Содержание к диссертации
1. СМАЗОЧНОЕ ДЕЙСТВИЕ НЕФТЯНЫХ МАСЕЛ И ИНДИВИДУАЛЬНЫХ
УГЛЕВОДОРОДОВ В УСЛОВИЯХ ТРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ЛО
КАЛЬНЫМ КОНТАКТОМ /состояние вопроса/ 8
1.1. Контактно-гидродинамическая теория смазки
/КГТС/ 8
Негидродинамическое смазочное действие ... 15
Влияние условий в контакте трения и других факторов на механизм образования самогенерирующихся органических пленок /СОИ/ 25
Антифрикционные и противоизносные свойства
СОП 27
Выводы 33
2. МЕТОДЫ И УСТАНОВКИ ДНЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СМАЗОЧНЫХ СЛО
ЕВ И ТВЕРДЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ПЛЕНОК В КОНТАКТЕ ТРЕ
НИЯ 36
Выбор и обоснование метода исследования . . 36
Уточненный метод измерения падения электрического напряжения в режиме нормального
тлевдего разряда /ИПН/ 39
2.3. Разработка и исследование метода определения
смазочной способности масел при граничном
трении 44
Методы и узлы трения для тарировки толщины смазочного слоя и твердообразных пленок . . 50
Образцы и узлы трения для исследования смазочных слоев в условиях роликового моделирования работы зубчатых передач 62
Установка для исследования смазочного действия при контактном трении в условиях низких
и высоких температур 78
Выводы 87
- З -РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА * . 89
Метод измерения износа но изменению величины зазора между базовыми поверхностями образцов и толщины смазочного слоя между рабочими поверхностями 90
Метод измерения износа по изменению длительности электрического контакта индикаторной
вставки с контробразцом 95
3.3. Сравнение результатов измерения износа разны
ми методами 100
Выводы 105
ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ СОП В УСЛОВИЯХ ТРЕНИЯ КА
ЧЕНИЯ СО СКОЛІЖЕНИЕМ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ЛОКАЛЬНЫМ КОН
ТАКТОМ В СРЕЩЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ 107
Общие сведения об индивидуальных углеводородах, использованных при исследовании СОП .... 107
Влияние условий в контакте и других факторов
на образование СОП НО
Влияние температуры на образование СОП парафиновыми УГВ III
Влияние температуры на образование СОП нафтеновыми и ароматическими УГВ 123
Влияние скорости 131
Влияние давления /контактного напряжения/ . . 134
Влияние материалов контактирующих поверхностей. Метод одновременного измерения толщины смазочного слоя между парами трения из различных материалов 135
4.3. Взаимное влияние индивидуальных углеводородов
на образование СОП 147
4.4. Практическое применение результатов одновре
менного измерения толщины смазочного слоя меж
ду ларами трения из различных материалов . . . 152
Выводы 159
5. ПРОТИВОИЗНОСНОЕ ДЕЙСТВИЕ СОП. ПРЕДПОЛАГАЕМЫЙ МЕХА
НИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ СОП 161
Противозадирное действие СОП 161
Противоизносное действие СОП 165
Предполагаемый механизм образования и смазочного действия СОП 175
Выводы 186
6. ПРИРАБОТКА И ОБРАЗОВАНИЕ СМАЗОЧНЫХ СЛОЕВ 188
Оптимизация режима приработки путем регулирования толщины масляной пленки и окисных слоев 190
Оптимизация процесса приработки путем управления интенсивностью образования СОП 196
Выводы 201
ОСНОВНЫЕ ВЫВОД* И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 202
ПРИЛОЖЕНИЕ I 205
I. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТОВ . 205
1.1. Статистическая обработка результатов измере
ния износа 205
Определение подъема спирали Архимеда ... 205
Оценка точности измерения приращения длительности электрических импульсов 210
1.2. Подбор эмпирических формул и сглаживание . . 214
ПРШКЖЕНИЕ П 216
ЛИТЕРАТУРА 221
Введение к работе
ХХУІ съезд КПСС поставил перед машиностроением задачу коренного улучшения качества промышленной продукции, повышения ее надежности и долговечности. Решение этой важной задачи в значительной степени связано с поиском новых конструктивных решений, с созданием новых материалов и смазок, повышающих износостойкость деталей машин.
Ежегодная стоимость ремонтных работ исчисляется десятками миллиардов рублей, в народном хозяйстве страны этими работами заняты 50 % машиностроителей и 30 % станков. Уменьшение этих расходов связано в первую очередь с повышением износостойкости машин и механизмов за счет использования достижений науки о трении, износе, смазке и взаимодействии контактирующих поверхностей, получившей в настоящее время название трибоника.
Научная база трибоники получила заметное развитие в работах советских ученых. Создана контактно-гидродинамическая теория смазки /КГТС/, описывающая состояние смазочного слоя между контактными поверхностями с позиций гидродинамики.
Борьба за уменьшение последствий износа машин /потерь производительности, простоев, затрат на ремонт и т.п./ будет эффективной, если предъявить прежде всего высокие требования к смазочным материалам. Однако практическое применение КГТС при создании и выборе смазочных масел получило еще недостаточное распространение. Это объясняется тем, что смазочное действие масел обеспечивается в более широком диапазоне, чем это следует из КГТС.
Многочисленные исследования износа контактных поверхностей показывают, что противоизносное действие масел зависит не только от вязкости, но и от адсорбционной и химической активности. Эти данные подтверждают существование различных негидродинамических механизмов смазочного действия масел, описываемых теорией гранич-
ного трения, которая является мало разработанным разделом трибоники, В основном изучен механизм образования смазочных слоев поверхностно-активными веществами, а механизм смазочного действия большей части компонентов смазочных масел до сих пор не выяснен.
Экспериментальными исследованиями последних лет доказано,что наилучшая защита поверхностей при трении в масле обеспечивается в том случае, если граничный слой представляет твердообразную само-генерирующуюся органическую пленку /СОЦ/, благодаря чему имеется возможность максимально уменьшить непосредственный контакт металлических поверхностей, а также локализовать напряжение и деформацию при сдвиге в граничном слое.
Для эффективного использования высоких противоизносных свойств СОП, образуемых минеральными маслами, нужно уметь управлять интенсивностью процесса ее образования - замедлять в процессе приработки и интенсифицировать в период эксплуатации машин.
Однако возможность прогнозирования интенсивности образования СОП при разработке новых смазочных материалов в значительной степени ограничена отсутствием данных об общих закономерностях образования и смазочного действия СОП,образованных индивидуальными углеводородами /УГВ/, составляющими основу минеральных масел.
Целью настоящей работы является исследование механизма смазочного действия СОП, образованных индивидуальными УГВ в условиях трения качения со скольжением, а также разработка рекомендаций по созданию смазочных материалов, оптимальной приработке и эксплуатации узлов трения. Для достижения указанной цели в работе решались следующие задачи:
Анализ существующих теоретических и экспериментальных данных об образовании жидкостных, адсорбционных смазочных слоев и СОП и влиянии условий в контакте на эти процессы.
Анализ существующих и разработка новых способов и средств
- 7 -исследования, позволяющих повысить эффективность и точность экспериментальных исследований явлений, происходящих в контакте.
Исследование закономерностей формирования и смазочного действия СОП, образованных индивидуальными УТВ в среде постоянной окислительной активности /воздухе/ при форсировании и задержке процессов окисления и окислительной полимеризации путем изменения температуры УТВ в диапазоне их существования в жидком состоянии.
Исследование влияния контактных напряжений, скорости скольжения и материалов трущихся поверхностей на формирование, толщину
и смазочные свойства СОП.
Изучение возможности управления противоизносными и антифрикционными свойствами СОП в заданных температурных интервалах путем использования смесей индивидуальных УТВ, а также их присадок к минеральным маслам.
Разработка рекомендаций по созданию смазочных материалов, оптимальной приработке и эксплуатации узлов трения.
Поставленная цель определила экспериментальный в основном характер работы, которая является частью комплексной темы по исследованию смазочного действия масел в широком диапазоне условий контактного трения, проводимых в течение ряда лет коллективом кафедры ТММ и М Киевского института инженеров гражданской авиации.
Полученные результаты исследований позволили установить ранее неизвестные закономерности образования СОП индивидуальными УТВ и их смесями, разработать способы приработки кинематических пар трения в смазочной среде и измерения динамических характеристик зубчатых передач, а также способы и узлы трения для их осуществления, позволяющие повысить эффективность и точность исследования смазочного действия масел. Результаты исследования защищены восемью авторскими свидетельствами и внедрены в производство с экономическим эффектом 82 тыс.рублей в год.
I. СМАЗОЧНОЕ ДЕЙСТВИЕ НЕФТЯНЫХ МАСЕЛ И ИНДИВИДУАЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ В УСЛОВИЯХ ТРЕНИЯ КОНТАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ /Состояние вопроса/
Основным приемом, снижающим износ при трении контактных поверхностей, является создание между этими поверхностями смазочных пленок, смазочное действие которых осуществляется за счет гидродинамического эффекта и поверхностных явлений.
Цри наличии гидродинамического эффекта имеет место жидкостное трение, представляющее собой внутреннее трение в слое смазки и определяемое вязкостными и вязкоупрутими свойствами масел.
Поверхностные явления обеспечивают граничное трение за счет негидродинамического смазочного действия. Они определяются комплексом сложных механо-физико-химических процессов, происходящих в контакте трения. Область исследования этих процессов находится на стыке различных отраслей знаний и изучена еще крайне недостаточно ввиду сложности определения параметров смазки в зоне контакта быстровращающихся деталей.
В реальных условиях трения контактирующих поверхностей различные виды смазочного действия югут развиваться совместно, комбинируясь в зависимости от условий [114, 115].
В данной главе кратко рассмотрены основные положения гидродинамической теории смазки и общие сведения о формировании смазочных слоев негидродинамического происхождения применительно к трению поверхностей с локальным контактом.
Похожие диссертации на Смазочное действие самогенерирующихся органических пленок, образованных индивидуальними углеводородами в условиях трения качения со скольжением
