Ускоренные испытания пар трения при анализе приработки валов турбокомпрессоров сельскохозяйственных машин
Accelerated tests of friction pairs during the analysis of shaft runnig-in of turbocompressors of agricultural machines

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

триботехника, трение, износ, масло, присадка, tribotechnics, friction, wear, oil, additive

АННОТАЦИЯ

Авторы: Барышников Сергей Александрович, Гриценко Александр Владимирович, Бурцев Александр Юрьевич, Шайкемелов Адиль Амандыкович, Рахимов Жанат Сагындыкович, Сажаев Олег Геннадьевич, Лукомский Константин Иванович

В настоящее время известно большое количество технологий по снижению трения в узлах и механизмах современных автотракторных средств. Среди них: разработка новых конструкционных материалов, совершенствование поверхностей деталей, применение новых высокоэффективных масел и присадок к ним, совершенствование режимов и условий эксплуатации и др. Среди перечисленных мероприятий выделяется направление применения присадок и наноматериалов, добавляемых в масло, которые снижают коэффициент трения и увеличивают несущую способность масел, как следствие существенно снижая износ. Микрочастицы введенных в масло присадок под действием трения сминают и деформируют поверхностные микронеровности и заполняют впадины, активируя процессы на поверхности трения. В данной работе предполагается получить существенный эффект снижения износа деталей при введении в масло эмалей и сравнении эффекта их действия с другими нанопрепаратами. Целью исследования является проведение износных испытаний масел в составе с мелкодисперсными порошками эмали разной концентрации и установление степени влияния концентрации порошка на динамику износа. За основу при испытаниях были приняты: 1. Синтетическое масло марки Mobil Super 3000 5W – 40; 2. Минеральное масло марки стандарт SAE 10W – 40 API SF/CC. За оценочные критерии эффективности применения эмалей и нанопрепаратов выбраны: износы ролика, верхнего и нижнего вкладыша, удельные износы пар трения, момент нагружения, температура. В методической части работы произведена модернизация установки СМЦ-2. При исследовании свойств мелкодисперсных порошков применяли взвеси трибопрепаратов (Micro-ceramic, Oil-Package фирмы «WAGNER») в виде жидких добавок уже готовых смесей и мелкодисперсные порошки эмали основной различного гранулометрического состава. При проведении экспериментальных исследований получена высокая эффективность использования эмалей в качестве добавки для снижения трения и увеличения несущей способности масел. Кроме того, в слое трения снижена температура в пределах 10–20 % в зависимости от концентрации эмали в масле. Эмаль выступает в качестве «третьего тела», имеющего более низкий коэффициент трения, работу разрушения и увеличивающего фактическую площадь контакта пар трения. При испытаниях присадки Oil-Package получен самый низкий коэффициент трения, который лежит в пределах 0,182–0,20. Наименьший износ ролика и вкладыша возникает при испытаниях на синтетическом масле с трибопрепаратом Oil-Package. Наименьший износ вкладыша наблюдался также при испытании синтетического масла с эмалью 150 мг/л (3-минутная).

Abstract:

NAME: Accelerated tests of friction pairs during the analysis of shaft runnig-in of turbocompressors of agricultural machines
AUTOR: Baryshnikov Sergey Aleksandrovich, Gritsenko Aleksandr Vladimirovich, Burtsev Aleksandr Yuryevich, Shaikemelov Adil Amandykovich, Rakhimov Zhanat Sagyndykovich, Sazhaev Oleg Gennadievich, Lukomskiy Konstantin Ivanovich

There are a lot of technologies to reduce friction in the nodes and mechanisms of modern automotive vehicles at present time. Some of them are the development of new structural materials, the improvement of the surfaces of parts, the use of new highly effective oils and additives to them, the improvement of operating modes and conditions, etc. Among these measures, the direction of application of additives and nanomaterials added to oil is distinguished, which reduce the coefficient of friction and increase the bearing capacity of oils, as a result, significantly reducing wear. Microparticles of additives into oil under the action of friction crumble and deform surface micronutriences and fill hollows, activating processes on friction surface. In this work, it is supposed to obtain a significant effect of reducing the wear of parts when enamels are introduced into oil and comparing the effect of their action with other nano- preparations. The purpose of the study is to carry out wear tests of oils in a composition with fine enamel powders of different concentrations and to establish the degree of influence of powder concentration on wear dynamics. The following were taken as the basis for the tests: 1. Mobil Super 3000 5W synthetic oil – 40; 2. Mineral oil of SAE 10W – 40 API SF/CC grade. For evaluation criteria of efficiency of application of enamels and nanopreparations the following are selected: wear of roller, upper and lower inserts, specific wear of friction pairs, moment of loading, temperature. In the methodological part of the work, the SMTs-2 unit was modernized. When studying the properties of fine powders, suspensions of tribopreparations (Micro-ceramic, Oil-Package of WAGNER) were used in the form of liquid additives of ready-made mixtures and fine-dispersed enamel powders of the main different particle size distribution. During experimental studies, a high efficiency of using enamels as an additive for reducing friction and increasing the bearing capacity of oils was obtained. In addition, the temperature in the friction layer is reduced in the range of 10–20 % depending on the concentration of enamel in the oil. The enamel is as a “third body” having a lower friction coefficient, fracture operation and increasing the actual contact area of the friction pairs. Testing of the Oil-Package additive got the lowest coefficient of friction in the range of 0.182–0.20. The smallest wear of the roller and insert occurs during testing on synthetic oil with the Oil-Package tribopreparation. The lowest wear of the liner was also observed when testing the synthetic oil with enamel of 150 mg/L (3 minutes).