Совершенствование метода расчета подшипников жидкостного трения учетом межфазных взаимодействий смазочных и конструкционных материалов

• Автор: Мухортов, Игорь Васильевич
• Шифр специальности: 05.02.02, 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 163 с. : ил.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Данные об изменении вязкости жидкостей при контакте с поверхностями твердых тел.

1.2 Данные о влиянии на вязкость жидкости контакта с поверхностями твердых тел в реологии дисперсных систем
1.3 Теории и механизмы полимолекулярной адсорбции жидкостей на поверхности твердых тел

1.4 Экспериментальные исследования связи состава моторных масел

с трибофизическими свойствами

1.5 Программное обеспечение для расчта подшипников скольжения

1.6 Выводы по главе 1 и постановка задачи исследования

2.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СЛОЯ

СМАЗОЧНОГО МАСЛА С АНОМАЛЬНОЙ ВЯЗКОСТЬЮ ГРАНИЧНОГО СЛОЯ.

2.1 Выбор и обоснование метода измерения

2.2.Методика измерений
2.3 Выбор марок моторных масел для измерения параметров адсорбционного граничного слоя.
2.4.Методика измерений
2.5 Результаты измерений
2.6.0бсуждение результатов и выводы.
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВЯЗИ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ С ПАРАМЕТРАМИ АДСОРБЦИОННОГО ГРАНИЧНОГО СЛОЯ.
3.1 Ожидаемое влияние параметров граничного слоя на измеряемые параметры процесса трения скольжения.
3.2 Определение режима трения и условий проведения испытаний
3.3 Связь зависимостей от температуры коэффициента трения и эффективной толщины адсорбционного слоя
3.4 Связь трибологических характеристик узла трения с измеренными параметрами адсорбционного слоя моторных масел
3.5 Выводы по главе 3.
4 МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ГРАНИЧНЫХ СЛОЕВ И РЕОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ВЯЗКОСТИ ТОНКИХ СЛОЕВ СМАЗОЧНОГО МАСЛА
4.1 .Закономерности адсорбции компонентов смазочных материалов
на металлических поверхностях.
4.2 Механические свойства поли молекулярных адсорбционных слоев
4.3 Выводы по главе
5 ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА СМАЗКИ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ
5.1 Уравнение движения центра шипа.
5.2 Уравнения для определения поля гидродинамических давлений
5.3 Обобщенное уравнение Рейнольдса для гидродинамических давлений в смазочном слое неньютоновской жидкости
5.4 Обобщенное уравнение Рейнольдса для радиального подшипника .
5.5 Определение вязкости смазки с учетом высоковязкого граничного слоя.
5.6 Тепловое состояние подшипника.
5.7 Интегральные гидромеханические характеристики.
5.8 Алгоритм расчта гидромеханических характеристик подшипников скольжения.
5.9 Результаты расчта гидромеханических характеристик подшипников коленчатого вала
5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


На основании этого, а также оптической анизотропии, наибольшее распространение, в особенности в отечественной литературе, получила жидкокристаллическая модель граничного слоя. В качестве подтверждения однородности граничного слоя обычно приводятся результаты измерения зависимости вязкости от расстояния до поверхности методом сдувания , , свидетельствующие о наличии отчетливой границы между граничным слоем и жидкостью в обычном объемном состоянии. Вместе с тем, относительно плоский профиль клина жидкости в пределах граничного слоя, свидетельствующий о постоянной вязкости, характерен лишь для некоторых однокомпонентных жидких сред. В общем случае зависимость вязкости от расстояния до границы с твердой поверхностью имеет сложный вид от монотонного убывания до наличия максимума на некотором расстоянии от границы. Последнее наиболее отчетливо наблюдалось , для олигомерных полиметилсилоксанов. Ориентация адсорбированного на металлической подложке мономолекулярного слоя олигомера параллельно поверхности подложки приводит, по данным, приведенным в , к значительному снижению вязкости жидкости в слое З. Приведенные в данные свидетельствуют об ослаблении межмолекулярных взаимодействий на границе жидкой фазы с адсорбированным мономолекулярным слоем по сравнению с межмолекулярным взаимодействием в жидкой фазе, что естественно для олигомеров с молекулярной массой 0. Результатом образования на поверхности металла мономолекулярного адсорбционного слоя, ориентированного параллельно поверхности, является значительное снижение средней величины момента, передаваемого при столкновениях адсорбированных молекул и молекул жидкости по сравнению со средней величиной момента, передаваемого при межмолекулярных взаимодействиях в свободной жидкости, имеющего значительную составляющую момента вращения. Кроме того, в результате фиксированной ориентации адсорбированных молекул и отсутствия ориентации молекул жидкости, происходит ослабление дипольдипольных взаимодействий между ними, Оба фактора приводят к увеличению поверхностного натяжения на границе твердой и жидкой фаз и проскальзыванию жидкости. Например, для пальмитинобутилового эфира на металлической поверхности, предварительно обработанной а,уалкилдикарбоновой кислотой . Адсорбция молекул а,суалкилдикарбоновой кислоты параллельно поверхности приводит как к резкому снижению поверхностной энергии металла, так и к снижению величин моментов, передаваемых при столкновении молекул жидкости с этими молекулами по сравнению со столкновениями с адсорбированными молекулами пальмитинобутилового эфира, произвольно ориентированными на поверхности. Исследования Б. В.Дерягина, и его последователей носили общий физикохимический характер, вследствие чего смазочные материалы рассматривались в них лишь эпизодически, наряду с другими жидкостями, без связи измеряемых параметров с трибологическими характеристиками. Вследствие этого, полученные результаты практически не оказали влияния на развитие трибологии. Работы, касающиеся связи образования граничного слоя и трибологических характеристик смазочных масел немногочисленны и основаны как на представлениях об образовании жидкокристаллической фазы, так и на представлениях о тонком твердообразном слое . Поскольку производящиеся промышленностью смазочные масла, пластичные смазки, смазочноохлаждающие жидкости и другие материалы, не содержат компонентов, способных образовывать жидкокристаллические фазы мезогенных компонентов, некоторое распространение получили работы по введению таких компонентов в смазочные композиции и изучению их влияния на трибологические свойства последних . Работы в данном направлении привели к некоторым практическим результатам для водных смазочных сред, но для углеводородных смазочных масел не позволили получить результаты, сопоставимые с эффектом от стандартных противоизносных ПАВ, например, присадки ДФ. Реология суспензий дисперсий твердых материалов в жидких средах представляет большой интерес при рассмотрении свойств жидкости вблизи межфазной границы. В связи с высоким отношением площади межфазной границы к объему жидкости, измененное состояние вещества на этой границе может существенно сказываться на параметрах системы.