close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
УДК 621.891
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДИСПЕРСИОННОЙ СРЕДЫ НА
ТРИБОТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАГНИТНЫХ МАСЕЛ
А.Н.Болотов, В.В.Новиков, О.О.Новикова
Тверской государственный технический университет
Исследованы триботехнические свойства наноструктурных магнитных масел при средних и высоких давлениях
в зоне контакта, содержащих различные дисперсионные среды. Показано, что введение магнитного
наполнителя в жидкие среды различных классов, в основном снижает их смазочные свойства.
Ключевые слова: трение, смазка, магнитное масло, дисперсионная среда.
Дисперсионная
среда
оказывает
существенное влияние на триботехнические
характеристики магнитного масла (ММ) [1,
2, 3]. Учитывая, что механизм смазочного
действия
наноструктурного
масла
с
феррочастицами определяется химической
природой
молекул
масла-носителя,
исследуемые ММ были классифицированы
на
четыре
группы:
углеводородные,
силоксановые,
диэфирные
и
перфторэфирные.
Дисперсным
наполнителем для всех ММ являлся
магнетит, с размером дисперсной фазы 7-12
нм, полученный по методу Элмора. Свойства
исследуемых магнитных масел представлены
в табл. 1.
Таблица 1
Группа
ММ
Основа ММ Намагн
ПАВ
иченно стабилизат
сть
ор
насыще
ния,
кА/м
Углеводо ВМ-4, И-20А
родные
Жирная
Силоксан ПЭС-5, ПЭСкислота с
овые
2ВВ
длиной
цепи С18
Диэфирн ДОС, ДБС,
18 - 20
ые
ДОФ, ДБФ
Перфторэ ПОМ
Перфторки
фирные
слота с
М.в. 2700
у.е.
Избыток
ПАВ,
находящегося
в
неадсорбированном состоянии, и агломераты
феррочастиц существенно влияют на
фрикционные характеристики магнитных
масел [4]. Для устранения этого фактора
проводились следующие мероприятия: проба
масла коагулировалась сильнополярным
растворителем (ацетоном), затем, для
удаления неадсорбированного, ПАВ осадок
магнетита
промывался
несколькими
порциями
ацетона.
Далее
осадитель
выпаривался
и
добавлялась
чистая
дисперсионная среда. Магнитная сепарация
проводилась в магнитном поле с grad Н =
1,88.108 А/м2 в течении 24 часов. ММ при
этом разбавлялось летучим растворителем до
вязкости 0,02 - 0,04 Па.с, и после удаления
агломератов растворитель выпаривался.
Триботехнические
испытания
магнитных масел на основе различных
дисперсионных сред в области средних
давлений проводились по схеме трения диск
– палец на машине трения МТП.
Конструкция установки предусматривает
возможность создания магнитного поля в
зоне трения, а так же проведение
сравнительных
испытаний
смазочных
материалов не обладающих магнитными
свойствами. Для исследования фрикционных
свойств смазочных магнитных материалов
при высоких контактных давлениях была
использования
трехшариковая
машина
трения МТШ. Отличительной особенностью
выбранных схем трения являлось то, что
коэффициент
взаимного
перекрытия
приближается к нулю, снижая саморазогрев
пары трения, и достигаются условия для
проведения испытаний в режиме граничного
трения. Режимы испытаний приведены в
табл. 2.
Результаты
триботехнических
испытаний представлены в табл.3.
36
Из представленных данных видно, что
на смазочные свойства дисперсионных сред
введение стабилизированных магнитных
частиц оказывает различное влияние.
37
Таблица 2
Машина
трения
Материалы
пары трения
МТП
Ст.3
бронза
ОСЦ-5
Ст.ШХ15
Ст.ШХ15
МТШ
-
Условия
испытаний
Линейная Давлен
скорость
ие,
скольжен
МПа
ия, м/с
0,24
4,2
-
0,32
1200
Таблица 3
Смазочный
материал
И-20А
ММ И-20А
ВМ-4
ММ ВМ-4
ПЭС-5
МТП
fтр
Ih,
10-9
0,08 0,3
0,1
12,1
0,1
0,5
0,16 15,2
0,12 9
ММ ПЭС-5
ПЭС-2ВВ
0,13
0,14
14,5
15,0
ПЭС- 0,16
16,3
ММ
2ВВ
ДОС
0,15
0,6
ММ ДОС
ММ ДОС*
ДБС
0,16
0,08
0,16
0,65
0,48
0,63
ММ ДБС
ДОФ
ММ ДОФ
ДБФ
ММ ДБФ
ПОМ
ММ ПОМ
0,16
0,18
0,19
0,18
0,36
0,1
0,03
0,66
3,1
3,2
3,4
5,6
6,1
0,85
fтр
МТШ
dи, мм
0,08
0,36
0,16
0,58
0,12
0,40
0,22
0,72
0,13 - 0,47
0,25
0,18
0,6
0,19 - 0,58
0,25
0,19
0,66
0,16 - 0,40
0,18
0,17
0,38
0,12
0,32
0,16 - 0,40
0,18
0,18
0,40
0,22
0,54
0,23
0,58
0,24
0,54
0,10
0,48
0,08
0,38
Углеводородные масла значительно
ухудшают свои смазочные свойства при
введении
магнитного
наполнителя.
Незначительно
снижаются
антифрикционные свойства по сравнению с
дисперсионной средой у магнитных масел на
основе
силоксанов.
Не
отличаются
практически фрикционные свойства масла-
носителя и магнитного масла на основе
диэфира карбоновой кислоты. И заметный
положительный эффект наблюдается при
введении магнетита в перфторэфиры,
особенно в области средних нагрузок.
При
сравнении
триботехнических
характеристик внутри группы масел, в
широком диапазоне условий трения, можно
сделать вывод о том, что смазочные свойства
будут тем выше, чем выше эти свойства у
дисперсионной среды. В то же время,
дисперсионная среда оказывает влияние на
фрикционные характеристики так же через
структурную
стабильность
магнитного
масла. Она же в свою очередь определяется
величиной
межмолекулярного
взаимодействия дисперсионной среды и
ПАВ – стабилизатора. Сравнение смазочных
свойств на машине трения МТП магнитных
масел группы диэфиров на основе ДОС и
ДБФ, имеющих различную коллоидную
устойчивость показали следующее. У масел
с высокой коллоидной устойчивостью (ММ
ДОС)
смазочные
свойства
ММ
соответствуют и свойствам дисперсионной
среды. У масел с низкой коллоидной
устойчивостью (ММ ДБФ) износ на 25-30%,
а коэффициент трения в 2-3 раза выше, чем у
чистого ДБФ.
Работа выполнена при финансовой
поддержке
Российского
фонда
фундаментальных исследований (код проекта
№ 14-08-97500).
Список литературы
1.
Болотов,
А.Н.
Трение
структурированной магнитной жидкости при
скольжении по твердой поверхности [Текст]/
Болотов А.Н., Новиков В.В., Новикова О.О./
Трение и износ. 2006.- Т.27.- N 4. - C.409 415.
2. Болотов, А.Н. Магнитное масло для
узлов трения, работающих при граничной
смазке / А.Н. Болотов, В.В. Новиков, О.О.
Новикова // Трение и смазка в машинах и
механизмах. 2011. № 9. - С. 38 - 41.
3. Болотов, А.Н. Расчет и оптимизация
постоянных магнитов для специальных
подшипниковых опор [Текст]: монография /
А.Н. Болотов, В.В. Новиков, О.О. Новикова,
38
Тверской гос. техн. ун-т, Тверь: ТвГТУ,
2013. - 123 с.
4. Феpтман, В.Е. Магнитные жидкости:
Справочное пособие. / В.Е.Фертман. Мн.:
Высш.шк., 1988. - 184 с.
RESEARCH OF INFLUENCE OF THE DISPERSE MEDIUM
ON TRIBOTECHNICAL CHARACTERISTICS OF MAGNETIC OILS
A.N.Bolotov, V.V.Novikov, O.O.Novikova
Tver State Technical University
Tribotechnical characteristics of nanostructured magnetic oils at average and high pressures in a contact zone, containing various dispersive media were investigated. It is shown that introduction of magnetic filler into liquid medium of
various types, mainly reduces their lubricity.
Keywords: friction, lubricant, magnetic oil, disperse medium.
39
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа