РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ПЛАСТИЧНОГО СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ШАРНИРОВ РАВНЫХ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ
Трунов Д.С. (БГИТА, г.Брянск, РФ)
Научный руководитель работы – д.т.н., проф. Тихомиров В.П.
Performance of plastic lubricant material for CV Joints
Пластичные смазочные материалы (ПСМ) нашли широкое применение в технических устройствах (например, для смазывания шарниров равных угловых скоростей, шарниров рулевого управления автомобиля, подвесок, ступиц передних колес с дисковыми тормозами, карданных шарниров и т.д.). В качестве ПСМ часто используют Литол-24 (ГОСТ 21150-87).
Литол – это пластичный многоцелевой смазочный материал, получаемый загущением нефтяных масел (вязкость 30…50 мм2/с при 50 0С) 12-гидроксистеоратом лития (12 % по массе). Литол содержит антиокислительную присадку, обладает хорошей водостойкостью. Этот материал механически стабилен, работоспособен при температурах от -40 до +130 0С.
При тяжелых режимах эксплуатации узлов трения износостойкость пар трения, смазываемых пластичными смазочными материалами, оказывается недостаточной. Для повышения работоспособного состояния подобных узлов трения в пластичный смазочный материал следует добавлять многофункциональные присадки. Так, для повышения износостойкости предлагается использовать металлоплакирующие присадки. Эксперименты показали, что Литол-24 не является самым износостойким смазочным материалом. По сопротивлению питтингу он уступает пластичному смазочному материалу №158 (ТУ 38.101.320-77). Таким образом, в связи с широким использованием Литола-24 в узлах трения повышение его износостойкости является актуальной задачей.
Для улучшения трибологических характеристик в качестве добавок к ПСМ вводятся тонкодисперсные порошки цинка, кадмия и оловянистой бронзы. Размер частиц порошка не превышает 10 мкм, а концентрация добавок цинка и кадмия находилась в пределах от 0,75 до 10% по объему, порошка оловянистой бронзы – от 3,5 до 10% по объему.
Анализ полученных данных показал наличие больших возможностей для заметного улучшения эксплуатационных характеристик трибосопряжений за счет образования на поверхностях трения защитной (сервовитной) пленки, имеющей гетерогенную структуру. Основу этой пленки составляет тонкодисперсная механическая смесь зерен цинка и кадмия с отдельными включениями частиц цинка. Известно, что в процессе трения происходит мгновенное локальное оплавление металлоплакирующего слоя и его мгновенная локальная кристаллизация. Последующее пластическое деформирование наплавленных объемов приводит к снижению шероховатости, уменьшению контактного давления и снижению средней поверхностной температуры всмледствие постепенного уменьшения числа мгновенных температурных вспышек.
Влияние смазочного материала и числа циклов нагружения на интенсивность изнашивания стали 12ХН3А при постоянной амплитуде микроскольжения (0,1 мм), нагрузке 20 Н и частоте 100 мин-1 приведено в таблице.
Таблица-Влияние смазочного материала и числа циклов на интенсивность изнашивания (данные получены в БГТУ и БГСХА)
|
Добавка порошка в ПСМ |
Интенсивность изнашивания (х 108) при числе циклов |
||
|
3000 |
9000 |
15000 |
|
|
Оксид железа |
7,6 |
4,5 |
3,0 |
|
Дисульфид молибдена |
5,5 |
4,1 |
2,4 |
Применение порошков мягких металлов и оксидов железа в виде добавок к пластичному смазочному материалу приводит к улучшению эксплуатационных свойств узлов трения за счет снижения температуры в зоне трения и уменьшения окисления смазочного материала.
При граничной смазке снижение трения происходит при протекании окислительных процессов определенной интенсивности. Окисные пленки на поверхностях трения образуются совместно с окислением основной части масла.
Вывод
Повышению эксплуатационных характеристик ПСМ может способствовать введение дополнительных антиокислительных присадок, таких, как: ароматические амины (ряда анилина) и использованием в качестве противоизносных присадок, содержащих фосфор, серу и хлор или соединения меди. С научной и практической точек зрения интерес представляет введение в пластичный смазочный материал порошкообразных оксидов железа.