РОЗДІЛ 2
Методика та засоби для досліджень впливу окремих параметрів трибосистеми на її
експлуатаційні характеристики
2.1. Вибір та удосконалення методики лабораторних випробувань для визначення
впливу просторової конфігурації робочих поверхонь трибосистеми на протизносні і
антифрикційні властивості
Для вирішення задач даної дисертаційної роботи автором були поставлені наступні
вимоги до методики досліджень впливу просторової конфігурації робочих поверхонь
трибосистеми та протизносних і антифрикційних властивостей ПММ на
експлуатаційні властивості трибосистем, яка повинна визначати:
протизносні та антифрикційні властивості мастильних матеріалів з урахуванням
дії утворених вторинних структур, від протизносних та антифрикційних
властивостей яких залежать сила тертя та величина зношення на контакті, що є
загальновизнаним фактом;
вплив просторової мікрогеометрії поверхонь тертя на інші характеристики
контакту (сила тертя, величина зношення, час утворення вторинних структур) та
ефективність роботи трибосполучень.
Методика експрес-випробувань мастильних матеріалів і присадок до них повинна
визначати динаміку зношування тертьових сполучень за рівних умов граничного
тертя з визначенням трибохімічних поверхневих змін і хіміко-фізичних змін
мастильного середовища. Як відомо, із-за неправильного вибору мастильного
матеріалу відбувається до 90% передчасного зносу і відмов машин і механізмів
[3,6]
Проведений в першій главі аналіз існуючих методик та випробувальних машин
свідчить про те, що найбільш відтворюваними при випробуваннях мастильних
матеріалів на тертя та зношування є трибосистеми ковзання з лінійним контактом.
Саме такий контакт є найбільш поширеним в техніці, його легше відтворювати і
контролювати, тобто моделювати процеси, які відбуваються у вузлах тертя [66,
67], що практично неможливо робити з крапковим контактом. Крім цього, крапковий
контакт не дає змоги для утворення вторинних структур, що є необхідним для
досліджень [68-70].
За базову була прийнята методика поетапного випробування ПММ, розроблена і
використовувана в НДЦ -12 КІІЦА [65]. Вона дозволяє реалізувати першу вимогу за
допомогою саме поетапного випробування ПММ. Ковзання створюється обертанням
ролика (контрзразка), закріпленого перпендикулярно нерухомому плоскому зразку,
тобто контакт контрзразка зі зразком відбувається по утворюючій лінії циліндра
контрзразка. Доведений поліруванням до шорсткості Ra 0,2 мкм зразок
розташовується в камері, яка заповнюється змащувальним середовищем, протизносні
та антифрикційні властивості якого потрібно визначити. Зразок, контрзразок і
всі деталі кріплення промиваються розчинником (ацетоном) і сушаться. При
випробуваннях швидкість обертання контрзразка підтримується постійною. Осьове
навантаження підводиться з певним прискоренням і підтримується на заданому
рівні в діапазоні 1-1000 Н. На першому етапі на поверхні тертя контрзразка
напрацьовуються вторинні структури, що утворюються на стадії обкатування, а на
інших проводяться випробування їх головних споживчих властивостей –
протизносних та антифрикційних, у взаємодії з трибохімічно зміненим
середовищем. Наступні два етапи однакові: ковзання відбувається на протязі 500
м, як і на першому етапі. Четвертий довготривалий етап, шлях тертя якого
складає 3000 м, буде відбивати протизносні та антифрикційні властивості
утворених вторинних структур.
Критерієм зношення прийнята глибина доріжки тертя на нерухомому зразку, яка
вимірюється профілографом-профілометром «Калібр М-201».
На відміну від інших методик, ця методика випробувань мастильних матеріалів дає
можливість діагностики мастильної здатності матеріалів. Це досягається перш за
все за допомогою поетапного випробування ПММ. На першому етапі на поверхні
тертя контртіла напрацьовуються вторинні структури, що утворюються на стадії
обкатки, на другому проводяться їх випробування у взаємодії з трибохімічно
зміненим середовищем [65, 54].
Після випробувань отримані дані по величині зносу заносяться у таблицю.
Динаміка зношування у тому чи іншому середовищі визначається побудовою графіка,
на осі абсцис якого відкладається шлях тертя, а на ординаті – глибина зносу
(рис.9).
В таблиці 1 приведені результати випробувань авіакеросину ТС-1, моторного масла
МС-8П та моторного масла МС-20, і авіакеросину ТС-1 з присадкою РОБТ. Як видно
з побудованих кривих динаміки зношування, із збільшенням в`язкості
інтенсивність зношування зменшується, що свідчить про наявність
гідродинамічного ефекту. При цьому інтенсивність зношування на протязі
другого-четвертого етапів у високомолекулярних вуглеводневих мастилах (МС-8П,
МС-20) не є сталою величиною, а зменшується у часі. Це свідчить про утворення
на поверхнях тертя вторинних структур, які в подальшому впливають на
інтенсивність зношування за рахунок їх взаємодії з теж трибохімічно зміненим
середовищем. Підтвердженням утворення вторинних структур є пофарбованість
фактичних поверхонь тертя, колір яких і інтенсивність після роботи у різних
середовищах різна. Результати випробувань авіакеросину ТС-1 з присадкою РОБТ
яскраво показують ефективність цієї присадки і ефективність обраної методики:
після незначного зношення на першому етапі, на інших він відсутній. Зношення на
другому і третьому етапах однакові, що свідчить про утворення стабільних
вторинних структур, які і на тривалому четвертому забезпечують „безадгезійний”
режим роботи трибосистеми.
Експериментальна апробація такої методики на випробувально-вимірювальній
системі „Friction-Wear Test System” [71] підтвердила надзвичайно високу
відтворюваність отримуваних резул
- Київ+380960830922