ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЧМТ-1 ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЖИДКИХ И ПЛАСТИЧНЫХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ СМАЗЫВАНИЯ ТРУЩИХСЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЧМТ-1 ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЖИДКИХ И ПЛАСТИЧНЫХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ СМАЗЫВАНИЯ ТРУЩИХСЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ.

Кочнев Евгений Алесандрович

студент, направления «Технологические машины и оборудование», Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова,

РФ, г. Ижевск

Макаров Сергей Сергеевич

д-р. техн. наук., доц., проф. Кафедры «ТДУ» Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова,

РФ, г. Ижевск

THE USE OF TBI-1 TO DETERMINE THE TRIBOLOGICAL CHARACTERISTICS OF LIQUID AND PLASTIC LUBRICANTS USED TO LUBRICATE RUBBING SURFACES.

Evgeny Kochnev

student, direction "Technological machines and equipment", Izhevsk State Technical University named after M. T. Kalashnikov,

Russia, Izhevsk

Makarov Sergey Sergeevich

doctor of Technical Sciences, Associate Professor, professor, Departments of "TDU" Izhevsk State Technical University named after M. T. Kalashnikov,

Russia, Izhevsk

АННОТАЦИЯ

Выбор правильного и качественного смазывающего материала продлит срок службы деталей механизмов и машин. Используя ЧМТ-1 можно определить трибологические характеристики жидких и пластичных смазочных материалов.

ABSTRACT

Choosing the right and high-quality lubricant will extend the service life of machinery parts and machines. Using TBI-1, it is possible to determine the tribological characteristics of liquid and plastic lubricants.

Ключевые слова: ЧМТ-1, трибологические характеристики, смазочные материалы, трение.

Keyword: TBI-1, tribological characteristics, lubricants, friction.

Развитие современных технологий в машиностроении позволяет достигнуть требуемую  безотказность и работоспособность оборудования, уменьшить расходы на его последующее техническое сопровождение и ремонт, снизить затраты на энергопотребление при изготовлении и эксплуатации. Во многом срок службы машин и механизмов напрямую зависит от надежности работы узлов трения, входящих в их конструкцию. В ходе разработки часто требуется разработать трибосопряжения высокой точности, в качестве которых во многих случаях используют подшипники скольжения и качения. Повысить надежность и оптимизировать конструкцию подшипников можно с помощью применения как современных смазочных и антифрикционных материалов, в качестве которых используется смазочное масло, так и использования антифрикционных материалов [1, 2, 3]. Однако, трибологические свойства смазочных масел требуют дальнейшего исследования.

Особенности смазывающего действия масла, влияние структурных составляющих смазочного материала и условий трения на их триботехнические характеристики выявлялись в сравнительных исследованиях смазочных свойств смазочного материала и традиционных масел, которые проводились на машинах трения ЧМТ-1.

Рисунок 1. Четырехшариковая машина трения 1, (ЧМТ-1)

Для исследования необходимых смазочных материалов при высоких контактных нагрузках разработана четырехшариковая машина трения ЧМТ-1. Четырехшариковая машина, узел трения которой представляет из себя пирамиду из четырех контактирующих друг с другом стальных шариков. Три нижних шарика закрепляют неподвижно в чашке машины с испытуемым смазочным материалом. Один верхний шарик, закрепленный в шпинделе машины, вращается относительно трех нижних шариков под заданной нагрузкой с частотой вращения (1460±70) мин. Проворачивание нижних шариков в процессе испытания не допускается.

Рисунок 2. Принцип действия четырехшариковой машины: а- схема нагружения шариковой пирамиды; б- схема четырехшариковой обоймы; 1- неподвижные шарики; 2- вращающийся шарик; 3- исследуемое масло

Перед началом испытания смазочного материала все детали машины, с которыми он соприкасается во время испытания (чашка с деталями крепления нижних шариков и детали крепления верхнего шарика в шпинделе), промывают нефрасом или другим растворителем, удаляющим смазочный материал с деталей, и просушивают детали воздухом.

Шарики, применяемые при испытании, промывают несколько раз нефрасом или другого растворителем, удаляющего смазочный материал с деталей, до тех пор, пока растворитель не будет прозрачным после промывания, и просушивают на воздухе.

Испытание каждого смазочного материала (жидкого или пластичного) проводят несколько раз при температурах, установленных в нормативно-технической документации на испытуемый смазочный материал.

Испытание состоит из нескольких серии определений. Каждое определение проводят на новой пробе испытуемого смазочного материала и с четырьмя новыми шариками.

Для проведения испытания шарики, подобранные и подготовленные, закрепляют в чашке для смазочного материала, а затем чашку закрепляют в шпинделе машины. При испытании жидкого смазочного материала его заливают так, чтобы шарики были полностью покрыты им. При испытании пластичного смазочного материала его наносят шпателем, не допуская образования пустот. Затем устанавливают чашку со смазочным материалом в машину, плавно прилагают заданную нагрузку и включают электродвигатель.

При проведении испытания при повышенных температурах предварительно включают электродвигатель, разогревая тем самым шарики.  После достижения заданной температуры, выключают электродвигатель, прилагают нагрузку и включают электродвигатель обратно.

Температуру узла трения в месте расположения термопары поддерживают с погрешностью не более ±5 °С. Время разогрева узла трения до 300 °С не должно превышать 35 мин.

Продолжительность работы машины трения от момента включения до момента выключения электродвигателя при текущей нагрузке в процессе определения критической нагрузки, нагрузки сваривания и индекса задира должна быть (10,0±0,2) с, при определении показателя износа - (60,0±05) мин.

После остановки машины охлаждают узел трения ниже 40 °С и сливают жидкий смазочный материал или снимают ватным тампоном пластичный смазочный материал с участков трения на нижних шариках. При наличии заусенцев по краям пятен износа их удаляют шабером или напильником. Измеряют диаметры пятен износа каждого из трех нижних шариков во взаимно перпендикулярных направлениях с точностью не менее 0,01 мм.

За результат измерения принимают среднее арифметическое значение измерений пятен износа трех нижних шариков. Все результаты измерений заносят в протокол по форме, приведенной в приложении 3, ГОСТ 9490-75.

Исследования проводились на шарах диаметром (12,70±0,01); 16 и 20 мм по ГОСТ3722-81, из стали ШХ-15 по ГОСТ 801-78, которые образуют  пирамидку из четырех шариков, контактируя между собой. выполненных из стали ШХ-15. Поверхность трения образцов полировалась до получения параметра шероховатости Ra = 0,25- 0,35 мкм. Микроскоп с увеличением не менее чем 20, снабженный отсчетной шкалой с ценой деления не более 0,01 мм.

Влияние масла на износ поверхностей оценивалось по диаметру пятна износа на поверхности шаров. Диаметр измерялся на бинокулярном микроскопе с точностью до 10 мкм.

Согласно ГОСТ 9490-75 определяют следующие трибологические характеристики:

• несущая способность – по критической нагрузке Р_К;
• предельная нагрузочная способность – по нагрузке сваривания Р_С;
• противоизносные свойства – по диаметру пятна износа D_И.

Вязкость масла — это физический показатель, обозначающий сопротивление движению. Является основной физико-химической характеристикой для смазочных масел.

Для каждого типа оборудования производителем прописывается специальная маркировка масел, которая создает защиту механизма и облегчает подбор необходимого продукта.

Вывод.

Используя четырехшариковую машину трения можно определить трибологические характеристики жидких и пластичных смазывающих материалов применяемых для смазывания трущихся поверхностей.

Список литературы:

1. Болотов А.Н., Новиков В.В., Новикова О.О. Трение структурированной магнитной жидкости при скольжении по твердой поверхности // Трение и износ. 2006. Т. 27. № 4. С. 409- 416.
2. Болотов А.Н., Новиков В.В., Новикова О.О. Анализ работы трибосопряжений на основе керамических алмазосодержащих материалов // Трение и износ. 2005. Т. 26. № 3. С. 279- 284. Пат. 2220233 Российская Федерация, МПК C 25D 15/00 A . Способ электрического нанесения антифрикционного покрытия на алюминий и его сплавы/
3. Болотов А.Н., Зоренко Д.А., Новиков В.В.; заявитель и патентообладатель Тверской государственный техниче- ский университет. – № 2002115470/02; заявл. 13.06.2002; опубл. 27.12.2003, Бюл. № 36. – 4 с.