|
I. L. Skrypnyk
IMPROVEMENT OF CHARACTERISTICS OF A NODE WHEN USING FRICTION
MODIFIED LUBRICANTS
Keywords:
wear, damage, lubrication, friction, dropping temperature, viscosity, CNT, PCS,
fire fighting equipment.
Abstract:
The article deals with the causes of accidents related to the wear of friction units.
The analysis of the properties of deposited plastic lubricants with carbon nanotubes (CNTS) and the
influence of an alternating frequency-modulated signal (PCHMS) on the drop-drop temperature is
carried out.
В некоторых технологических процессах: мукомольное, деревообрабатываю-
щее, чесальное, картонно-бумажное, текстильное и других отраслях, причинами воз-
никновения пожара является износ узлов трения, т.е. уменьшение надежностных ха-
рактеристик [1].
Анализ причин, связанных с этими авариями показал, что они могут возникать
в следствии [2]: трения, конвейерной ленты подъемников, при заклинивании ролика
на ленте; нагрева транспортной ленты от проскальзования; трения о заторможенный
барабан; перегрева подшипников; пробуксовки транспортных лент и приводных рем-
ней из-за слабого натяжения лент ремней; отсутствие смазочной жидкости; перекоса
оси барабана; перегрузки транспортера; завала транспортной ленты упавшими с лен-
ты предметами и др.
Поэтому надо свести к минимуму последствия процесса трения. Причиной пе-
регрева элементов узла трения является их перегрузка, механические повреждения,
нарушение свойств пластичной смазки или ее отсутствие [3].
При вытекание смазки меняются режимы трения оборудования: сначала они
имеют полусухое, а в дальнейшем сухое состояние, что приводит в повышению ко-
эффициента трения. Особенно резкое повышение температуры происходит в случае
попадание грязи в подшипники, что может привести к образованию задиров [4].
При нагревании свойства смазки меняются и она разжижается, что приводит к
ее вытеканию. Пластичные смазки должны хорошо держаться даже на наклонных по-
верхностях и не сползать под действием сил тяготения [5]. Во избежание этого, ре-
жим работы подшипников задают таким, что бы его рабочая температура была на
20+30°С ниже температуры каплепадения смазки.
Температура каплепадения является одним из важных показателей свойств
смазки, характеризующий еѐ работоспособность и возможность функционирования в
узлах, подверженных воздействию высоких температур. Исследования показывают,
что смазки часто могут быть вполне работоспособны и при более высоких температу-
рах. Однако температура каплепадения является наглядным показателем целостности
структуры смазки и верхнего температурного предела эффективного обслуживания
узлов агрегата.
Поэтому необходимо провести анализ свойств пластичных смазочных материа-
лов, которые представляют из себя загуститель, масло и добавки, улучшающие экс-
НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ
________________________________________________________________________________
438
плуатационные свойства масла. Также на их свойства влияет добавление в них
наполнителей в виде углеродных нанотрубок (УНТ), которые уменьшают износ и
увеличивают их срок службы [6].
УНТ имеют высокие физико-механические свойства, их присутствие в зоне
трения сокращает возможность контактирования трущихся поверхностей [7]. Они
принимают на себя основную нагрузку. Цилиндрическая же форма УНТ повышает
несущую способность клина смазочно-охлаждающих жидкостей в зоне резания. Экс-
периментальными опытами ученых из Китая было доказано, что для нанотрубок ха-
рактерна супергладкость, то есть почти полное отсутствие всех вариантов трения.
Были проведены исследования по нагреву смазочного материала (вазелина ме-
дицинского, пушечной смазки, солидола синтетического) и контроля температуры
падения первой капли при переходе его в жидкое состояние.
Для модификации термопластичных смазочных материалов использовались
УНТ. Необходимо, чтобы они равномерно распределились по всему объему, а их раз-
мер стремился к 10 нм. Для достижения подобного эффекта, во время депонирования
смазочные материалы подвергались термическому и ультразвуковому воздействию в
ультразвуковой пушке или ванне в течении двух часов [8]. Это приводит к повыше-
нию ее качественных характеристик.
Также смазочные материалы исследовались с использованием электрофизиче-
ского метода на основе воздействия переменного частотно-модулированного сигнала
(ПЧМС) с УНТ и без них, в течении 15 минут [9]. С помощью специальной установки
определяли свойства модифицированных смазочных материалов - показания темпе-
ратуры каплепадения для исследуемых веществ.
В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
5.
Депонирование в смазочный материал УНТ увеличивает температуру капле-
падения. Дальнейшее воздействие на него ПЧМС ведет к повышению данной харак-
теристики, означающей большее время сохранения смазочным материалом своих
свойств в узле трения.
6.
Температура каплепадения непосредственно связана с другой характеристи-
кой смазочных масел – вязкостью, характеризующей силу сопротивления масляной
пленки разрыву. Поэтому под конкретный тип пожарного автомобиля подбирается
свой смазочный материал [10].
7.
Депонирование УНТ в смазочный материал приводит к более интенсивному
ее нагреву, вследствие того, что теплопроводность углеродных наноструктур выше,
чем у исходного материала. Это свойство позволяет выводить узлы трения на требуе-
мый, нормальный режим работы за меньший промежуток времени.
8.
Особенно актуальное значение повышение скорости нагрева модифициро-
ванного смазочного материала УНТ имеет в системах жизнеобеспечения, для повы-
шения живучести электрооборудования в условиях аварии и неисправности [11,12].
9.
Дальнейшее исследование модифицированных смазочных материалов УНТ
и воздействием на них ПЧМС целесообразно проводить по следующим направлениям
[13]: разработка базы данных рамановских спектров наиболее используемых узлов,
блоков, применяемых в изделиях пожарной техники; разработка экспресс-методики
оценки аварийных ситуаций узлов трения (экспертных мероприятий) в результате
сравнения рамановских спектров аварийных блоков с базой данных изделий, функци-
онирующих в нормальных условиях эксплуатации; разработка рекомендаций по при-
менению модифицированных смазочных материалов в изделиях пожарной техники и
Do'stlaringiz bilan baham: |
