65399

КІНЕТИКА ЗМІНИ ЗМАЩУВАЛЬНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТРАНСМІСІЙНИХ І МОТОРНИХ МАСТИЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ В УМОВАХ РЯСНОГО ТА ОБМЕЖЕНОГО МАЩЕННЯ

Автореферат

Производство и промышленные технологии

Гідродинамічна та еластогідродинамічна теорії мащення ЕГД ТМ не враховують при виводі рівнянь товщини мастильного шару гідродинамічні та негідродинамічні шари можливість виникнення турбулентності потоку та високих градієнтів швидкостей зсуву.

Украинкский

2014-07-29

847 KB

0 чел.

PAGE  20

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Савчук Анатолій Миколайович

УДК 621.891

КІНЕТИКА ЗМІНИ ЗМАЩУВАЛЬНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТРАНСМІСІЙНИХ І МОТОРНИХ МАСТИЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ В УМОВАХ РЯСНОГО ТА ОБМЕЖЕНОГО МАЩЕННЯ

Спеціальність 05.02.04 – тертя та зношування в машинах

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

КИЇВ – 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному транспортному університеті (НТУ) Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник:

Заслужений діяч науки і техніки України,

доктор технічних наук, професор

Дмитриченко Микола Федорович,

Національний транспортний університет,

завідувач кафедри „Виробництво, ремонт та матеріалознавство”

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

Івщенко Леонід Йосипович,

Запорізький національний технічний університет,

завідувач кафедри „Металорізальні верстати та інструменти”

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Краля Віталій Олексійович,

Національний авіаційний університет,

професор кафедри „Технології відновлення авіаційної техніки”

Захист відбудеться “29” жовтня 2010 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.059.03 в Національному транспортному університеті за адресою: 01010, м. Київ, вул. Суворова, 1, ауд. 333.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного транспортного університету за адресою: 01103, м. Київ, вул. Кіквідзе, 42.

Автореферат розісланий “___” __________ 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради                        С.В. Ковбасенко


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Сучасна практика машинобудування та експлуатації технічних засобів вказують на те, що самим поширеним та найбільш ефективним методом вдосконалення трибосистем з метою підвищення їх надійності та довговічності є використання спеціальних мастильних матеріалів та вдосконалення техніки мащення. Галузь досліджень трибомеханічних систем при домінуючому впливі граничного або еластогідродинамічного (ЕГД) режимів мащення потребує подальшого вивчення, оскільки не існує єдиного підходу щодо питань, які пов'язані з реологічними властивостями оливи, типом структуризації граничних шарів, активацією вуглеводневих компонентів при високих градієнтах швидкості зсуву в контакті. Гідродинамічна та еластогідродинамічна теорії мащення (ЕГД ТМ) не враховують при виводі рівнянь товщини мастильного шару (гідродинамічні та негідродинамічні шари), можливість виникнення турбулентності потоку та високих градієнтів швидкостей зсуву. При цьому мастильний матеріал в контакті розглядається як ньютонівська нестискувальна рідина, що суперечить багатьом експериментальним даним, де встановлено утворення в контакті тертя квазікристалічних структур. Ще однією робочою умовою, яка рідко враховується при розрахунках товщини мастильного шару, згідно ЕГД ТМ, є підведення і розподіл оливи в найближчих ділянках відносно основної зони контакту. В багатьох експериментальних дослідженнях доведено, що недостатня кількість мастильного матеріалу істотно впливає на ЕГД характеристики системи. Більш того, цей вплив може виявитися вирішальним чинником для робочих характеристик неконформних вузлів машин, оскільки створюються передумови для реалізації масляного голодування (недостатнє мащення) в контакті. Вивчення природи цих процесів, встановлення закономірностей мащення, визначення механізмів формування оптимальної товщини ЕГД – контакту при різних режимах мащення буде сприяти підвищенню технічних характеристик деталей трибомеханічних систем.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана відповідно до договорів Міністерства освіти і науки України в напрямку «Розробка найважливіших новітніх технологій науковими установами» за темою № ДЗ/401 – 2007 «Розроблення технології підвищення довговічності вузлів тертя двигуна внутрішнього згорання та трансмісій авто-мобіля за рахунок модифікації поверхневих шарів металу» (№ ДР 0107U008288 в період  07.2007 – 12.2008); в напрямку «Прикладні розробки за напрямами науково – економічна діяльність вищих навчальних закладів» за темою № 67 ”Вплив несталих умов роботи на змащувальну здатність масел і мастил  при коченні і коченні з проковзуванням ” (№ ДР 0109U002144 в період 01.01.2009 –31.12.2010рр.); та науково – технічної роботи за рахунок державного бюджету за темою №51 «Підвищення надійності трибосистем машин за рахунок модифікації контактних поверхонь нанодисперсними добавками та поліфункціональними присадками» (№ ДР 0107U001782 в період 01.01.07 – 25.12.08)

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є підвищення надійності та довговічності неконформних вузлів тертя з точковою формою контакту за рахунок поліпшення їх триботехнічних характеристик на основі підбору фракційного складу мастильних матеріалів та встановлення динаміки формування товщини мастильного шару в умовах рясного та обмеженого мащення.

Об’єкт дослідження – динаміка формування товщини мастильного шару, кінетика зміни антифрикційних та реологічних характеристик олив в залежності від фізико-хімічних властивостей мастильного матеріалу та умов мащення.

Предмет дослідження – вплив швидкості, навантаження та температури на реалізацію режимів мащення в контакті.

Методи дослідження передбачали експериментальне визначення товщини мастильного шару в точковому контакті (метод оптичної інтерферометрії); визначення антифрикційних та реологічних характеристик олив; оброблення експериментально – теоретичних результатів методом покрокової множинної регресії.

Для досягнення поставленої мети в роботі вирішувалися наступні задачі:

1) дослідження ефективності мащення мастильних матеріалів при різних видах тертя – чисте кочення та кочення з проковзуванням;

2) визначення реологічних та в’язкістно – температурних властивостей мастильних матеріалів залежно від режиму мащення;

3) дослідження динаміки формування товщини мастильного шару при різних режимах мащення – рясне та обмежене мащення;

4) визначення основних чинників, які впливають на структуризацію граничних адсорбційних шарів, утворених вуглеводневими компонентами мінеральних, напівсинтетичних та загущуючих олив;

5) розробка методик оцінки триботехнічних параметрів та створення математичної моделі ефективності мащення на основі покрокової множинної регресії, які дозволяють прогнозувати довговічність неконформних вузлів тертя з точковою формою контакту.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному:

1. Розроблені методи прогнозування довговічності неконформних вузлів тертя з точковою (коловою) формою контакту на основі оцінки:

  - реологічних та антифрикційних властивостей олив в умовах чистого кочення та кочення  з проковзуванням;

  - ефективності мащення олив за кінетикою швидкісних, навантажувальних,  температурних чинників та динамікою надходження мастильного матеріалу в зону контакту (режими рясного та обмеженого мащення);

  - мастильних та антифрикційних властивостей олив на основі оцінки їх реологічних характеристик в стаціонарних умовах мащення.

2. Створена математична ЕГД – модель мащення точкового контакту на основі оцінки розподілу товщини мастильного шару в центральній зоні контакту з урахуванням кореляційного зв'язку між швидкісними, температурними, навантажувальними чинниками та реологічними властивостями мастильного матеріалу.  

3. Визначені механізми початкового формування товщини мастильного щару та її приріст із зростанням швидкості кочення залежно від неньютонівських властивостей олив в контакті при пуску, наявності мінеральних та синтетичних базових олив, концентрації активованих вуглеводневих компонентів та імовірності релаксації мастильного матеріалу.

4. Встановлені залежності антифрикційних та реологічних властивостей мастильних матеріалів від ефективної в'язкості олив в контакті, типу структуризації граничних шарів, інтенсивності деструкційних змін поліальфаолефінової фракції в умовах рясного та обмеженого мащення.

Практичне значення результатів досліджень складають:

- розроблений метод оцінки мастильних та антифрикційних властивостей олив на основі оцінки реологічних характеристик олив в стаціонарних умовах мащення;

- розроблений метод оцінки триботехнічних характеристик олив на основі оцінки їх реологічних та антифрикційних властивостей  в умовах  чистого кочення та кочення з проковзуванням;

- розроблений метод визначення ефективності мащення олив за кінетикою зміни швидкісних, навантажувальних,  температурних чинників та динамікою надходження мастильного матеріалу в зону контакту (режими рясного та обмеженого мащення).

- запропонована математична ЕГД – модель ефективності мащення в залежності від експлуатаційних чинників (навантаження, швидкість, температура) та реологічних властивостей мастильних матеріалів дозволяє визначити оптимальні умови експлуатації неконформних вузлів тертя при рясному та обмеженому мащенні.

Результати досліджень прийняті до впровадження на ЗТМ „Аріан” (м.Київ)  та ТОВ ВК ФК Компанія «Лев» – офіційний дилер «Honda» в Києві та Київській області.

Особистий внесок здобувача. Всі основні результати, що виносяться на захист, отримані здобувачем самостійно. В роботах у співавторстві здобувачу належать: [1] – аналіз механізму формування товщини мастильного шару при використанні трансмісійних олив; [2] – встановлено кореляційну залежність реологічних та антифрикційних властивостей олив; [3] – аналіз впливу базової основи оливи та кількісного вмісту загущувачів на роботоздатність трибомеханічної системи; [4] – аналіз впливу температурного чинника на формування товщини масляного шару при рясному мащенні; [5] – аналіз впливу „проковзування” на динаміку формування масляної плівки; [6] – встановлення взаємозв'язку між несучою здатністю олив, їх реологічними і антифрикційними властивостями; [7] – аналіз механізму формування товщини мастильного шару в умовах обмеженого мащення; [8] – визначено вплив параметру швидкості кочення на динаміку формування товщини мастильного шару при рясному мащенні.

Дослідження, що виконані в співавторстві і які містяться в дисертаційній роботі, проведені при безпосередній участі автора на всіх етапах роботи . Автору належить теоретичне обгрунтування, вибір і розробка методики, дослідження, обгрунтування і узагальнення отриманих результатів, практичні рекомендації, впровадження розробок в діяльність.

Апробація результатів роботи. Результати роботи доповідались та обговорювались на наукових конференціях професорсько – викладацького складу і студентів НТУ (Київ 2006, 2007, 2008, 2009), на 8–му міжнародному симпозіумі українських інженерів – механіків у Львові (2007, 2009), та міжнародній науково – практичній конференції «ОЛЬВІЙСЬКИЙ ФОРУМ – 2009».

Публікації. Основні положення дисертації опубліковано у 12 друкованих роботах : 8 – у спеціалізованих наукових збірниках, включених до переліку ВАК України та 4 – у матеріалах наукових конференцій.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, основної частини з п’яти розділів, висновків, списку використаних джерел з 146 найменувань та додатків. Повний обсяг дисертації складає 210 сторінок, з них 155 сторінок основного тексту, 76 рисунків, 9 таблиць і три додатки на 15 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі представлена характеристика дисертації – обґрунтована актуальність теми, сформульована мета та задачі дослідження, викладена наукова новизна результатів досліджень, показано їх практичне значення, надані відомості про апробацію та публікацію основних положень роботи.

У першому розділі розглянуто характерні особливості роботи трибомеханічних систем при різних режимах мащення, виконаний аналіз видів пошкоджень поверхонь тертя неконформних вузлів. Розглянуто основні аспекти ЕГД ТМ та її місце серед загальновідомих теорій мащення. Розкрито вплив товщини ЕГД – мастильного шару на контактуючі поверхні. На основі проведеного аналізу літературних джерел визначені мета і задачі дослідження.

У другому розділі розглянута методика вимірювання товщини мастильного шару, а також визначено основні фізико-хімічні характеристики досліджених мастильних матеріалів. Використання модернізованого стенда та допоміжного обладнання дало можливість підвищити точність досліджень, а також розширити їхній діапазон (умови рясного та обмеженого мащення; чисте кочення та кочення з проковзуванням). Застосування методу оптичної інтерферометрії дало змогу дослідити розподіл товщини мастильного шару в точковому (коловому) контакті тертя та розподіл мастильного матеріалу в околиці контакту з урахуванням картини його підведення,  внаслідок чого було виявлено кінетичну залежність формування мастильної плівки від таких факторів, як навантаження, швидкість, температура та фізико–хімічний склад  мастильного матеріалу, що досліджувався.

Сутність даного методу визначення товщини мастильної плівки полягає в спостереженні інтерференційної картини, яка з’являється при конструктивній та деструктивній інтерференції світла, відбитого від поверхні непрозорого тіла (стальної кульки) через одне з контактуючих тіл (скляний диск). Використання в якості допоміжного обладнання теле-, та відеофіксуючої техніки дозволило забезпечити реєстрацію виконаних досліджень.

У третьому розділі розглянута змащувальна здатність олив в точковому контакті при рясному мащенні. При дослідженні мастильної дії олив різного складу встановлено, що кінетика формування товщини мастильного шару (умова чистого кочення) в період пуску залежить від швидкості кочення – при зростанні швидкості кочення відбувається підвищення товщини мастильного шару в центральній зоні контакту (рис.1), що обумовлює перехід від граничного до гідродинамічного режиму мащення (рис.2). При цьому процесі значну роль відіграє кінематична в’язкість мастильного матеріалу, яка, в основному, залежить від базової основи олив, тому що кількість присадок становить до 10 – 15% (наприклад, в моторних оливах SAE15w40 та SAE10w40). Так, олива ТАД 17і, що містить високомолекулярні залишкові нафтові фракції (до 80%) найефективніше формує оптимальну товщину мастильного шару.

Рис.1. Залежність дійсної товщини мастильного шару hд сумарної швидкості кочення VΣкоч

Рис.2. Залежність режиму мащення λ від сумарної швидкості кочення VΣкоч

Щодо прискорення динаміки формування товщини мастильного шару оливою ЄМТ8, на відміну від оливи SAE10w40 (зазначені оливи є напівсинтетичними), то ми вважаємо, що головним чинником, який впливає на даний процес, є кількість в’язкісної присадки (до 8%) в загущеній оливі SAE10w40, яка підвищує індукційний період зростання товщини мастильного шару, так як її функціональна активність проявляється при температурах, вищих 50 0С.

На відміну від загальноприйнятих залежностей щодо прискорення формування товщини мастильного шару напівсинтетичними моторними оливами, в порівнянні з мінеральними, була встановлена протилежна залежність – моторна мінеральна олива SAE15w40 характеризується більш ефективною мастильною дією, в порівнянні з оливами SAE10w40 та ЄМТ – 8. На наш погляд, це обумовлено вибраними нами парами тертя сталь скло. Адгезійна сила взаємодії між поверхневим шаром скла та синтетичними компонентами поліальфаолефінів, які містяться в оливах, менша, ніж адгезійна сила взаємодії скла з мінеральними компонентами нафтових фракцій.  Припущення про слабкі адгезійні зв’язки поліальфаолефінів на поверхні скла підтверджуються також встановленою кінетикою формування мастильного шару оливою АКП. В порівнянні з усіма дослідженими мастильними матеріалами, для даної оливи встановлена найвища швидкість, при якій починає формуватися товщина мастильної плівки, що забезпечує реалізацію в контакті граничного режиму мащення. Ще одним чинником, що обумовлює таку динаміку утворення мастильного шару, є найменша кінематична в’язкість оливи для АКП – в середньому на 60 % в порівняні з дослідженими мастильними матеріалами.

В умовах проковзування встановлена загальна тенденція щодо змащувальної дії в контакті – динаміка формування початкової товщини мастильного шару, при якій спостерігається реалізація граничного режиму мащення, характеризується збільшенням сумарної швидкості кочення, що сприяє утворенню захисного розділяючого шару між контактними поверхнями.

Наприклад, для  ТАД 17і встановлена найменша швидкість кочення, при якій спостерігається початкове формування граничного масляного шару – 0,0173м/с, але ця швидкість в 2,16 рази перевищує аналогічний параметр при чистому коченні. Оливи SAE15w40, SAE10w40, ЄМТ 8, та АКП характеризуються здатністю формувати мінімальну товщину граничного шару при швидкостях, які в 1,708; 1,08; 1,49 та 1,79 рази перевищують швидкості кочення в умовах без проковзування. Таким чином, чинник „проковзування”, незалежно, від типу мастильного матеріалу, збільшує початковий етап формування мастильної плівки, що призводить до реалізації в контакті напівсухого режиму мащення в період пуску. Вирішальним чинником, який впливає на кінетику утворення мастильного шару в контакті, як і при чистому коченні, є кінематична в’язкість та фізико – хімічний склад олив, а механізм формування мастильної плівки залежить від стійкості компонентів оливи до градієнту швидкості зсуву, який має тенденцію до постійного зростання із збільшенням швидкості кочення.

При дослідженні кінетики зміни реологічних характеристик мастильних матеріалів в умовах поступового підвищення швидкості кочення було виявлено загальну закономірність щодо зміни ефективної в’язкості в контакті олив різного експлуатаційного призначення – в початковий період формування товщини мастильного шару при пуску ефективна в’язкість в контакті нелінійно зменшується, в подальшому її зміна із збільшенням швидкості кочення складає, в середньому 5% (рис.3). Таким чином встановлено, що ефективна в’язкість залежить від градієнту швидкості зсуву, а отже олива в контакті набуває властивостей неньютонівських рідин, що не враховується в розрахункових формулах ЕГД ТМ. Зокрема, товщина мастильного шару в початковий період формування мастильної плівки, незалежно від типу оливи, на 8 10 % перевищує товщину мастильної плівки, визначену за формулами Даусона та Хемрока. Розбіжність сформованої товщини мастильного шару, визначеної експериментально, та обчисленої за даними формулами складає до 3% що корелює з діапазоном розбіжностей при розрахунках (рис.4).

Рис.3. Залежність ефективної в’язкості ηеф від сумарної швидкості кочення VΣкоч

Рис.4. Залежність дійсної товщини мастильного  шару hд від сумарної швидкості кочення VΣкоч з проковзуванням (15%) при 20 ºС

При встановленні взаємозв’язку між несучою здатністю олив, їх реологічними і антифрикційними властивостями в умовах зміни контактних напруг σmax (251,5; 316,9; 362,7 МПа) було зафіксоване підвищення несучої здатності для мінеральних олив ТАД17і та SAE15w40 при σmax = 316,9МПа, що обумовлено сповільненням в зменшенні ефективної в’язкості ηеф в контакті при відновленні мастильними матеріалами ньютонівських властивостей. При збільшенні навантаження з 251,5 до 362,7МПа для SAE15w40 встановлена кореляційна залежність зміни ефективної в’язкості та напруги зсуву масляного шару τ (рис.5) – дані чинники збільшуються на 33%, для SAE10w40 ηеф зростає на 14%, а  τ – на 32%, що обумовлено різним типом структуризації компонентів мастильного матеріалу – якщо для мінеральної оливи характерна нематична природа ущільнення, яка і характеризується низьким значенням τ, то для напівсинтетичної оливи реалізується хаотичний механізм структуризації між ланцюговими поліметакрилатними молекулами присадки та деструкційними компонентами синтетичної фракції РАО–8, який призводить до створення „структурного каркасу”, що характеризується додатковим опором зсуву. При цьому слід зазначити, що різниця по в’язкості за атмосферних умов (в’язкість SAE15w40 в 1,3 рази перевищує η20 SAE10w40) зберігається і по ефективній в’язкості в контакті для досліджених олив, а напруга зсуву масляного шару ідентична (різниця – 12%).

 

Рис.5. Залежність Δηеф та Δτ. Від  контактної напруги  σmax для SAE15w40, SAE10w40

Рис.6. Залежність коефіцієнту тертя ƒ від оптичної товщини мастильного шару (σmax =251,5МПа)

Встановлено, що приріст товщини мастильного шару обумовлює зниження коефіцієнту тертя ƒ: для ТАД17і ƒ знижуються на 42%, SAE15w40 – на 35%, ЄМТ8 – на 19%, АКП – на 30% (рис.6). Для SAE10w40 ƒ зменшується на 25%, що обумовлено формуванням структурного каркасу між деструкційними компонентами РАО8 та в’язкісною присадкою поліметакрилатного типу при напрацюванні.

У четвертому розділі розглянута змащувальна здатність олив в точковому контакті при обмеженому мащенні. В умовах обмеженого мащення для всіх досліджених мастильних матеріалів встановлена аналогічна закономірність кінетики приросту товщини мастильного шару в умовах чистого кочення, що і при рясному мащенні, – по мірі зростання швидкості кочення прискорюється формування товщини мастильного шару в контакті, в його центральній зоні. Встановлена динаміка приросту товщини мастильної плівки обумовлює перехід від граничного до гідродинамічного режиму мащення.

В умовах обмеженого мащення були встановлені дві тенденції динаміки утворення початкової товщини мастильного шару в контакті – збільшення періоду початкового формування товщини мастильного шару, який забезпечує реалізацією граничного режиму мащення для мінеральних олив та прискорення формування мастильної плівки для олив, що містять синтетичні поліальфаолефіни. Зокрема, сумарна швидкість кочення, при якій зафіксовано утворення початкового розділяючого шару між контактними поверхнями, для олив TAД – 17і та SAE15w40 збільшується в 1,41 та 1,23 рази, а для олив SAE10w40, ЄМТ – 8 та АКП зменшується відповідно в 1,08 : 1,013 : 1,22 рази в порівнянні з умовами чистого кочення. Таким чином, для мінеральних олив, які містять неактивні вуглеводневі нафтові фракції, чинник „проковзування” збільшує імовірність реалізації напівсухого режиму мащення і за умов рясного мащення, за рахунок деструкції адсорбційних шарів фізичної природи під дією градієнту швидкості зсуву. Якщо в умовах рясного мащення для TAД – 17і та SAE15w40 початкова товщина мастильного шару встановлена при VΣк 0,0173м/с та 0,123м/с, то в умовах обмеженого мащення мастильна плівка формується тільки при VΣк 0,034 та 0,138 м/с відповідно. Однак, зростання градієнту швидкості при напрацюванні в умовах обмеженого мащення обумовлює активацію та поляризацію молекул оливи під дією твердої фази контактних поверхонь, концентрація активованих молекул постійно зростає при перших проходах кульки по диску (точковий контакт), не відбувається надходження нових порцій мастильного матеріалу, товщина плівки збільшується за рахунок підвищення адгезійних властивостей активованих компонентів мастильного середовища.

Для олив, що містять синтетичну фракцію РАО–8, в умовах обмеженого мащення чинник „проковзування” зменшує початковий період утворення мастильного шару, що знижує імовірність реалізації напівсухого режиму мащення.

Таким чином механізм встановленого явища наступний. Так як не існує за даних умов надходження нових порцій мастильного середовища в контакт, то концентрація активованих молекул поліальфаолефінів постійно зростає – по мірі підвищення швидкості кочення при перших проходах кульки по диску в зону контакту втягуються компоненти оливи, які вже початково були на доріжці тертя. За рахунок великих градієнтів швидкості зсуву γ, далі компоненти піддаються реструкції  та активації, надалі, по мірі наробітки, в зоні контакту вже постійно існує підвищена концентрація активованих молекул. Таким чином, оливи АКП, SAE10w40 та ЄМТ – 8, що містять РАО–8, формують початкову товщину масляного шару при нижчих швидкостях кочення, в порівнянні з умовою чистого кочення, за рахунок активаційної реструкції поліальфаолефінових молекул. Кореляція активації та формування мастильного шару в контакті наступна: градієнт швидкості зсуву для олив АКП, SAE10w40 та ЄМТ8 становить відповідно 2,174×105с-1; 9,86×104с-1 та 9,61×104с-1, а початкова швидкість формування мастильного шару зменшується в 1,22 : 1,08 та 1,013 рази.

Із наведених експериментальних досліджень щодо зміни ефективної в’язкості мастильних матеріалів випливає, що всі мастильні матеріали в початковий період формування мастильного шару характеризується надбанням неньютонівських властивостей в контакті, що не враховується ЕГД ТМ. Про неньютонівські характеристики олив свідчить залежність ефективної в’язкості олив від градієнту швидкості зсуву, який зростає по мірі збільшення сумарної швидкості кочення. Впродовж експерименту зниження ηеф для олив TAД–17і, SAE15w40, SAE10w40,  ЄМТ–8 та АКП становить 81%: 65%: 84%: 78% та 82%, при цьому градієнт швидкості зсуву зростає в 2,97: 1,8: 3,19: 2,33 та 2,89 рази (табл.1).

Слід зазначити, що підвищення антифрикційних властивостей, незалежно від фізико – хімічного складу оливи, обумовлено наступним механізмом. При зростанні швидкості кочення збільшується ефективність мащення, що проявляється в підвищенні товщини мастильного шару, при цьому ефективна в’язкість в контакті зменшується, що призводить і до зниження напруг зсуву мастильного шару та локалізації вектора напруг зсуву в товщині мастильного шару, де вплив твердої поверхні мінімальний. Внаслідок зниження τ в контакті, зменшується і ƒ. Так, для олив TAД–17і, SAE15w40, SAE10w40, ЄМТ–8 та АКП підвищення антифрикційних властивостей встановлено на 44%: 36%: 47%: 48% та 47% відповідно (табл.1).

Таблиця 1

Динаміка триботехнічних характеристик мастильних матеріалів при напрацюванні

Змінні

параметри

Досліджені мастильні матеріали

ТАД  17і

АКП

SAE15w40

SAE15w40

ЄМТ  8

Vст, м/с

0,54

3,18

0,96

1,9

1,7

Vпоч, м/с

0,034

0,354

0,138

0,155

0,150

ηеф.поч.,Па·с

17,5

1,21

3,5

3,11

3,20

ηеф. ст, Па·с

3,33

0,22

1,24

0,521

0,710

γпоч.×104с-1

2,22

21,7

8,82

9,86

9,61

γст.×104с-1

6,6

62,72

15,9

31,49

22,43

τпоч., МПа

0,389

0,263

0,309

0,307

0,307

τст., МПа

0,219

0,139

0,198

0,164

0,159

ƒпоч.

0,0023

0,00157

0,00184

0,00183

0,00183

ƒст.

0,0013

0,00083

0,00118

0,00097

0,00095

В діапазоні навантаження від 251,5 до 362,7МПа для всіх досліджуваних мастильних матеріалів, як і при рясному мащенні, встановлено підвищення ефективної в’язкості (ηеф) в контакті, що  також свідчить про структуризацію компонентів мастильного матеріалу під впливом контактної напруги (рис.7).

Таким чином, не існує суттєвих розбіжностей щодо впливу тиску на зростання ηеф для олив різного фракційного складу. Головна відмінність зазначених олив – початкове формування товщини мастильного шару, що забезпечує реалізацію граничного режиму мащення. Наприклад, олива        TAД–17і, яка за в’язкістю на 75% перевищує оливу АКП формує початкову товщину мастильного шару, в середньому, в 20 разів раніше, незалежно від навантаження, що підвищує надійність триботехнічної пари (рис.8).

Для моторних олив SAE15w40 (η20=0,121Па·с) та SAE10w40 (η20=0,095Па·с) при збільшенні σmax до 251,5МПа ηеф в контакті зростає, в середньому на 96,6%, однак встановлена інша закономірність зміни ηеф із тиском. Зокрема, ефективна в’язкість напівсинтетичної моторної оливи зростає на 43%, а мінеральної – на 27% при збільшенні контактного навантаження з 251,5 до 362,7МПа в умовах обмеженого мащення (рис. 8). Тоді припускаємо реалізацію наступного механізму в контакті. Оскільки моторні оливи містять понад 15% поліфункціональних присадок, з них біля 810% – це в’язкісна присадка поліметакрилатного типу, то з підвищенням контактного навантаження, як і в умовах рясного мащення, для напівсинтетичної моторної оливи проявляється синергічний ефект структуризації поліальфаолефінових молекул базової основи та високомолекулярних компонентів загущуючої присадки, що призводить до більшого зростання ефективної в’язкості, в порівнянні з мінеральною моторною оливою.

Рис.7. Залежність градієнта швидкості зсуву γ від контактної напруги σmax

Рис.8. Залежність реологічних η20 та ηеф та швидкісної V∑коч характеристик від контактної напруги σmax 

 

Для мінеральної оливи SAE15w40 базовою основою є олива І – 40, що містить понад 30% ароматичних вуглеводнів, які перешкоджають щільній структуризації високомолекулярних компонентів в’язкісної присадки. Утворені структуровані шари ретикулярного поліморфічного типу створюють додатковий опір зсуву. Дане припущення підтверджується встановленим збільшенням напруги зсуву мастильного шару (τ) – незалежно від фізико хімічного складу моторних олив τ зростає на 31%, однак при σmax 362,7МПа ηеф для SAE15w40 менше на 12%, а напруга зсуву мастильного шару аналогічна τ, встановленому для SAE10w40 (рис.9).

Рис.9. Залежність напруги зсуву мастильного шару τΣ від контактної напруги σmax

Рис.10. Залежність ефективної в′язкості ηеф від контактної напруги σmax

Отже, якщо для оливи SAE10w40 підвищення τ обумовлено інтенсифікацією структуризаційно – полімеризаційних процесів в контакті, то для оливи SAE15w40 напруга зсуву мастильного шару підвищується внаслідок утворення метастабільних адсорбційних шарів, що характеризуються додатковим опором зсуву.

При аналізі зміни градієнту швидкості зсуву в діапазоні досліджуваних навантажень встановлено збільшення даного параметру для оливи SAE15w40 відповідно на 6%, а для олив ТАД–17і, АКП, ЄМТ–8 і SAE10w40 –зменшення відповідно на 24%, 27%, 22% та 17% (рис.10).

У п'ятому розділі розглянута кінетика триботехнічних характеристик мастильних матеріалів в умовах підвищеної температури.

В умовах рясного мащення визначено, що підвищення температури мастильного матеріалу до 70ºС наступним чином впливає на триботехнічні характеристики контакту:

а) при σmax 251,5МПа початкове формування мастильної плівки, яка забезпечує реалізацію граничного режиму мащення, для олив ТАД–17і,  SAE15w40, SAE10w40, ЄМТ–8 та АКП, зростає по швидкості кочення відповідно на 50%; 6,6%; 29%; 10%; та 27% (рис.11);

б) при зростанні швидкості кочення для напівсинтетичних олив встановлена загальна тенденція щодо відновлення оптимального режиму мащення – уповільнення реалізації гідродинамічного режиму становить, в середньому 2%, що обумовлено активацією поліальфаолефінових фракцій; для мінеральних олив ТАД–17і та SAE15w40 реалізація гідродинамічного режиму мащення знижується на 12% та 31% по швидкості кочення (рис.12).

Рис.11. Залежність дійсної товщини мастильного шару hд від сумарної швидкості кочення VΣкочmax=251,5МПа)

Рис.12. Залежність режиму мащення λ від сумарної швидкості кочення VΣкочmax=251,5МПа)

При підвищенні σmax з 251,5 до 362,7 МПа при 700C швидкість початку формування мастильної плівки для олив ТАД-17і, АКП, SAE15w40, SAE10w40 і ЄМТ8 уповільнюється відповідно в 1,03 : 1,37 : 1,3: 1,01: 1,53 рази (рис.13). Але в даних умовах гідродинамічний режим реалізується швидше для олив ТАД 17і, SAE15w40, SAE10w40 і ЄМТ 8 відповідно в 1: 1,14 : 1,37: 1,12 рази, а для АКП реалізується швидше змішаний режим мащення з переважанням граничного в 1,02 рази (рис.14).

Рис.13. Залежність дійсної товщини мастильного шару hд від сумарної швидкості кочення VΣкоч  (σmax=362,7МПа)

Рис.14. Залежність режиму мащення λ від сумарної швидкості кочення VΣкочmax=362,7МПа)

В умовах обмеженого мащення збільшення температури з 20ºС до 70ºС призводить до прискорення початку формування товщини мастильної плівки в контакті для АКП і SAE10w40 на 25%, SAE15w40 – 18%, ЄМТ–8 – 3%, а для оливи ТАД–17і навпаки відбувається уповільнення на 16% (рис.15).

Підвищення контактної напруги σmax з 251,5 до 362,7МПа при температурі мастильних матеріалів 70ºС призводить до уповільнення формування мастильної плівки для олив: ТАД–17і, АКП, SAE15w40, SAE10w40 відповідно  в 1,41 : 1,15 : 1,27: 1,33, а для  ЄМТ – 8 прискорюється в 1,36 рази (рис.16).

Рис.15. Залежність дійсної товщини мастильного шару hд від сумарної  швидкості кочення VΣкоч  (σmax=251,5МПа)

Рис.16. Залежність дійсної товщини мастильного шару hд від сумарної  швидкості кочення VΣкочmax=362,7Мпа)

Аналіз експериментальних даних показав, що підвищення температури до 70ºС (σmax=251,5МПа) сприяло зниженню ефективної в’язкості мастильних матеріалів при початковому формуванні товщини мастильної плівки: на 50% для ТАД 17і; 12% ЄМТ 8; 30% для SAE15w40; 28% для SAE10w40, проте для оливи АКП з підвищенням температури встановлено збільшення ŋеф на 12% (рис.17). При підвищенні σmax з 251,5 до 362,7 МПа ефективна в'язкість для олив ТАД 17і, АКП, SAE15w40, SAE10w40 і ЄМТ 8 збільшується відповідно в 1,25 : 1,14 : 1,13: 1,36: 1,02 рази при 700C при початковому формуванні мастильної плівки (рис.18).

Рис.17. Залежність ефективної в’язкості ηеф від сумарної швидкості кочення VΣкоч  (σmax = 251,5 МПа)

Рис.18. Залежність ефективної в′язкості ηеф від контактної напруги σmax

За одержаними емпіричними даними створена математична модель оцінки ефективності мащення в точковому контакті на основі кореляційного зв’язку між триботехнічними властивостями мастильних матеріалів та експлуатаційними параметрами вузла тертя. Встановлено, що формування товщини мастильної плівки визначається, перш за все, реологічними характеристиками оливи – γ, τ та ηеф та зовнішніми факторами – температура Т,  навантаження N. При обробці експериментальних параметрів були одержані рівняння регресії, що характеризуються високою якістю апроксимації, згідно яких товщина мастильного шару залежить від наступних параметрів:

hд = ƒ (ηеф, τ, Т, N,) – за рівнянням регресії лінійної моделі –

Лінійна модель: hд =  – 27,174 + 1,5196·w + 4,3520 · t – 0,17721·r + 6,3680·q

hд = ƒ (ηеф·N; ηеф·T; ηеф·T·τ·γ) - за рівнянням регресії нелінійної моделі –

Нелінійна модель: hд = 40,85399 + 0,066966·w·q + 6,7332·w·r – 0,00026901·w·r·t·v

Аналіз рівня взаємозв’язку триботехнічних параметрів дає можливість визначити оптимальні режими експлуатації вузла тертя (рис. 19,20).

Рис.19. Залежність товщини мастильного шару від градієнта швидкості зсуву та напруги зсуву мастильного шару

Рис. 20. Залежність ефективної в’язкості від об’ємної температури оливи та навантаження в контакті

ВИСНОВКИ

1. Визначені основні чинники, які впливають на кінетику формування товщини мастильного шару в умовах чистого кочення: підвищення в’язкості мінеральних олив сприяє прискоренню адаптації масляної плівки в умовах рясного мащення та уповільнює початкове формування мастильного шару в умовах обмеженого мащення за рахунок збільшення часу релаксації оливи; наявність в оливах синтетичних поліальфаолефінів знижує ефективність мащення внаслідок низької адгезійної сили взаємодії між поверхневим шаром скла та РАО–8.

2. Встановлено, що зростання градієнту швидкості зсуву за наявності проковзування в контакті обумовлює реалізацію двох механізмів мащення в умовах низьких швидкостей кочення: збільшення періоду початкового формування товщини мастильного шару для мінеральних та напівсинтетичних олив в умовах обмеженого мащення за рахунок деструкції адсорбційних шарів фізичної природи, що призводить до домінування в контакті напівсухого режиму мащення; підвищення динаміки формування масляної плівки в умовах пуску при обмеженому мащенні за рахунок інтенсифікації полімеризаційних процесів компонентами синтетичної фракції олив.

3. Визначено, що домінуючий вплив на структуризацію граничних адсорбційних шарів загущуючими оливами створюють вуглеводневі компоненти базової основи: мінеральні оливи формують метастабільні ретикулярні шари поліморфічного типу, які характеризуються додатковим опором зсуву, що призводить до зростання градієнта швидкості зсуву при збільшенні навантаження; напівсинтетичні оливи характеризуються активацією деструкційно – полімеризаційних процесів, підвищення адгезійної та когезійної сил взаємодії компонентів оливи та контактних поверхонь обумовлює зростання напруг зсуву масляного шару, але тільки для оливи SAE10w40 встановлено зменшення градієнту швидкості зсуву при збільшенні контактного навантаження, що пов’язано із запізненням в відновленні ньютонівських властивостей мастильним матеріалом.

4. Зменшення в’язкості мастильного матеріалу, незалежно від умов мащення, призводить до підвищення швидкості початкового формування товщини мастильного шару в контакті за рахунок зниження резерву мастильного матеріалу на вході в контакт, за умов обмеженого мащення в 30% досліджуваних мастильних матеріалів встановлено збільшення сталої товщини мастильного шару (в порівнянні з умовами рясного мащення) як за рахунок підвищення концентрації активованих вуглеводневих компонентів, так і зниження імовірності повної релаксації оливи в контакті.

5. Встановлені загальні закономірності зміни реологічних характеристик мастильних матеріалів в контакті: залежність ефективної в’язкості від градієнту швидкості зсуву свідчить про надбання оливами неньютонівських властивостей при початковому формуванні товщини мастильного шару, що не враховується в теоретичних розрахунках ЕГД –плівки (експериментальні значення товщини мастильного шару в період пуску на 8–10% перевищують розрахункові); збільшення сумарної швидкості кочення призводить до зменшення ефективної в’язкості в контакті, в середньому, на 70–80%, та відновлення ньютонівських властивостей мастильними матеріалами; при обмеженому мащенні та в умовах підвищення температури встановлено зниження ефективної в’язкості в контакті для всіх типів мастильних матеріалів, окрім оливи АКП, що обумовлено інтенсифікацією деструкційних змін поліальфаолефінової фракції при найвищих градієнтах швидкості зсуву та утворенням структурного полімеризаційного каркасу.

6. Визначені механізми зміни антифрикційних властивостей мастильних матеріалів залежно від режимів мащення – при підвищенні навантаження в умовах рясного мащення зростання напруг зсуву призводить до кореляційного збільшення коефіцієнту тертя, для високов’язкістної оливи ТАД–17і встановлений антифрикційний пружньов’язкий ефект – коефіцієнт тертя не залежить від тиску при надбанні оливою в контакті неньютонівських властивостей; за умов обмеженого мащення встановлено зниження коефіцієнту тертя при сталому формуванні товщини мастильного шару оливами, які містять синтетичні поліальфаолефіни, внаслідок зниження напруг зсуву масляного шару, що обумовлено іншим типом структуризації граничних адсорбційних шарів та відсутністю значної об’ємно – смектичної хаотичної фази в контакті.

7. Кінетика зміни триботехнічних характеристик контакту в умовах підвищених температур характеризується наступними особливостями: зниження ефективності мащення та збільшення періоду реалізації в контакті напівсухого режиму мащення відбувається при зростанні навантаження та підвищенні температури оливи до 700С внаслідок розрідження мастильного матеріалу – ефективна в’язкість в контакті, незалежно від умов мащення, зменшується на 15–50% залежно від фракційного складу оливи (виняток – олива АКП, для якої встановлено зростання на 12% ефективної в’язкості, що обумовлено утворенням структурного полімеризаційного каркасу при найвищих градієнтах швидкості зсуву); при низьких контактних навантаженнях в умовах обмеженого мащення встановлено прискорення початку формування мастильного шару оливами, які не містять нафтові залишкові компоненти.

8. Визначено домінуючий вплив градієнту швидкості зсуву при збільшенні швидкості кочення в умовах підвищених температур на реалізацію режиму мащення в контакті – відновлення ефективності мащення при сталому формуванні товщини мастильного шару та реалізація в контакті гідродинамічного режиму прискорюється в 1,35 рази (обмежене мащення та уповільнюється на 2% (рясне мащення)) для олив, що містять синтетичні поліальфаолефіни, для мінеральних олив встановлено зниження ефективності мащення та уповільнення реалізації гідродинамічного режиму мащення на 12% (ТАД–17і) та 30–40% (SAE10w40), що обумовлено більшою залежністю в’язкості від температури.

9. Створена математична модель ЕГД – модель мащення точкового контакту, яка дає змогу моделювати розподіл товщини мастильного шару в центральній зоні контакту в широких швидкісних, температурних та навантажувальних діапазонах в залежності від реологічних властивостей мастильних матеріалів.

10. Результати досліджень прийняті до впровадження на ЗТМ „Аріан” та ТОВ ВК ФК Компанія «Лев» - офіційний дилер «Honda» в Києві та Київській області. 

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Дмитриченко М.Ф. Вплив навантаження на реологічні та антифрикційні властивості масел / М.Ф. Дмитриченко, Р.Г. Мнацаканов,      А.М. Савчук, О.О. Мікосянчик // Вісник Національного транспортного університету: В 2-х частинах: Ч.1. – К.: НТУ – 2006. – № 13. – С. 7 – 11.

2. Савчук А.М. Модернізована установка для дослідження товщини мастильного шару інтерференційним методом / А.М.Савчук, О.О. Мікосянчик // Проблеми тертя та зношування. – К.: Національний авіаційний університет. – 2006. – № 46. – С. 63 – 69.

3. Дмитриченко М.Ф. Зміна залежності товщини мастильного шару від швидкості кочення з проковзуванням у контакті тертя / М.Ф. Дмитриченко, Р.Г. Мнацаканов, А.М. Савчук, О.О. Мікосянчик // Машинознавство. – Л.: Національний університет «Львівська політехніка». – 2007. – № 7. – С. 41 – 43.

4. Дмитриченко М.Ф. Вплив швидкості кочення на реологічні характеристики мастильних матеріалів / М.Ф. Дмитриченко, Р.Г. Мнацаканов, А.М. Савчук, О.О. Мікосянчик // Управління проектами, системний аналіз і логістика: Науковий журнал. Вип. 4. – К.: НТУ, 2007. C. 5 7.

5. Дмитриченко М.Ф. Вплив температури на формування товщини масляного шару в умовах рясного мащення / М.Ф. Дмитриченко,                    Р.Г. Мнацаканов, А.М. Савчук // Вісник Національного транспортного університету. – 2007. – № 14. – С. 19– 24.

6. Дмитриченко М.Ф. Вплив контактної напруги на ефективність мащення / М.Ф. Дмитриченко, Р.Г. Мнацаканов, А.М. Савчук // Вісник Національного транспортного університету: В 2-х частинах: Ч.2. – К.: НТУ. 2008. – № 17. – С. 3 – 7.

7. Дмитриченко М.Ф. Вплив швидкості кочення на реологічні характеристики мастильних матеріалів в умовах обмеженого мащення /        М.Ф. Дмитриченко, Р.Г. Мнацаканов, А.М. Савчук // Проблеми трибології. – Х.: Харківський національний університет. – 2009. – № 2. – С. 13 – 15.

8. Дмитриченко М.Ф. Вплив компонентів мастильного матеріалу на формування товщини змащувального шару при коченні (умова чистого кочення) / М.Ф. Дмитриченко, Р.Г. Мнацаканов, А.М. Савчук, О.О. Мікосянчик // Машинознавство. – Л.: Національний університет «Львівська політехніка».– 2009. – № 9. – С. 31 – 33. 

Здобувачем визначений вплив параметру швидкості кочення на динаміку формування товщини мастильного шару при рясному мащенні

9. 62 науково-практична конференція науково-педагогічних працівників, аспірантів, студентів та структурних підрозділів  університету : зб. текстів виступів на наук.-практ. конф. / Міністерство освіти і науки України, Національний транспортний університет .– К.: НТУ, 2006. – С. 282.

10. 63 науково-практична конференція науково-педагогічних працівників, аспірантів, студентів та структурних підрозділів  університету : зб. текстів виступів на наук.-практ. конф. / Міністерство освіти і науки України, Національний транспортний університет.– К.: НТУ, 2007. – С. 439.

11. 64 науково-практична конференція науково-педагогічних працівників, аспірантів, студентів та структурних підрозділів  університету : зб. текстів виступів на наук.-практ. конф. / Міністерство освіти і науки України, Національний транспортний університет.– К.: НТУ, 2008. – С. 463.

12. 65 науково-практична конференція науково-педагогічних працівників, аспірантів, студентів та структурних підрозділів  університету : зб. текстів виступів на наук.-практ. конф. / Міністерство освіти і науки України, Національний транспортний університет.– К.: НТУ, 2009. – С. 440.

АНОТАЦІЯ

Савчук А. М. Кінетика зміни змащувальних властивостей трансмісійних і моторних мастильних матеріалів в умовах рясного та обмеженого мащення. –Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.04 – Тертя та зношування в машинах. – Національний транспортний університет, Київ, 2010.

Дисертація присвячена підвищенню надійності та довговічності неконформних вузлів тертя з точковою формою контакту за рахунок поліпшення їх триботехнічних характеристик на основі підбору фракційного складу мастильних матеріалів та встановлення динаміки формування товщини мастильного шару в умовах рясного та недостатнього мащення. При виконанні досліджень використовувався інтерференційний метод визначення товщини масляної плівки, який дозволяє одержати найфундаментальніше уявлення про умови мащення між пружними поверхнями. В роботі розглянуто вплив експлуатаційних чинників на динаміку формування товщини масляної плівки. Встановлені закономірності кінетики зміни реологічних характеристик олив різного експлуатаційного призначення. 

Запропонована математична модель для прогнозування надійності трибомеханічної системи на основі рівнянь регресії, які визначають динаміку формування товщини масляного шару в залежності від експлуатаційних та конструкційних факторів.

Ключові слова: точковий контакт; інтерференційний метод; триботехнічні параметри; реологічні, антифрикційні та протизношувальні властивості; товщина масляної плівки; математична модель.

АННОТАЦИЯ

Савчук А. М. Кинетика изменения смазочных свойств трансмиссионных и моторных смазочных материалов в условиях обильной и ограниченной смазки. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.04 – Трение и износ в машинах. – Национальный транспортный университет, Киев, 2010.

Диссертация посвящена повышению надежности и долговечности неконформных узлов трения с точечной формой контакта за счет улучшения их триботехнических характеристик на основе подбора фракционного состава смазочных материалов и установления динамики формирования толщины смазочного слоя в условиях обильной и недостаточной смазки. При выполнении исследований использовался интерференционный метод определения толщины масляной пленки, который позволяет получить самое фундаментальное представление об условиях смазки между упругими поверхностями. В работе рассмотрено влияние эксплуатационных факторов на динамику формирования толщины масляной пленки. Установлены закономерности кинетики изменения реологических характеристик масел разного эксплуатационного назначения.

При анализе смазочного действия масел разного состава установлено, что кинетика формирования толщины смазочного слоя в период пуска зависит от скорости качения – при росте скорости качения, происходит повышение толщины смазочного слоя в центральной зоне контакта, что обусловливает переход от граничного к гидродинамическому режиму смазки. Анализ эффективности смазки рассмотренных смазочных материалов позволяет утверждать, что при выборе масла для узла трения в условиях качения с проскальзиваниям, необходимо базироваться на выборе масла за кинематической вязкостью и физико – химическим составом смазочного материала. Использование остаточных компонентов базовых основ нефтяных фракций и загустителей базовых минеральных и синтетических масел в’язкостными присадками полиметакрилатного типа повысит надежность узла трения за счет способности формировать данными компонентами смазочный разделяющий слой, стойкий к градиенту скорости сдвига в контакте. За результатами исследований установлено общую закономерность относительно изменения эффективной вязкости в контакте масел разного эксплуатационного назначения – в начальный период формирования толщины смазочного слоя (при пуске) эффективная вязкость в контакте нелинейно уменьшается, в дальнейшем ее изменение с увеличением скорости качения составляет, в среднем, 5%, а это значит, что эффективная вязкость зависит от градиента скорости сдвига, следовательно масло в контакте обладает свойствами неньютоновских жидкостей, что не учитывается в расчетных формулах эластогидродинамической теории смазки.

Согласно исследованим было установлено, что с увеличением скорости качения интенсифицируется формирование толщины смазочного слоя в контакте, в результате чего обеспечивается локализация касательных напряжений сдвига в объемной фазе смазочного материала и повышаются антифрикционные свойства.

Создана математическая модель для прогнозирования надежности трибомеханической системы на основе уравнений регрессии, которые определяют динамику формирования толщины масляного слоя в зависимости от эксплуатационных (нагрузка, скорость, температура) и конструкционных (состав масла, наличие присадок и добавок) факторов.

Ключевые слова: точечный контакт; интерференционный метод; триботехнические параметры; реологические, антифрикционные и противоизносные свойства; эффективная вязкость; неньютоновская жидкость; толщина масляной пленки; математическая модель.

ANNOTATION

Savchuk A. M. Kinetika changes of lubricating properties of transmission and agile lubricating materials in the conditions of the abundant and limited painting – Manuscript.

Scientific dissertation on the candidate of the technical science in speciality 05.02.04. – Friction and wear in machines. – National Transport University, Kуiv, 2010.

The dissertation is devoted the increase of reliability and longevity of non – conformal knots of friction with the point form of contact due to the improvement of them tribotechnical descriptions on the basis of selection of factious composition of lubricating materials and establishment of dynamics of forming of thickness of lubricating layer in fully flooded and starved conditions. For implementation of researches the interference method of determination of thickness of oily tape was used, which allows to get the fundamental presentation of terms of painting between resilient surfaces. In work influence of operating factors is considered on the dynamics of forming of thickness of oily tape. Set conformities to law of kinetics of change of reological descriptions of olils of the different operating setting.

The mathematical model is offered in this work and gives an opportunity to predict the reliability of tribomechanical system on the principle of regression equation, which determines the dynamic of forming of thickness of oily layer depending on operating and construction factors.

Key words: point contact; interference method; tribotechnical parameters; reological antifrictional and anti-worn properties; thickness of oily tape; mathematical model.


Підписано до друку 30.08.2010.

Формат 60х84 1/16. Папір офсетний № 1.

Гарнітура Times New Roman.

Наклад 100. Зам. 1868.

Редакційно–видавничий відділ НТУ

01010, Україна, м. Київ, вул. Кіквідзе, 39, т. +(38 044) 284 2626


EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED MSGraph.Chart.8 \s

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED MSGraph.Chart.8 \s

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED MSGraph.Chart.8 \s

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED MSGraph.Chart.8 \s

EMBED MSGraph.Chart.8 \s

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

29793. Классификация телефонных аппаратов и их схем. Мостовая противоместная схема 229 KB
  Тактикотехнические характеристики Аппаратура Азур–1 является двухпроводной двухполосной системой передачи с ЧРК обеспечивающей получение одного канала ТЧ в диапазоне частот 43 – 117 кГц. В режиме А в линию передается нижняя полоса частот линейного спектра 43 – 74 кГц а принимается верхняя полоса частот линейного спектра 86 – 117 кГц. В режиме Б в линию передается верхняя полоса частот линейного спектра а принимается нижняя. Наименование характеристики Значение Диапазон передаваемых частот кГц 412 Уровень передачи канала на выходе...
29794. Классификация полевых телефонных аппаратов. Назначение и ТТХ телефонного аппарата ТА-57. Варианты включения ТА-57 в линию 122 KB
  Общая структурная схема оконечной аппаратуры Тракт передачи На входе тракта передачи установлен электронный ключ Кл1 обеспечивающий подключение к тракту тока частоты 21 кГц при получении соответствующего сигнала. Он при помощи тока несущей частоты 136 кГц осуществляет перенос спектра тональной частоты 03 34 кГц в спектр 1363 1394 кГц. выделяющий полосу частот 1363 1394 кГц. В зависимости от режима работы станции А или Б с помощью токов несущих частот 132 кГц или 148 кГц соответственно осуществляется формирование линейного...
29795. Цепи посылки и приема вызова в режимах МБ и ЦБ в ТА-57 по принципиальной схеме. 886.5 KB
  Цепи посылки и приема вызова в режимах МБ и ЦБ в ТА57 по принципиальной схеме. Прием вызова Прием вызова производится на звонок НА который как при работе в системе МБ так и при работе в системе ЦБ постоянно включен в линию по следующей цепи: Рис. Цепь посылки вызова на РТС ЦБ. Источник индукторного вызова провод линии клемма Л1 вывод индуктора GJ в шунтирующий контакт индуктора GJ ШК21 вывод индуктора GJ обмотка звонка НА конденсатор С11 клемма Л2 провод линии в источник индукторного вызова.
29796. Цепи передачи и приема разговора в ТА-57 по принципиальной схеме 47.5 KB
  Назначение и состав полевой кабельной линии ПКЛ296 303. В первом случае сигналы разговорных частот поступают с линии на телефон BF аппарата по следующей цепи: Источник электрического сигнала провод а линии клемма Л1 вывод индуктора GJ в шунтирующий контакт индуктора GJ ШК21 вывод индуктора GJ контакты 21 переключателя S2 конденсатор С10 контакты 89 переключателя S4 обмотка П1 трансформатора Т2 телефон BF клемма Л2 провод в линии источник электрического сигнала. Провод в линии подключается в цепь базы транзистора VT3: Клемма...
29797. Цепь дистанционного управления радиостанцией в ТА-57 по структурной схеме 230.5 KB
  При нажатии разговорного клапана S1 его контактами 34 создается цепь срабатывания реле К радиостанции: Плюс батареи GB радиостанции обмотка реле К провод а линии клемма Л1 вывод индуктора GJ а контакты 21 переключателя S2 обмотка дросселя L2 контакты 12 переключателя S3 контакты 34 переключателя S1 клемма Л2 провод в линии минус батареи GB радиостанции. В зависимости от назначения канал ТЧ может быть установлен в один из следующих режимов: двухпроводный оконечный с уровнями 0 дБ О Нп на входе и минус 70 дБ минус...
29798. Структурная схема системы передачи дискретных сообщений (СПДС) 1.14 MB
  Структурная схема системы передачи дискретных сообщений СПДС. Структурная схема системы передачи дискретных сообщений. Системой передачи дискретных сообщений СПДС называют совокупность оконечной аппаратуры передачи дискретных сообщений и каналов связи предназначенной для передачи сообщений от отправителя сообщений к получателю сообщений с заданной достоверностью надежностью и временем доставки. Рассмотрим основные особенности процесса передачи сообщений при телеграфной связи и передаче Данных а также их преобразования.
29799. Назначение и ТТХ телеграфного аппарата СТА-2М. Принцип работы СТА-2М. Состав и назначение элементов СТА-2М по принципиальной схеме 106 KB
  Назначение и ТТХ телеграфного аппарата СТА2М. Дальность действия аппарата определяется качеством используемых телеграфных каналов. Наращивание дальности связи допустимо до тех пор пока искажения телеграфных сигналов не превышают исправляющей способности аппарата. Эксплуатационная пропускная способность аппарата слов час: при ручной работе.
29800. Подключение СТА-2М к аппаратному щитку по принципиальной схеме 250.5 KB
  К вызывным устройствам относятся приемник индукторного вызова ПИВ генератор тонального вызова ГТВ приемник тонального вызова ПТВ и генератор индукторного вызова ГИВ. Вызывной сигнал от коммутатора пройдя схему низкочастотной коммутации поступает на приемник индукторного вызова ПИВ. Приемник индукторного вызова обеспечивает преобразование переменного тока индукторного вызова 15 50 Гц в постоянный ток необходимый для срабатывания реле Р1. Реле Р1 подключает в тракт передачи генератор тонального вызова ГТВ.
29801. Сеть телефонной связи (структурная схема). Основные определения 151 KB
  Сеть телефонной связи структурная схема. Общая характеристика и боевое применение сигнальных средств связи. Основы построения коммутационных систем Общие положения Сеть телефонной связи телефонная сеть представляет собой комплекс технических средств обеспечивающих обмен информацией между источниками информации и ее потребителями. В общем случае сеть телефонной связи содержит оконечные устройства коммутационные центры КЦ и линии каналы связи соединяющие оконечные устройства с коммутационными центрами и коммутационные центры между...