Повышение износостойкости металлических пар в синтетических смазочных материалах трибомодификацией поверхностей трения

• Автор: Соболь, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
Цель исследования
Задачи исследования
Методы исследования
Научная новизна
Практическая ценность
Апробация работы
1. СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ
СРОКА СЛУЖБЫ ТРИБОСОПРЯЖЕНИЙ НА ОСНОВЕ ДОСТИЖЕНИЙ ТРИБОТЕХНИКИ
1.1. Металлсодержащие смазочные материалы
1.2. Использование финишной безабразивной обработки
для повышения износостойкости подвижных сопряжений
1.3. Безразборное восстановление технических
характеристик машин и оборудования
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТРЕНИЯ И ИЗНАШИВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПАР В СИНТЕТИЧЕСКИХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ
2.1. Выбор схемы и установки для лабораторных испытаний
2.2. Выбор материалов и смазочных сред для исследования триботехнических характеристик подвижных сопряжений
2.3. Обоснование выбора режимных параметров
испытаний подвижных сопряжений
2.4. Последовательность подготовки и проведения экспериментальных исследований на машине СМЦ
2.5. Методика исследования контактной выносливости
тел качения в синтетических смазочных материалах
2.6. Методы изучения защитных металлсодержащих
пленок на поверхностях трения

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССОВ ТРЕНИЯ И ИЗНАШИВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПАР В СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ
3.1. Влияние удельной нагрузки на процессы трения и
изнашивания металлических пар
3.2. Изменение коэффициента трения и интенсивности изнашивания подвижных сопряжений от скорости скольжения
3.3. Изменение триботехнических характеристик пары колодка-ролик от вязкости смазочного материала
3.4. Влияние твердости образцов на
триботехнические характеристики пары колодка-ролик
3.5. Исследование контактной выносливости тел качения
в синтетических смазочных материалах
4. ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТРИАДЫ ТРЕНИЯ
В СИНТЕТИЧЕСКИХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ
4.1. Влияние смазочного материала на изменение
микрогеометрии поверхностного слоя подвижных сопряжений
4.2. Рентгеноспектральные исследования зоны трения образцов, изношенных в синтетических
смазочных материалах
4.3. Послойные Оже-спектральные исследования поверхностей трения образцов, работавших
в смазочных материалах
4.4. Исследование элементного состава, толщины и строения защитных пленок методом рентгено-электронной спектроскопии
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
1. Практические рекомендации по повышению износостойкости трибосопряжений, работающих
в синтетических смазочных материалах
2. Акты о передаче научно-технической разработки
ВВЕДЕНИЕ
Проблема повышения срока службы трибосопряжений машин и оборудования имеет большое значение, так как наряду с расходами на ремонт и техническое обслуживание, возрастает потребность в конструкционных и смазочных материалах на восстановление подвижных сопряжений и обеспечение их работоспособности.
Повышенный износ подвижных сопряжений нарушает герметичность рабочего пространства, нормальный режим смазки, приводит к потере кинематической точности механизмов и, как следствие, повышенной вибрации машин и ударам в трибосопряжениях.
Увеличение срока службы машин и оборудования обеспечивается созданием современных конструкций, применением новых материалов, химикотермической обработкой деталей, нанесением защитных покрытий и т.д. Большое значение в деле повышения износостойкости имеет использование новых триботехнологий, металлсодержащих смазочных материалов, разработанных на основе достижения триботехники.
Большой вклад в изучение проблем трения и изнашивания трибосопряжений и разработку методов повышения износостойкости машин и оборудования внесли отечественные ученые Буше H.A., Гаркунов Д.Н., Горячева И.Г., Дроздов Ю.Н., Колесников В.И., Крагельский И.В., Матвеевский P.M., Михин Н.М., Семенов А.П., Сорокин Г.М., Хрущев М.М., Чичинадзе A.B. и др.
Контактное взаимодействие трибосопряжений оказывает влияние на состояние пластически деформированного поверхностного слоя, вызывая структурные изменения. В условиях физико-химического взаимодействия смазочного материала с поверхностью металла при трении одним из направлений повышения износостойкости подвижных сопряжений является трибо-модификация поверхностей трения защитными металлсодержащими пленками.

печить низкие триботехнические характеристики подвижных сопряжений, как это следует из анализа технической литературы [66].
На основании методических исследований металлсодержащих смазочных композиций, были приняты следующие составы: соединения алюминия, меди и олова растворялись в монобутиловом эфире этиленгликоля, а затем добавлялось касторовое масло. Предварительные исследования показали, что приготовленные металлсодержащие смазочные композиции хорошо растворяются в синтетических смазочных материалах, а их оптимальная концентрация составляет 1--2% от объема масла.
С целью оценки влияния вязкости смазочного материала на трение и изнашивание пары колодка-ролик в условиях трибомодификации и формирования металлсодержащих пленок на поверхностях трения подвижных сопряжений нами взяты вакуумные масла марки ВМ-1, 3, 4, 5, в состав которых входят в основном узкие нафтенопарафиновые фракции. Вакуумные масла практически не содержат ароматических углеводородов, но различаются по динамической вязкости в диапазоне 0,01-0,07 Н-с/м2.
В качестве материала для изготовления колодки и ролика была принята сталь 40ХН, как наиболее распространенный конструкционный материал, который широко применяется в подвижных сопряжениях. Образцы подвергали термообработке, предложенной в работах [20, 42] (закалка и низкий отпуск) с конечной твердостью 47-50 НЯС (рисунок 2.3).
2.3 Обоснование выбора режимных параметров испытаний подвижных сопряжений
Разнообразие видов изнашивания и условий их возникновения и развития определяется факторами механических воздействий на поверхности трения. К основным факторам, определяющим характер и скорость протекания физико-химических процессов при внешнем трении, относятся сочетание и свойства трущихся поверхностей, величина приложенной нагрузки, скорость взаимного перемещения и производная от них температура.