СМАЗОЧНЫЕ КОМПОЗИЦИИ ПОВЫШЕННОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ОСНОВЕ СМЕСЕЙ НЕФТЯНЫХ, РАСТИТЕЛЬНЫХ И СИНТЕТИЧЕСКИХ МАСЕЛ

Багдасаров Л. Н., Буяновский И. А., Сисенда В. В., Фукс И. Г.

(РГУ Нефти и Газа, Москва, ИМАШ РАН, Москва, Россия)

(In this experimental analysis, tribological properties of mineral, plant, synthetic oils and their mixtures are given. The results are presented in the form of “composition-property” diagrams and imperical equations).

Смазочные масла на нефтяной основе оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду как на стадии производстве, так и на стадиях хранения, эксплуатации и захоронения. Замена этих масел некоторыми синтетическими жидкостями, имеющими высокую биоразлагаемость, не всегда оправдана экономически. В этой связи последние десятилетия проявляют интерес к замене масел на нефтяной основе смазочными материалами, основой которых или одним из компонентов являются растительные масла. Эти масла обладают прекрасными трибологическими характеристиками, они полностью биоразлагаемы и изготавливаются из возобновляемого сырья. Полная замена нефтяных масел растительными или смесями нефтяных и растительных масел в настоящее время затруднительна, поскольку в условиях работы современных машин такие масла не полностью обеспечивают требуемые функциональные свойства, а с другой стороны, известно, что добавление в нефтяные масла синтетических компонентов улучшает их функциональные характеристики.

Цель данной работы - выяснить, в какой мере можно повысить смазочные и реологические свойств смесей нефтяных и растительных масел путем добавления к ним синтетических компонентов. Результаты исследования представляются в виде трехфакторной диаграммы “состав-свойства”. Из экономических соображений было принято, что основным по содержанию компонентом смеси будет нефтяное масло. Разумным максимальным содержанием растительного масла в смеси было выбрано 40% от общего состава смеси. Содержание синтетических компонентов в смесях варьировалось от 0 до 10%, что объясняется органичной растворимостью некоторых синтетических компонентов и более высокой их стоимостью.  С целью минимизации объема экспериментальных исследований были применен статистический метод планирования эксперимента. Планирования эксперимента при построении диаграмм “состав – свойство” было обосновано обычной формулировкой задачи на отыскание оптимального состава исследуемой смеси. Эксперименты проводились на стандартной четырехшариковой машине при измененной геометрии узла трения. Обработка результатов эксперимента позволила получить уравнения поверхности отклика в виде полиномиальных моделей, которые имеют вид:

где диаметр пятна износа, коэффициент трения, индекс вязкости, ,,  %масс содержания нефтяного, растительного и синтетического компонента в смеси. Наложением диаграммы “состав – свойство” определяли область концентрации компонентов, обеспечивающих оптимальные сочетания . Именно смеси, состав которых попадают в этих зоны, обеспечивают как оптимальные энергосберегающие характеристики, максимальную долговечность деталей, так и максимальный индекс вязкости, сохраняя при этом улучшенные экологические показатели.