильность минерального масла М-10-Г2к-
результаты регрессионного анализа процессов самоорганизации при термостатировании минерального масла без и со сталью 45 (высокого, среднего и низкого отпусков);
имитационная модель процессов самоорганизации элементов трибосистем при испытании на термоокислительную стабильность;
критерии влияния стали 45 на термоокислительные процессы минерального масла М-10-Г2к> температуры начала окисления и испарения масла, коэффициент тепловых преобразований, сопротивление смазочного масла тепловым воздействиям, интегральный и альтернативный критерии оценки влияния стали 45 на процессы самоорганизации в минеральном моторном масле.
Научная новизна наиболее существенных результатов, полученных лично автором:
разработанная методика исследования процессов самоорганизации трибосистем при статических условиях термостатирования ее элементов, в отличие от существующих, позволяет раздельно определить параметры этих процессов в объеме смазочного масла и на поверхности твердых тел;
предложена имитационная модель процессов самоорганизации трибосистем, позволяющая определить количественные и качественные показатели изменения свойств смазочного масла и его сопротивляемость при тепловом воздействии;
полученные регрессионные уравнения процессов самоорганизации позволяют оценивать влияние стали 45 на термоокислительную стабильность минерального масла М-10-Г2к и определить температурный диапазон работоспособности элементов трибосистем;
предложены новые интегральный и альтернативный критерии, позволяющие оценивать влияние стали на процессы самоорганизации в минеральном моторном масле М-10-Г2К и осуществлять обоснованный выбор совместимых элементов трибосистем.
Практическая значимость работы. Разработана и внедрена методическая и экспериментальная база испытаний смазочных материалов, которая позволяет на стадии проектирования принять правильное решение по выбору совместимых элементов трибосистем. Результаты диссертационной работы
позволяют разработать организационно-технические мероприятия по эффективности использования моторных масел и обоснованному выбору в зависимости от условий эксплуатации и конструктивных особенностей сложных агрегатов.
Применение разработанной методики исследования процессов самоорганизации элементов трибосистем в статических условиях испытания позволит осуществлять рациональный выбор, как смазочных материалов, так и совместимых с ними материалов пар трения.
Автор выражает признательность за неоценимую помощь и поддержку научному руководителю, д.т.н., профессору Б.И. Ковальскому; зав. кафедрой ТОиГСМ, к.т.н., доценту Безбородову Ю.Н.; к.т.н. Малышевой Н.Н. и сотрудникам кафедр «Подъемно-транспортные машины и роботы» и «Топли-вообеспечение и горючесмазочные материалы», Института нефти и газа, Сибирского федерального университета.
Влияние продуктов окисления на противоизносные свойства смазочного масла
В государственном стандарте и технической литературе изнашивание определяется как процесс отделения материала с поверхности твердого тела и (или) увеличения его остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и формы тела [23, 24].
Это определение раскрывает только основную сущность процесса, а существует еще более предметные понятия изнашивания. Изнашиванием часто лимитируется долговечность и работоспособность узлов и агрегатов, и зависит от большого числа факторов, включая нагрузку, скорость скольжения, температуру, свойства трущихся материалов и смазки. Количество материала, удаленного с поверхности трения (износ) измеряется в единицах длины (например, толщина изношенного слоя), объема или массы. В этих случаях износ называется линейным, объемным или массовым соответственно [25]. На рис. 1.1 представлена зависимость износа от времени и три стадии изнашивания.
Результат изнашивания в виде изменения геометрических размеров тела, его формы, качества поверхности или остаточных деформаций называется износом. Частицы материала, отделяющиеся в процессе изнашивания деталей, называются продуктами изнашивания [24]. Эти микрочастицы могут оставаться во взвешенном состоянии в масле, изменяя его оптические свойства, более крупные продукты изнашивания осаждаются на сопряженные детали и в картере двигателя. Такие частицы являются катализаторами окислительных процессов протекающих в смазочном материале, а также непосредственно способны влиять на скорость изнашивания материалов пар трения.
Рассмотрим представленную графическую зависимость и стадии изнашивания деталей машин при трении. Первый участок кривой (первая стадия/) представляет начальный период изнашивания, при котором происходит приработка деталей. При этом разрушаются микровыступы и формируется более гладкая поверхность, устанавливается равновесная шероховатость. В этот период изнашивание нестационарно вследствие выравнивания контактных нагрузок в области трения. Процесс приработки завершается, наступает вторая стадия Л, стадия нормальной эксплуатации трибосопряжения. Она характеризуется стабильными условиями трения и низкой интенсивностью изнашивания. Износ линейно возрастает, приводя к повреждению поверхности, увеличению зазоров, изменению формы трущейся пары, что приводит к значительному изменению условий работы и характера изнашивания. Интенсивность износа резко возрастает и наступает третья стадия III, неконтролируемого износа, этот период может вызвать катастрофический износ или его называют еще аварийным изнашиванием. На этой стадии изнашивания, сопряжения достигают предельно допустимой величины износа. Увеличение зазора и нарушение геометрических размеров пары трения ухудшают условия смазки. Смазка не удерживается в достаточном количестве, меняется вид трения и вид изнашивания [23, 24].
Износостойкость трибосопряжений во многом зависит от качества смазочного материала. Известно, что в процессе работы двигателя внутреннего сгорания, на смазочное масло действует ряд факторов, вызывающих интенсивный процесс окисления последнего. Существует теория о трехстадийно-сти процесса окисления смазочного материала, что объясняется образованием начальных, промежуточных и конечных продуктов окисления. Образование этих продуктов, в первую очередь, обусловлено условиями эксплуатации агрегата или машины в целом, техническим состоянием цилиндро-поршневой группы и системы фильтрации, температурами в зоне контакта тяжелонагруженных узлов трения (коренные и шатунные шейки коленчатого вала).
Смазочные масла в процессе работы в машинах и механизмах соприкасаются с металлами и воздухом, загрязняются продуктами износа, разжижа ются топливом, подвергаются воздействию температуры, давления, электрического поля и других факторов, вследствие чего их физико-химические свойства (вязкость, кислотное число, зольность, температура вспышки, оптические и эксплуатационные свойства) с течением времени изменяются [26].
Антифрикционные свойства и износостойкость материалов пары трения улучшаются при взаимодействии их с химически активными соединениями, входящими в состав комплекта присадок смазочных материалов. Помимо противоизносных присадок, для замедления процессов старения масла, в них вводят антиокислительные и нейтрализующие присадки.
При исследовании и моделировании кинетических закономерностей накопления кислых продуктов (продуктов окисления) в работающих маслах, изменение во времени концентрации продуктов окисления зависит от химической активности присадок, находящихся в маслах. Подобные результаты отражены в работах Н.Н. Тупотилова и В.В. Острикова [27]. При этом, в начальный период эксплуатации масла наблюдается эффективное действие антиокислительных присадок, то есть в масле накопление нерастворимых продуктов происходит медленно.
При трении материалов сложной системы, например двигателя внутреннего сгорания, при наличии смазки, поверхности твердых тел выступают в качестве границы двух фаз: непосредственно фазы твердого тела и фазы масляной среды. Известно, что атомы на поверхности твердого тела имеют меньше связей с другими атомами и находятся в относительно свободном состоянии.
Характеристика и конструктивные особенности прибора для определения термоокислительной стабильности смазочных материалов
Для достижения поставленной цели использовался специально разработанный прибор для определения термоокислительной стабильности смазочных материалов, позволяющий исследовать процессы самоорганизации, протекающие раздельно в масле и на поверхности твердых тел. Конструктивной особенностью прибора является использование стеклянного стакана и стеклянной мешалки для исключения влияния металлов на процессы окисления пробы смазочного масла. На рис. 2.1 представлен прибор для определения термоокислительной стабильности жидких смазочных материалов, состоящий из механического и измерительного блоков. Процессы самоорганизации минерального моторного масла исследовались на представленном приборе и оценивались такими показателями, как: коэффициент поглощения светового потока, вязкость, летучесть, коэффициенты влияния сталей [95].
Предложенная методика оценки влияния металлов на процессы самоорганизации смазочного материала запатентована, позволяет объяснить механизм старения смазочного масла в присутствии твердого тела (стали) [96].
Механический блок (см. рис. 2.2) включает стеклянный стакан 1, на наружной поверхности которого намотан нагревательный элемент 2, изолированный термоизоляцией 3 и установленный в корпус 4. Стакан 1 устанавливается на шарнирной платформе 5, выполненной поворотной и фиксируемой в горизонтальном положении фиксатором 6. В стакан 1 соосно погружается стеклянная мешалка 7, закрепленная на валу 8, установленном на подшипниках 9 в подшипниковом узле 10, закрытым крышкой 11. Вал 8 с помощью упругой муфты 12 соединен с микроэлектродвигателем 13, установленным в кронштейне 14. Для обеспечения соосности валов мешалки и электродвигателя подшипниковый узел установлен в кронштейне 16. Оба кронштейна 14 и 16 крепятся к передней панели с помощью винтов 15 и 17. Температура исследуемого масла измеряется с помощью термопары 18 (хромель-копель).
Измерительный блок включает схемы питания, задания и сравнения температуры, а также ее автоматическое поддержание и схему настройки частоты вращения мешалки. Органы управления, регистрации и установки температуры вынесены на лицевую панель, снабжены надписями. Защита элементов измерительного блока от перепадов напряжения сети, обеспечивается предохранительным устройством. Температура испытуемого масла регистрируется цифровым индикатором. Необходимая температура задается дискретно, а в процессе испытания поддерживается автоматически с точностью ±1 С. Напряжение питания на нагревательный элемент подается через штепсельный разъем от измерительного блока. Частота вращения мешалки устанавливается дискретно, регистрируется цифровым индикатором и в процессе испытания поддерживается автоматически с точностью ±1 об/мин.
После каждого испытания, через определенный промежуток времени, отбирается проба масла для оценки его текущих свойств. Проба масла взвешивается для определения летучести, измеряется вязкость масла, а также с помощью спектрофомометра оценивается изменение оптических свойств масла в результате термостатирования. В таблице 2.3 представлена техническая характеристика разработанного прибора для определения термоокислительной стабильности жидких смазочных материалов.
Предложенная методика позволяет проводить испытания пробы смазочного материала (товарного и товарного с металлом) с перемешиванием постоянного объема при оптимальной температуре, которая выбирается в зависимости от базовой основы смазочного материала и его эксплуатационных свойств.
Спектрофотометр предназначен для прямого фотометрирования и оценки оптических свойств жидких смазочных материалов при испытании последних на приборе для определения термоокислительной стабильности, а также оценки степени окисления работавших смазочных масел. На рис. 2.3 представлен общий вид спектрофотометра и его составные части.
С помощью панели управления устанавливаются крайние значения коэффициентов пропускания. Для кюветы с исходным маслом устанавливается 100% пропускание светового потока, а коэффициент пропускания равный 0% устанавливается для кюветы-заглушки, которая не пропускает свет. Кнопка «печать» позволяет вывести на экран монитора значение коэффициента пропускания светового потока через кювету с окисленным маслом. Узел 2 позволяет устанавливать длину волны монохроматического света в интервале от 325 до 1000 нм. В кюветном отделении расположены 3 кюветы: кювета с исходной пробой масла, кювета-заглушка и кювета с окисленным маслом, в результате термостатирования, для которого замеряется коэффициент пропускания. В табл. 2.4 приведена техническая характеристика спектрофотометра.
Результаты испытания минерального моторного масла М-Ю-Ггк со сталью 45 (отпуск 400 С)
Процессы самоорганизации материалов пары трения и смазочного материала характеризуются их физико-химическими свойствами. На интенсивность механохимических процессов при работе агрегатов и машин оказывают влияние не только внешние воздействия (нагрузка, скорость перемещения поверхностей, температура), но и взаимное влияние материалов пары трения и продуктов окисления смазочного масла [3]. Известно, что при взаимодействии металлов со смазочным материалом при температурном нагружении, на поверхности твердого тела формируются хемосорбционные слои, как результат прямых химических реакций с молекулами присадок. Интенсивность формирования этих слоев зависит от поверхностной энергии твердого тела, химической активности присадок и температурных условий эксплуатации. На рис.3.15 представлена графическая зависимость коэффициента поглощения светового потока Кп от времени и температуры испытания товарного минерального масла со сталью 45 среднего отпуска. Зависимость Кп= f(t) описывается уравнением второго порядка по формуле 3.1.
Так, при температуре 180С сталь не оказывает существенного влияния на окислительные процессы, следовательно данная температура для исследуемого масла является высокой. При последующих температурах наблюдается интенсивное химическое взаимодействие твердого тела с молекулами смазочного материала. Пологость зависимостей 3-4 и 3 -4 , объясняется снижением температуры испытания. Однако следует отметить, что образец стали среднего отпуска аналогично образцу, представленному в разделе 3.1, оказывает каталитическое влияние на изменение оптических свойств смазочного масла. При анализе зависимостей Ku=f(t) установлено, что действие стали проявляется после определенного периода испытания, что можно объяснить как приспосабливаемость смазочного материала к условиям внешних воздействий и образованием в нем кислых продуктов. Коэффициент корреляции составил от 0,993 до 0,998.
Влияние температуры испытания и стали 45 (отпуск 400 С) на окислительные процессы оценивалось при времени испытания 10, 30 и 50 часов (рис. 3.16, а), что позволило установить влияние стали на температуру начала окисления. Показано (рис. 3.16, б), что сталь 45 (отпуск 400 С) понижает температуру начала окисления на 10 С при времени более 10 часов.
Зависимость КП= {(Г) описывается уравнением степенной функции по формуле 3.2. Результаты регрессионного анализа сведены в табл. 3.9.
Сталь 45 (отпуск 400 С) оказывает влияние на летучесть масла (рис. 3.17). С понижением температуры испытания от 180 до 150 С влияние стали на летучесть уменьшается. При температурах 180С и 170С наблюдается высокая летучесть смазочного материала, что обусловлено высокой скоростью протекания окислительных процессов и испарением легких фракций. При понижении температуры испытания процесс испарения смазочного масла замедляется. G,r
Технология определения температурной области применения элементов трибосистем
Смазочный материал является элементом трибосистемы поэтому температурную область работоспособности трибосистемы необходимо определять совместно с материалами пар трения. В разделе 3 диссертации показано, что сталь снижает температуры начала окисления и испарения минерального масла на 10 С, поэтому технология определения температурной области применения элементов трибосистем предусматривает совместное испытание масел и сталей, предусматривающая два метода, первый из которых основан на применении экспериментальных данных изменения коэффициентов поглощения светового потока и летучести от температуры испытания. При этом время испытания выбирается постоянным, например 30 часов, для определения температуры начала окисления и 10 часов — для температуры начала испарения. Строятся графические зависимости коэффициентов поглощения светового потока (рис. 4.3) и летучести (рис. 4.4) от температуры, по которым с помощью регрессионных уравнении определяются температуры начала окисления и испарения. Предельной температурой является минимальное ее значение, соответствующее началу процессов окисления или испарения.
Для масла М-10-Г2к, термостатированного без стали температура начала окисления составила 130 С, а испарения - ПО С. Температуры начала окисления и испарения при испытании масла со сталью соответственно составили 120 и 100 С. Температурный диапазон работоспособности элементов трибосистемы составляет до 100 С. При этой температуре практически не происходят процессы окисления и испарения.
Второй метод определения температурной области работоспособности трибосистем основан на построении графической зависимости коэффициента тепловых преобразований Еп от температуры и времени испытания (30 часов) масла без стали и со сталью (рис. 4.5). С помощью регрессионного уравнения определяется температура начала тепловых преобразований в испытуемом масле без стали и со сталью, которая составила ПО С. Коэффициент тепловых преобразований учитывает оптические свойства и летучесть, поэтому температура начала тепловых преобразований определяется более точно и как следует из представленной зависимости она одинакова, как для смазочного масла, так и масла испытанного со сталью.
Выбор материалов пары трения и смазочного материала для трибоси-стемы осуществляется по температурам начала окисления и испарения, и чем она выше, тем при более тяжелых температурных условиях может работать данная трибосистема.
Для определения совместимости элементов трибосистемы предложен один параметр, названный критерием влияния сталей на термоокислитель ную стабильность смазочного материала. Однако этот критерий зависит от температуры, времени испытания и сопротивляемости смазочного материала температурным воздействиям, поэтому если установить температурный режим и время испытания стабильными и постоянными, то критерий отражает термическую стабильность смазочного материала, по которому они могут сравниваться. Таким же образом могут сравниваться масла испытываемые вместе со стальными образцами. В этом случае критерий будет отражать совместимость элементов трибосистемы.
В диссертационной работе предложено два метода определения параметров влияния сталей, первый определяется интегрированием регрессионных уравнений зависимостей коэффициента поглощения светового потока от времени испытания при выбранной температуре, например 160 С (рис. 4.6).
Критерий назван коэффициентом влияния сталей Ккв на термоокислительную стабильность смазочного материала, определяемый отношением площадей, ограниченных зависимостями Kn=f{t) при испытании масла без стали и со сталью где Sicn.m - площади кривых, ограниченных зависимостью коэффициента поглощения светового потока от времени испытания масла без стали и со сталью соответственно. Для сравнения различных масел и сталей необходимо наряду с постоянной температурой испытания определить время достижения выбранного значения коэффициента поглощения светового потока, например 0,5 ед. Так, для масла М-10-Г2к при термостатировании без стали и со сталью при температуре 160 С, коэффициент KK_jf= 1,03 ед. Второй метод определения критерия Ккв основан на определении коэффициента сопротивляемости масла тепловым воздействиям Rc по формуле: где Кп и KQ - соответственно коэффициенты поглощения светового потока и летучести. Если построить зависимость коэффициента сопротивляемости испытуемого масла от температуры испытания, например за время - 30 часов, видно (рис. 4.7), что сопротивляемость масла без стали (кривая 1) выше, чем со сталью (кривая Г). С увеличением температуры испытания, сталь уменьшает сопротивляемость масла температурным воздействиям. По значениям коэффициента сопротивляемости Rc, строятся графические зависимости этого показателя от времени испытания, по которым определяются скорости изменения сопротивляемости испытуемого масла температурным воздействиям для различных температур без стали и со сталью. Температурный диапазон испытаний зависит от назначения смазочного масла, например для моторных масел он принимается от 150-180 С. По полученным значениям скорости изменения сопротивляемости смазочного материала температурным воздействиям определяется коэффициент влияния стали Ккв на термоокислительную стабильность данного масла в заданном интервале температур по формуле
