Инженерные технологии и системы - 08. Оценка влияния ультразвуковой обработки моторного масла на износ пар трения при длительных износных испытаниях / А. А. Симдянкин [и др.]

УДК 620.1.05:621.892

DOI: 10.15507/0236-2910.028.201804.583-602

Оценка влияния ультразвуковой обработки моторного масла на износ пар трения при длительных износных испытаниях

Симдянкин Аркадий Анатольевич
профессор кафедры технической эксплуатации транспорта, ФГБОУ ВО «Рязанский государственный агротехнологический университет им. П. А. Костычева» (390044, Россия, г. Рязань, ул. Костычева, д. 1), доктор технических наук, профессор, ResearcherID: I-9948-2017, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9761-6183, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Давыдкин Александр Михайлович
доцент кафедры технического сервиса машин, ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68/1), кандидат технических наук, ResearcherID: S-8297-2018, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2984-2362, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Слюсарев Михаил Николаевич
аспирант кафедры технической эксплуатации транспорта, ФГБОУ ВО «Рязанский государственный агротехнологический университет им. П. А. Костычева» (390044, Россия, г. Рязань, ул. Костычева, д. 1), ResearcherID: T-1008-2018, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0665-4473, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Земсков Александр Михайлович
старший преподаватель кафедры технического сервиса машин, ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68/1), кандидат технических наук, ResearcherID: S-7748-2018, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-1489-6077, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Введение. В настоящее время отсутствует комплексная информация о влиянии параметров ультразвука на свойства обрабатываемых смазочных масел и износные характеристики пар трения. Статья посвящена исследованию изменений физических характеристик масла при его обработке ультразвуком и оценке их влияния на износ пары трения «ролик ‒ колодка» при длительных испытаниях. Актуальность исследования состоит в том, что простым способом воздействия на смазочное масло ультразвуковыми колебаниями с оптимальной частотой и мощностью может быть достигнуто уменьшение износа сопряжений механизмов и машин.
Материалы и методы. Для оценки изменения коэффициента поверхностного натяжения моторного масла при обработке ультразвуком были использованы генератор с переменными параметрами сигнала, весы рычажные, бюретка, термометр спиртовой. Длительные триботехнические испытания проведены на машине трения 2070 СМТ-1М по схеме «ролик ‒ колодка». Масса данных образцов после длительных испытаний определялась взвешиванием на аналитических весах фирмы Sartorius с точностью измерения 0,00001 г. Использовался также профилограф-профилометр фирмы Taylor Hobson.
Результаты исследования. Определены оптимальная частота и мощность ультразвука при обработке смазочного масла. Уменьшение коэффициента поверхностного натяжения масла составило более 5 %. При длительных износных испытаниях было зафиксировано снижение показателя фактора износа на 28 %.
Обсуждение и заключение. Эффект повышения износостойкости пар трения при воздействии на масло ультразвуком связан со снижением коэффициента его поверхностного натяжения, что позволяет маслу с наименьшими усилиями распределяться по поверхностям, образуя пленку достаточной толщины, повышающую несущую способность трущихся поверхностей. Практическая значимость работы обусловлена простотой реализации устройства для ультразвуковой обработки смазочных масел непосредственно в системе смазки оборудования. Перспективы предлагаемого решения состоят в повышении долговечности оборудования и машин при использовании рекомендуемых смазочных масел с оптимизацией параметров и режимов устройства согласно конкретным требованиям, условиям и стандартам.

Ключевые слова: износ, коэффициент поверхностного натяжения, моторное масло, триботехническое испытание, ультразвук

Для цитирования: Оценка влияния ультразвуковой обработки моторного масла на износ пар трения при длительных износных испытаниях / А. А. Симдянкин [и др.] // Вестник Мордовского университета. 2018. Т. 28, № 4. С. 583–602. DOI: https://doi.org/10.15507/0236-2910.028.201804.583-602

Благодарности: Исследование проведено при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках государственного задания (направление: развитие компетенций), проект № 11.3416.2017/4.6 «Разработка технологий и средств повышения долговечности деталей, узлов, агрегатов машин и оборудования путем создания наноструктурированных покрытий источниками концентрированной энергии».

Заявленный вклад соавторов:
А. А. Симдянкин ‒ научное руководство, формирование концепции исследования, анализ данных, доработка текста; А. М. Давыдкин ‒ разработка методики исследования, контроль проведения опытных работ; М. Н. Слюсарев ‒ проведение экспериментальных исследований, подготовка и первичный анализ литературных данных; А. М. Земсков ‒ интерпретация данных износных испытаний, верстка и редактирование текста.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила 11.07.2018; принята к публикации 15.08.2018;
опубликована онлайн 28.12.2018

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Мамонова М. В., Прудников В. В., Прудникова И. А. Физика поверхности. Теоретические модели и экспериментальные методы. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2011. 406 с.

2. Семенов А. П. Антифрикционные материалы: опыт применения и перспективы // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2007. № 12. С. 21–36.

3. Балякин В. Б., Ганин И. А., Лаврин А. В. Исследование влияния типа консистентной смазки на коэффициент трения и степень изнашивания контактной пары коррозионностойкая сталь – фторопласт // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18, № 1.
С. 72–76.

4. Туник А. Ю. Структурные особенности антифрикционных покрытий с добавками твердых смазок, полученных различными методами напыления // Вісник Приазовського державного технічного університету. Технічні науки. 2012. № 25. С. 163–170.

5. Обоснование факторов, оказывающих влияние на надежность специальной техники в особых условиях эксплуатации / И. Н. Кравченко [и др.] // Фундаментальные исследования. 2014. № 3-2. С. 262–266.

6. Денисов А. С., Данилов И. К. Влияние условий смазки на толщину масляного слоя в шатунных подшипниках дизельного двигателя // Вестник СГТУ. 2005. № 1 (6). С. 74–80.

7. Сергиенко В. П., Бухаров С. Н. Вибрация и шум в нестационарных процессах трения. Минск : Беларуская навука. 2012. 346 с.

8. Патент № 2527243 Российская Федерация. Триботехническая композиция для металлических узлов трения / Е. М. Ежунов, И. В. Захаров; заявл. 25.02.2013, опубл. 27.08.2014. Бюл. № 24.

9. Патент № 2428597 Российская Федерация. Способ формирования безызносных пар трения и устройство для его осуществления / Ю. А. Семенов, А. С. Таранов; заявл. 09.04.2010, опубл. 10.09.2011. Бюл. № 25.

10. Патент № 2267521 Российская Федерация. Присадка к смазочным материалам, пакет присадок к моторным маслам, моторное масло / А. Н. Чурзин и др.; заявл. 06.08.2004, опубл. 10.01.2006. Бюл. № 1.

11. Патент № 2398010 Российская Федерация. Металлоплакирующая многофункциональная композиция для моторных, трансмиссионных и индустриальных масел / В. Г. Бабель, Д. Н . Гаркунов; заявл. 06.03.2009, опубл. 27.08.2010. Бюл. № 24.

12. Патент № 2277579 RU. Металлсодержащая маслорастворимая композиция для смазочных материалов / В. Г. Бабель и др.; заявл. 26.05.2005, опубл. 10.06.2006. Бюл. № 16.

13. Патент № 2449006 RU. Композиции смазочных масел, содержащие титан / Г. Х. Гинтер; заявл. 05.12.2007, опубл. 27.04.2012. Бюл. № 12.

14. Баринов С. В., Загородских Б. П., Симдянкин А. А. Повышение износостойкости деталей их слоением // Трение и износ. 2001. Т. 22, № 6. С. 703–706.

15. Баринов С. В., Загородских Б. П., Симдянкин А. А. Исследование износостойкости деталей с неоднородной поверхностью трения // Трение и износ. 2003. Т. 24, № 5. С. 568–572.

16. Обработка смазочного масла ультразвуком при проведении триботехнических испытаний / А. А. Симдянкин [и др.] // Трение и износ. 2017. Т. 38, № 4. С. 311–315.

17. Ефремов Л. В., Баева Л. С., Тикалов А. В. Виброакустические испытания образцов трибосопряжения на износостойкость // Вестник АГТУ (Сер. «Морская техника и технология»). 2017. № 2. С. 69–79.

18. Исследование влияния ультразвуковых колебаний на эффективность технологических смазок / Б. С. Каргин [и др.] // Вісник Приазовського державного технічного університету. Технічні науки. 2015. № 30-1. С. 136–140.

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.