Радіальні коливання на припрацьовку поверхонь та формування метастабільних вторинних структур впливають несуттєво. Тому розроблена експрес-методика випробувань мастильних матеріалів різного функціонального призначення є чотирьохетапною при випробуваннях мастильних середовищ з низькими протизносними властивостями та п’ятиетапною при дослідженні високоефективних середовищ (останній етап в обох випадках, необхідний для довготривалої оцінки напрацьованих вторинних структур, становить 3000 м шляху).
У четвертому розділі визначено вплив амплітуди радіальних коливань на зношування поверхонь. Для цього було проведено випробуваннярізних мастильних матеріалів за розробленою експрес-методикою при відповідних величинах радіальних відхилень контрзразка.
При взаємному контактуванні пари ШХ15–ШХ15 в середовищі ТС-1 прослідковується залежність збільшення величини зношування із збільшенням величин радіальних відхилень, а в середовищі масел наявні амплітуди радіальних коливань, за яких зносостійкість поверхонь є вищою порівняно з тертям із мінімальними амплітудами.
При терті пари ШХ15–БрАЖ10 в різних середовищах прослідковується залежність збільшення величини зношування зі збільшенням величин радіальних відхилень.
Вплив амплітуди радіальних коливань на зношування поверхонь визначено для пари тертя ШХ15–ШХ15 в мастильних середовищах різного функціонального призначення (авіагаси, палива, масла моторно-трансмісійної групи).
При випробуваннях мастильних середовищ з різними експлуатаційними властивостями на машині тертя ПТЛК(рв) було отримано закономірності впливу амплітуди радіальних коливань на інтенсивність зношування поверхонь тертя, які полягають у наступному:
- у середовищах з низькими протизносними властивостями інтенсивність зношування збільшується з ростом амплітуди радіальних коливань;
- у середовищах високоефективних масел існують амплітуди радіальних коливань, за яких інтенсивність зношування є меншою порівняно з тертям при амплітудах, що наближаються до нуля.
Дослідження тонкої структури поверхонь тертя, що працювали з різними амплітудами радіальних коливань, проведено рентгенографічним методом на установці ДРОН-3. Сукупне використання математичних методик обробки кривих фізичного розширення (методи апроксимації, Стокса, гармонічного аналізу) дозволили одержати достовірну інформацію про розміри блоків когерентного розсіювання, мікронапруги (рис.17), густину дислокацій.
За чітко контрольованих мінімальних величин амплітуди радіальних коливань похибка відтворюваності результатів на лабораторних приладах тертя з лінійним контактом одностороннньої дії ПТЛК(о), ПТПЛК, ПТЛК(рв) не перевищувала 10% та майже в 3 рази була меншою (20,1%) на ПТЛК(р), порівняно із випробуваннями без контролю радіальних коливань.
Використовуючи отримані результати, було розроблено метод оцінки протизносних властивостей мастильних матеріалів за радіальних коливань трибосистеми, який базується на випробуваннях мастильних матеріалів на лабораторному приладі тертя ПТЛК(рв) у широкому діапазоні швидкостей (0-1 м/с) та контактних навантажень (1-3500 Н).Метод передбачає вхідний контроль матеріалів, поверхонь, середовищ з метою зменшення похибки, що припадає на початкові умови.
Суть методу:
- випробування середовищ та присадок до них за чітко контрольованих величин радіальних відхилень для зменшення похибки випробувань;
- підбір масел та високоефективних присадок для трибосистем ковзання з метою підвищення їх довговічності, моделюючи умови їх роботи шляхом задання необхідних контрольованих величин радіальних відхилень деталей модельної трибопари.
У п’ятому розділі, використовуючи розроблені метод та методики дослідження процесів зношування при контрольованих амплітудах радіальних коливань трибосистеми, оцінено протизносні властивості мастильних середовищ моторно-трансмісійної групи.
Для оцінки протизносних властивостей масел були вибрані середовища з різними в'язкісно-температурними характеристиками вітчизняного виробництва та виробництва Республіки Корея, що використовуються як комплектуючі до автомобілів ВАЗ, КІА та Hundai на ВАТ „ЛуАЗ”. Випробування проводились на зразках із сталі ШХ15 з HRC 62..64,Rа менше 0,02 та осьовому навантаженні 1100 Н при контрольованих значеннях амплітуди радіальних коливань на ПТЛК(рв). В’язкісно-температурні характеристики масел (рис.18) визначались на приладі ГРАДІЄНТ – 1 за стандартною методикою.
Результати оцінки масел (рис. 19) за розробленим методом за критерієм лінійного зношування показують, що в’язкісно-температурні характеристики не відбивають реальні протизносні властивості масел (протокол спільних випробувань на ВАТ „ЛУАЗ”), як прийнято у класичній трибології.
У додатках приведено протоколи спільних випробувань з УЦАХ-СЕПРО та ВАТ “ЛуАЗ”; акт впровадження у випробувальному центрі УкрНДНЦ хімотології та сертифікації ПММ і ТР; результати оцінки напруженості випробовуваних поверхонь.
ВИСНОВКИ
У роботі виконано теоретичні й експериментальні дослідження, пов’язані з впливом величини амплітуди радіальних коливань поверхонь на поведінку трибосистем ковзання типу “вал-втулка”, що дозволило вирішити науково-прикладну задачу, створивши достовірний метод випробувань мастильних матеріалів за їх основними експлуатаційними властивостями – протизносними.
1. Проаналізовано роботи відомих учених, виконані в цьому напрямку, на основі яких було виявлено недостатньо висвітлені сторони вибраної проблеми, сформульовано мету та поставлено завдання дослідження.
2. Розглянуто методи та методики випробувань на тертя та зношування, прилади для контролю та вимірювання необхідних трибологічних параметрів модельної трибосистеми, в результаті чого для проведення даного дослідження було вибрано необхідне експериментальне обладнання, базову методику випробувань, обґрунтовано вибір випробовуваних конструкційних та мастильних матеріалів.
3. Виготовлено принципово новий прилад тертя з лінійним контактом, технологічні можливості якого дозволяють проводити дослідження мастильних матеріалів різного функціонального призначення при контрольованих амплітудах радіальних коливань поверхонь, що забезпечує коректність випробувань та відтворюваність результатів, передбачає можливість встановлення і контролю радіальних відхилень деталей у реальних діапазонах.
4. Розроблена методика задання та контролю радіальних відхилень утворюючої циліндр валу модельної трибосистеми “вал-втулка”, якадозволяє проводити експериментальні дослідження мастильних матеріалів і присадок до них на лабораторному приладі тертя ПТЛК(рв) в широкому діапазоні амплітуд радіальних коливань. Експрес-методика випробувань мастильних матеріалів з різними експлуатаційними властивостями є чотирьохетапною при випробуваннях мастильних середовищ з низькими протизносними властивостями та п’ятиетапною при дослідженні високоефективних середовищ.
5. Теоретично обґрунтовано фізичну суть тертя ковзання при радіальних коливаннях модельного валу. Виявлено можливість підвищення зносостійкості трибосистеми ковзання при збільшенні амплітуди радіальних коливань та видом змащувального середовища.
6. Стан трибоповерхонь, що працювали при різних величинах амплітуди радіальних коливань та інших рівних умовах на приладі тертя ПТЛК(рв), оцінений за критеріями лінійного зносу та об’ємної температури досліджуваного середовища, рівномірністю напрацювання вторинних структур та напруженістю поверхонь тертя принципово відрізняється між собою:
- лінійний знос поверхонь тертя є більшим при радіальних відхиленнях ±1,5 мкм порівняно з 50±1,5 мкм;
- загальний вигляд поверхонь тертя, досліджений на РЕМ 106И, показує, що структура поверхонь та напрацьовані вторинні структури є більш рівномірними при радіальних відхиленнях 50 ±1,5 мкм порівняно з ±1,5 мкм;
- напруженість поверхонь тертя та густина дислокацій, досліджені на ДРОН-3, при радіальних відхиленнях 50±1,5 мкм порівняно з ±1,5 мкм, є дещо вищими, що пояснює покращення їх трибологічних властивостей;
це дозволяє прогнозувати підбір оптимальної величини радіальних відхилень для підвищення зносостійкості трибосистем.
7. Досліджено тенденцію зміни зносостійкості поверхонь при випробуванні мастильних матеріаліврізного функціонального призначенняз контрольованимиамплітудами радіальних коливань, в результаті чого:
-показано, що існує оптимальний діапазон величин радіальних відхилень, за яких доцільно випробовувати мастильні матеріали;
- виявлено межі радіальних відхилень, за яких спостерігається підвищення зносостійкості поверхонь тертя;
- отримано закономірності впливу амплітуди радіальних коливань на інтенсивність зношування поверхонь тертя.
8. Розроблено метод оцінки протизносних властивостей мастильних матеріалів різного функціонального призначення, який апробовано на ВАТ „ЛуАЗ” та використовується для оцінки нафтопродуктів в Укр НДНЦ хімотології і сертифікації пально-мастильних матеріалів і технічних рідин (ПММ і ТР).
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Селезньов Е.Л., Шимчук С.П. Про підвищення зносостійкості поверхонь тертя деталей машин // Сільськогосподарські машини: Зб. статей, вип. 11. – Луцьк, 2003. – С.107-109.