WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

С перечисленных выше позиций показаны основные закономерности трения присадок к материалам триботехнического назначения, основу которых составляют продукты минерального происхождения. В частности, методом нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) на ИК-спектрометре Cary-100 (Varian) и атомно-силовом микроскопе (АСМ) Nanoeducator установлено, что использование серпентина при смазывании трущихся поверхностей в среде минерального масла приводит к образованию на последних отдельных «островков» сетчатой псевдокерамической пленки высотой до 600 нм (рисунок 2).

Рисунок 2. – Топография (АСМ) поверхности после обработки серпентином.

На фотографии фрагмента поверхности трения наблюдается статистически регулярная структура формируемой защитной пленки, схожая с сотовым строением: различимы участки, по контуру которых расположены выступы с шероховатостью до 0,6 мкм, внутреннее же пространство имеет шероховатость до 0,1 мкм. Периодичность повторения указанных участков до 20 мкм (ось Y)2. В общем случае поверхность трения при использовании минеральных модификаторов имеет вид «медовых сот».

Подобная пленка придает узлу трения низкий коэффициент трения и повышенную износостойкость.

Расшифровкой ИК-спектра установлено, что основную массу пленки на поверхности псевдокерамического слоя составляют минеральное масло и трибополимер, полученный его окислением и радикальной трибополимеризацией. Трибополимер имеет вид сетки нерегулярной структуры, перешитой избытком радикальных фрагментов и пропитанный смазочной средой.

Приведены результаты оптимизации и экспериментальной проверки разработанного состава смазочной композиции на основе минеральных модификаторов трения и пластичного смазочного материала УС-3, широко используемого для смазывания подшипниковых опор БМ, в частности стиральных машин; а также антифрикционного самосмазывающегося полимерного материала, хорошо проявившего себя при замене бронзо-графитовых втулок в стиральных машинах активаторного типа.

В резюме к данному разделу отмечается, что при обработке минеральным модификатором узлов трения во фрикционном контакте формируется двухуровневое третье тело, имеющее, в силу специфики своего образования, ячеистое строение – слой мезогенного характера, хорошо сорбирующий смазочный материал с его последующей трибополимеризацией, продукт которой удерживается на поверхности ячеистой подложки сильными ковалентными связями, создавая мультимолекулярную высокоориентированную квазикристаллическую пленку (подобие серфинг-структур). Трибополимер локализует деформационную составляющую силы трения, а псевдокерамический слой обуславливает высокие противоизносные свойства изучаемых композиций.

В заключение главы, зафиксирована особенность функционирования трибосистем, к которым, в частности относятся узлы трения БМ, состоящая в том, что даже при использовании природных минералов в качестве присадок к смазочным материалам, прослеживается единый механизм антифрикционности, сводящийся к образованию многослойного третьего тела, один из слоев которого слагает мономолекулярный высокоориентированный жидкокристаллический слой со структурой близкой к серфинг-структуре.

Пятая глава посвящена апробации результатов диссертационных исследований, заключающихся в практическом использовании развитых положений относительно особенности каталитического влияния на реакционный объем трибохимического синтеза смазочных структур в подвижных сопряжениях БМ, в контексте модели плазменных и постплазменных процессов, со стороны электрического поля.

Приведены результаты лабораторных испытаний указанного влияния на триботехнические характеристики сопряжений, широко используемых в узлах трения современных БМ: 1) металлополимерных, при сухом взаимодействии; 2) металлов при трении в среде смазочного материала.

На примере данных материалов показана принципиальная возможность управления (как снижения – для повышения долговечности, так и увеличения – для оптимизации периода и режимов приработки механизмов БМ) коэффициентом трения и интенсивностью изнашивания в широких пределах за счет электрополевого воздействия на рассматриваемое сопряжение со стороны внешних источников электрической поляризации и использования специальных функциональных добавок к смазочным материалам. Установлено, что предлагаемый способ не имеет ограничений, связанных с конструктивно-технологическими особенностями эксплуатации узлов трения БМ.

В частности, на примере сопряжения «ПТФЭ – сталь 45», показано, что поляризация металлополимерных трибосопряжений при определенном значении подаваемого потенциала и модулируемой в узле трения частоты вынужденных электромагнитных колебаний, соответствующей определенной в третьей главе р, может полностью нивелировать влияние на износостойкость нагрузочно-скоростного фактора (рисунок 3).

Рисунок 3. – Зависимость интенсивности изнашивания I (отн.ед.) от параметра Ф (-фактора) и потенциала U, подаваемого на защищаемую поверхность.

1) без воздействия электромагнитного поля; 2) с применением электромагнитного поля.

Оптимальная частота вынужденных электромагнитных колебаний р, определенная для данного типа трибосопряжения с использованием метода электромагнитного санирования, соответствовала 4060 МГц.

Дана схема и описание работы созданного прибора – источника поляризации узлов трения БМ, а также машин другого назначения, названного «Система электронной поляризации горюче-смазочных материалов» (СЭП). Приведены данные его стендовых и промышленных испытаний для повышения энергетической эффективности приводов стационарных устройств и машин бытового назначения. Отмеченными эффектами использования данного прибора стали: повышение энергетической эффективности и износостойкости трибосопряжений БМ.

Представленные данные подтверждены положительными результатами внедренческих работ на предприятиях сервисного обслуживания машин бытового назначения г. Сочи: подключение СЭП к подшипниковым узлам приводов барабанов стиральных машин автоматического типа, (подаваемый потенциал 3 В, р = 60 МГц) показало уменьшение количества и средней продолжительности микроконтактов в подшипниковых опорах в 5 раз, что характеризует повышение эффективности смазывания и интенсивности образования смазочных пленок. Последнее повлекло снижение электропотребления бытовых стиральных машин, с учетом погрешности измерений от 3 до 5% в зависимости от режима работы (стирка, отжим соответственно).

Апробация данного прибора происходила также на электроприводах мешалок варочных реакторов ОАО «Ростовский нефтемаслозавод «Рикос»» г. Новочеркасск, по конструктивному исполнению представляющих собой активатор, предназначенный для перемешивания компонентов пластичных смазок в емкости объемом 6,3 м3. Получены устойчивые данные по снижению потребления электроэнергии, составляющие 5,13% на одном реакторе.

Показано, что использование разработанного метода электрополевого воздействия посредством применения СЭП является альтернативой присадкам к смазочным материалам различного функционального назначения и может быть применено для улучшения эксплуатационных свойств БМ.

Даны практические рекомендации по применению минеральных модификаторов трения в качестве наполнителей композиционных антифрикционных самосмазывающихся материалов, обуславливающих их высокие физико-механические и триботехнические свойства для альтернативной замены бронзо-графитовых втулок (БГМФО) в узлах трения активаторов стиральных машин на втулки из разработанного материала. Указывается на возможность замены металлических материалов в подвижных сопряжениях БМ на металлополимерные с применением разработанных полимерных материалов.

Экономический эффект, полученный за счет снижения себестоимости материалов при такой замене, по объединению ремонтных предприятий бытового обслуживания г. Сочи ОАО «Иней», составил 90 тыс. рублей в год.

Антифрикционная полимерная композиция может быть применена также в других тяжелонагруженных узлах трения, -фактор которых не превышает 0,75 [МПа].

Введение минеральных модификаторов трения в состав пластичных смазок, используемых в узлах трения стиральных машин активаторного и барабанного типа, позволяет производить безразборное восстановление изношенных поверхностей, а также повысить износостойкость и, соответственно, эффективность эксплуатации БМ, согласно статистическим данным отказов бытовых стиральных машин за 1-4 квартал 2008г. по г. Сочи, в 1,5 раза, что соответствует совокупному годовому экономическому эффекту, равному 241 тыс. рублей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Анализ результатов исследований, приведенных в диссертационной работе, позволил сделать следующие выводы:

1. На основании имеющихся экспериментальных данных об особенностях процесса массопереноса при трении впервые проведена теоретическая оценка вещества узла трения в стадии трибоплазмы. Выдвинута гипотеза о ее квазигазовой природе, на основании которой прослежена динамика релаксационных процессов, приводящих к формированию на трущихся поверхностях механизмов бытовых машин смазочных структур – третьих тел.

2. На основании положений молекулярно-кинетической теории трения и трибохимии обоснована возможность длительного существования вещества в постплазменной фазе, обусловленная коллективным электромагнитным взаимодействием компонентов постплазмы с электромагнитным полем.

3. Показано взаимодействие мультиполей с поверхностью трения узлов бытовых машин в условиях воздействия на данный процесс внешнего электрического поля и установлена связь их структурной ориентации с антифрикционными характеристиками трущихся тел.

4. Установлены общие механизмы функционального поведения трибосистем независимо от природы и режимов испытаний, выделяющие их стремление к созданию на поверхностях трения двухуровневых смазочных структур с высокими антифрикционными свойствами в схожий наследственный признак, которым выступает квазикристаллический моно(мульти) молекулярный слой, обеспечивающий устойчивость третьих тел.

5. Предложена модель антифрикционного действия нового типа присадок к смазочным материалам и композитам, полученным на основе природных минеральных веществ, в частности серпентина, называемых минеральными модификаторами трения, а также основные принципы реализации их практического применения для повышения эффективности эксплуатации бытовых машин, а также машин другого назначения.

6. Создано устройство, позволяющее осуществлять управление фрикционными характеристиками бытовых машин, а также машин другого назначения, независимо от внешних и нагрузочно-скоростных условий их эксплуатации. Получены устойчивые положительные результаты по снижению трения и уровней изнашивания трибосопряжений бытовых машин при использовании данного устройства, обуславливающие повышение их энергетической эффективности в среднем на 5%.

Публикации, отражающие основные научные результаты диссертации

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах

1. Долгополов, К.Н. Структура смазочных слоев, формирующихся при трении в присутствии присадок минеральных модификаторов трения [Текст]/ К.Н. Долгополов, Д.Н. Любимов, А.Г. Пономаренко, Г.Г. Чигаренко, М.В. Бойко// Трение и износ. – 2009 (30), №5, С. 516 – 521.

Патенты на изобретения

2. Подшипник скольжения: [Текст] пат № 2295659 Рос. Федерация: МПК F16C 17/24 (2006.01), F16C 33/04 (2006.01)/ Долгополов К.Н., Рыжиков В.А; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» по заявке № 2005129855/11 от 26.09.2005; опубл. 20.03.2007.

3. Антифрикционная полимерная композиция и способ ее изготовления: [Текст] положительное решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2008133853/04(042645) от 19.08.2008г. Рос. Федерация: МПК С08J 5/16 (2006.01), C08L 63/00 (2006.01), C08K 3/34 (2006.01)/ Зазимко О.В., Пустовой И.Ф., Любимов Д.Н., Долгополов К.Н; заявитель и патентообладатель ОАО «Нанопром».

Публикации в журналах, сборниках трудов, материалах конференций

4. Долгополов, К.Н. Современная трибология. Избранные главы: монография [Текст]/ К.Н. Долгополов, Д.Н. Любимов. – Шахты: изд-во Принтер, 2008г. 156 с. ил.

5. Долгополов, К.Н. Методологические принципы анализа механизмов взаимодействия трущихся тел [Текст]/ Долгополов К.Н., Любимов Д.Н., Кожемяченко А.В.// Вiсник схiдноукраинського нацiонального унiверситету iмени Володимира Даля №1 (107). – Луганськ, 2007г. С.201-203.

6. Долгополов, К.Н. Особенности влияния на процессы фрикционного взаимодействия зарядовых состояний поверхностных слоев узлов трения [Текст]/ К.Н. Долгополов, Д.Н. Любимов, А.В. Кожемяченко// Бытовая техника, технология и технологическое оборудование предприятий сервиса и машиностроения: Юбилейный международный сборник научных трудов, посвященный 35-летию кафедры «Машины и аппараты бытового назначения»/ под ред. А.В. Кожемяченко. – Шахты: изд-во ЮРГУЭС, 2007г. С.33-34.

7. Долгополов, К.Н. Влияние постплазменных процессов на формирование смазочных пленок на поверхностях трения [Текст]/ К.Н. Долгополов, Д.Н. Любимов, А.В. Кожемяченко// Сб. Бытовая техника, технология и технологическое оборудование предприятий сервиса и машиностроения/ под ред. А.В. Кожемяченко. – Шахты: изд-во ЮРГУЭС, 2007г. С.86-87.

8. Долгополов, К.Н. Механизм трибокоординации в узле трения компрессора холодильника [Текст]/ К.Н. Долгополов, А.В. Кожемяченко// Сб. Бытовая техника, технология и технологическое оборудование предприятий сервиса и машиностроения/ под ред. А.В. Кожемяченко. – Шахты: изд-во ЮРГУЭС, 2007г. С.34-36.

9. Долгополов, К.Н. Исследование физических свойств трибоплазмы, как особого агрегатного состояния вещества [Текст]/ К.Н. Долгополов, Д.Н. Любимов, Р.В. Саванчук// Материалы международной научной конференции «Проблемы развития естественных, технических и социальных систем». Часть 2. – Таганрог: изд-во «Антон», ТТИ ЮФУ, 2007г. С.38-43.

10. Долгополов, К.Н. Электродинамика поляризации горюче-смазочных материалов от внешнего источника [Текст]/ Н.М. Бай, К.Н. Долгополов, Д.Н. Любимов// «Экономика и производство»: Сборник научных трудов РАЕН. – Челябинский центр НТИ, Челябинск 2009г. С. 124 – 131.

11. Долгополов, К.Н. Механизм формирования покрытия в процессе петротриботехнического метода обработки металлов трением [Текст]/ К.Н. Долгополов, Д.Н. Любимов, А.В. Кожемяченко// Вiсник схiдноукраинського нацiонального унiверситету iмени Володимира Даля №2. – Луганськ, 2008г. С.197-201.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»