Самоорганизация присадок в граничном смазочном слое трибосопряжений машин

• Автор: Березина, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 461 с. : ил.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Граничный смазочный слой

1.1.1. Особенности граничного смазочного процесса

1.1.2. Условия образования граничного смазочного слоя при ограниченном доступе СМ

1.1.3. Надмолекулярная самоорганизация в смазочном слое

1.2. Трибоактивные присадки к СМ

1.2.1. Классификация

1.2.2. Поверхностно-активные вещества

1.2.3. Химически активные присадки

1.2.4. Присадки твердых порошков

1.2.5. Мезогенные соединения в качестве трибоактивных присадок45
1.3. Выводы по результатам аналитического обзора, постановка цели и задач исследования
1.3.1. Выводы по аналитическому обзору
1.3.2. Формулирование цели и постановка задач исследования
2. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Материалы пар трения
2.2. Твердосмазочные порошкообразные присадки
2.3. Пластичные и масляные смазочные материалы
2.4. Поверхностно-активные вещества
2.5. Низкомолекулярные органические соединения
2.7. Производные фталоцианина и его металлокомплексов

3. ПРОЦЕСС ФОРМИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИ АДСОРБИРОВАННОГО ГРАНИЧНОГО СМАЗОЧНОГО ПОЛИМОЛЕКУЛЯРНОГО СЛОЯ
3.1. Описание процесса образования граничного смазочного слоя в межповерхностной капиллярной системе
3.2. Описание кинетики формирования микрокапиллярного граничного смазочного слоя при трении скольжения
3.2. Модель образования структурированного граничного смазочного слоя
4. МЕТОДИКИ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ
4.1. Машина трения СМЦ
4.2. Стенд для испытаний СОТС при резании
4.3. Трибометр ТАУ
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРИСАДОК ПРИ ТРЕНИИ СКОЛЬЖЕНИЯ
5.1. Триботехнические свойства бинарных и тройных водных систем
Гц- соединение-вода и Гц-соединение-ПАВ-вода
5.2. Триботехнические свойства масляных суспензий с присадками производных фталоцианина
5.2.1. Испытания на трибометре ТАУ
5.2.2. Исследование трибологических свойств СМ на машине трения СМЦ
5.3. Трибологические свойства ПСМ с порошкообразными присадками гетероциклической природы
5.3.1. Исследование на трибометре ТАУ
6.3.2. Исследование на машине трения СМЦ
6. ИСПЫТАНИЯ МЕЗОГЕННЫХ ПРИСАДОК ПРИ СВЕРЛЕНИИ И НАРЕЗАНИИ РЕЗЬБЫ МЕТЧИКАМИ

6.1. Сверление в среде водных систем, содержащих производные
фталоцианина
6.2. Влияние состава СОТС, содержащих производные фталоцианина, на
процесс стружкообразования
6.3. Сверление с применением масляных суспензий
6.3.1. Ультразвуковое диспергирование присадок
6.3.2. Влияние режимов обработки на смазочную эффективность масляных суспензий при сверлении
6.4. Определение работы резания при сверлении в среде ПСМ
6.4.1. Сверление углеродистой стали
6.4.2. Сверление нержавеющей стали
6.4.3. Сопоставление результатов по влиянию гетероциклических присадок к ПСМ в процессах трения и сверления
6.4.4. Интенсивность изнашивания инструмента при сверлении с использованием водных составов исследуемых Гц-присадок172
6.4.5. Стойкость режущего инструмента при использовании масляных композиций с гетероциклическими присадками
6.4.6. Стойкость режущего инструмента при использовании ПСМ с
гетероциклическими присадками
6.5. Влияние присадок к СОТС на операции резьбонарезания
6.5.1. Особенности процесса нарезания резьбы метчиками
6.5.2. Работы резания при резьбонарезании с использованием водных СОТС
6.5.3. Стойкость метчиков
6.5.4. Влияние режимов обработки на трибологическую эффективность масляных суспензий при резьбонарезании
6.5.5. Применение ПСМ с присадками при резьбонарезании
6.6. Влияние смазочной среды на температуру резания

Известны трибологические исследования пар трения с твердыми смазочными покрытиями, производимыми в вакууме [113]. Эффект снижения коэффициента трения был получен при использовании в качестве твердого смазочного покрытия композиций с фталоцианинами никеля и олова. Известно, что фталоцианиновая пленка очень стойкая при повышенных температурах и обладает малым коэффициентом трения.
Можно обобщить, что использование в смазочных композициях в качестве присадок мезогенов обусловлено полифункциональностью их действия - компромиссным сочетанием антифрикционных, противоизносных, противозадирных свойств, а также высокой чувствительностью и скоростью отклика при изменении условий трения. Проявления эффективных смазочных свойств относится к температурному диапазону существования ЖК- фазы, в котором они образуют надмолекулярные структуры с низким сопротивлением сдвигу [42, 307]. При контакте с металлической поверхностью в силу своего уровня адсорбционных свойств мезогены формируют надмолекулярные граничные слои различной структурной организации [43,335].
Исходя из установленных закономерностей трения металлических пар в смазочных средах с компонентом холестерического ЖК, последние рассматриваются как присадки, обеспечивающие за счет нивелировки микрорельефа и формирования на контактирующих поверхностях ЖК- слоев с низким сопротивлением сдвига и высоким сопротивлением сжатию [42].
Свойство мезогенов в мезофазе обладать более высокой смазочной способностью, чем в других фазовых состояниях, наблюдается как в гомогенных, так и в гетерогенных парах трения для металлов, а также полимеров, стекол, хрящей [148]. Уникальные смазочные свойства жидких кристаллов использованы при создании смазывающих веществ, в частности, для часовых механизмов [97]. Отмечается, что нематические жидкие кристаллы для этих целей предпочтительнее смектических. Исследования 80-90-х