ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕРМОСМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА АНТИФРИКЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПЛАСТИЧНОЙ СМАЗКИ ЦИАТИМ-221

Ф.П. Дерлугян

Масштабы производства и особенно применение смазочных материалов в современной технике чрезвычайно велики. Смазочные материалы, в том числе и пластичные смазки, используются практически во всех областях техники где имеются движущиеся детали. От ка­чества смазочных материалов во многом зависит работоспособ­ность машин и механизмов, их надёжность и долговечность. Всё это делает необходимым более глубоко исследовать их природу, свойства, уделять большее внимание выявлению оптимальных условий их применения.

Для улучшения эксплуатационных свойств смазочных материа­лов в последнее вводят различные добавки – твердые порошкообразные продукты, нерастворимые в маслах и не способные образовывать структуру материала. Введение твёрдых добавок в смазки существенно повышает нагрузку заедания и прочность смазочной плёнки, и снижает износ трущихся поверхностей. Действие добавок особенно четко проявляется при высоких кон­тактных напряжениях, скоростях и температурах. Их эффективность зависит от состава и природы, размера частиц и концен­трации в смазке.

Способ введения твёрдых добавок в процессе приготовления смазки или замешиванием в готовую, практически не сказывается на их эффективности. Влияние твердых добавок на свойства пластичных смазок исследовано недостаточно.

В качестве добавок используют органические и неорганичес­кие продукты. Органическими продуктами служат волос и пря­жа (в смазках для подшипников скольжения), тонкоизмельченные материалы растительного происхождения – древесная мука, проб­ка, скорлупа ореха, кукурузные початки и т.п.

Неорганические добавки делятся на следующие группы: моди­фикации углерода (графит и сажа), силикаты (асбест, слюда, тальк и т.п.), порошкообразные металлы, карбонаты металлов, сульфиды металлов, сульфаты металлов.

Постепенно выделяется группа антифрикционных и герметизирующих добавок.

В современных смазках практическое применение в качестве добавок получили твёрдые слоистые смазки. В качестве твердых смазок опробованы разнообразные материалы, в числе которых, например: графит, нитрит бора, дисульфиды и диселениды воль­фрама, ниобия, молибдена, титана, йодиды кадмия, свинца, висмута, серебра, фталоцианин меди и др.

Из этих материалов наиболее широкое применение нашли графит, MoS2, нитрит бора, иодид кадмия, фталоцианина меди име­ют недостаточно низкий коэффициент трения, другие материалы пока более дороги и дефицитны.

Нами проведены исследования влияния твёрдосмазочных ма­териалов и их количество на антифрикционные свойства пластичной смазки ЦИАТИМ-221. Эта смазка обладает низкими антифрикционными свойствами при трении скольжения, поэтому её нельзя рекомендовать для средне и тяжелонагруженных подшипников скольжения, редукторов, направляющих.

В качестве добавок в испытываемую смазку вводилось разное количество твёрдых смазок (3,5 и 10 вес %) и производилось тщательное перемешивание до получения однородной массы. Из твёрдых смазок были выбраны: графит, дисульфид молибдена, дисульфид вольфрама, фталоцианин меди, антифрикционная при­садка “ГС”.

Эксперименты проводились на четырехшариковой машине тре­ния. Число оборотов верхнего шарика 1400 об/мин. Продолжительность опыта – 1мин. Каждый опыт проводился с новой порцией испытуемого материала и четырьмя новыми шариками. Для оп­ределения антифрикционных свойств смазок проводили ряд опытов с последовательно возрастающими нагрузками, близкими к крити­ческой нагрузке (нагрузке, при которой в условиях испытания произошло задирание трущихся поверхностей). Момент трения фик­сировали на ленте потенциометраЭПП-09. По формулам опре­деляли коэффициент трения смазок. По полученным значениям строили график зависимости коэффициента трения от нагрузки и производилась сравнительная оценка антифрикционных свойств испытуемых смазок.

На рис.1 (а-д) показано влияние добавок твёрдых смазок на антифрикционные свойства смазки ЦИАТИМ-221, где а-графит, б-дисульфид молибдена, в-дисульфид вольфрама, г-фталоцианин меди, д-присадка “ГС”.

На всех рисунках цифрой 1 обозначена кривая коэффициента трения смазки ЦИАТИМ-221 без добавок, цифрой 2 – с добавкой 3 вес% твердой смазки, цифрой 3 – с добавкой 5 вес% твёрдой смазки, цифрой 4- с добавкой 10 вес%.

Из графиков видно, что коэффициент трения смазки ЦИАТИМ-221 составляет 0,120 -0,130 и стабилен при нагрузках до 18кгс.

Лучшие антифрикционные свойства показаны при добавлении к смазке следующих добавок: 5 вес% графита-0,090-0,095; 5 вес% фталоцианина меди – 0,090-0,100; 3 вес% присадки “ГС”0,095-0,100; 5 вес% дисульфида молибдена – 0,110.

Стабильность коэффициента трения, для этих смазок составля­ет соответственно: для графита – 20кгс, для фталоцианина меди- 10 кгс, для присадки “ГС”– 23кгс, для дисульфида молибдена- 31 кгс.

Согласно исследований ряда ученых установлено, что дисуль­фиды молибдена и вольфрама обладают одинаковыми смазочными свойствами. Однако, добавление дисульфида вольфрама к пластичной смазке ухудшило антифрикционные свойства послед­ней. Это можно объяснить, по-видимому, тем, что дисульфид молибдена, вводимый в пластичную смазку, имел более высокую дисперсность, чем дисульфид вольфрама, что существенно вли­яет на антифрикционные свойства смазки.

Известно, что хорошие антифрикционные свойства имеет смесь, содержащая графит и дисульфид молибдена. Нами были проведены испытания смазки ЦИАТИМ-221 с присадкой 5вес%смеси графита с дисульфидом молибдена. Результаты испытаний показаны на рисунке 1е, где цифрой 2 обозначена кривая коэффициента трения смазки ЦИАТИМ-221 с добавкой смеси, содержащей графит и дисульфид молибдена в соотношении 1:4, цифрой 3 – добавкой смеси в соотношении 1:1, цифрой 4 – в соотношении 4:1. Лучшие антифрикционные свойства показала смазка с до­бавкой смеси графита и дисульфида молибдена в соотношении 4:1 (коэффициент трения 0,115 стабильность коэффициента тре­ния 30 кгс).

Необходимо отметить, что коэффициент трения смазки ЦИАТИМ-221 без добавок при критической нагрузке составляет 0,390, а коэффициент трения смазки с добавками при критичес­кой нагрузке составляет соответственно: с добавкой графита- 0,210; с добавкой дисульфида молибдена – 0,265; с добавкой дисульфида вольфрама – 0,260; с добавкой фталоцианина меди- 0,260; с добавкой присадки “ГС” – 0,235; с добавкой смеси графита и дисульфита молибдена – 0,230.

Таким образом, результаты проведенных экспериментов пока­зали, что для данной пластичной смазки (ЦИАТИМ-221) и выбран­ных условий введения в основу 5 вес%графита и дисульфида молибдена, 2 вес% антифрикционной присадки “ГС” и смеси гра­фита и дисульфида молибдена в соотношении 4:1 значительно улучшает антифрикционные, свойства смазки ЦИАТИМ-221.

Leave A Comment

Вы не можете скопировать содержимое этой страницы