В данной работе рассматриваются комплексная оптимизация расходов смазочных материалов. Использование современных смазочных материалов приводит к длительной и надёжной работе современных машин. Благодаря исследованию смазок можно выявлять пригодность и степень износа деталей машин. Мониторинг смазочных материалов в реальном режиме также помогает защитить оборудование, наладить новый уровень проектного обслуживания, повышая тем самым продуктивность, усиливая срок службы современных машин.
Оптимизация применения смазочных материалов является одной из актуальных проблем 21 века.
Рациональное использование смазочных материалов не сводится к минимизации их расхода (экономический аспект), поскольку для процессов, непосредственно связанных с техническими системами, основной задачей является поддержание максимально возможного уровня надежности (технический аспект). Таким образом, с учетом взаимосвязи вышеизложенных аспектов, оптимизация представляет собой процесс, основной целью которого является поддержание максимально возможного уровня надежности при минимальном расходе смазочных материалов. [1]
Процесс оптимизации максимально эффективен лишь в случае выполнения действий по следующим двум направлениям [2]:
1. Нормирование расхода смазочных материалов, то есть выявление норм и их распределение по видам технического обслуживания и ремонта для всех механизмов.
2. Разработка математической модели расхода смазочных материалов, то есть учет всех особенностей их применения в зависимости от условий эксплуатации и содержания механизмов.
Смазочные материалы используются, в частности, в качестве автомобильных масел или металлоплактирующих пластичных смазок. Однако, смазочные материалы, не всегда соответствуют заявленным характеристикам, что требует проведения дополнительных научных исследований, позволяющих объективно судить об их триботехнических свойствах, в связи с чем, были проведены испытания смазки по следующей методике. [3]
Для проведения трибологических испытаний используется Универсальная машина трения (УМТ-200), которая предназначена для получения зависимостей коэффициента трения и интенсивности изнашивания материалов от температуры и нагрузки при сухом и граничном трении.
Метод испытаний основан на взаимном перемещении прижатых друг к другу с заданным усилием испытываемых образцов в среде смазочных материалов. При этом используется принцип трения торца цилиндрического образца о плоскую сторону диска. Цилиндрический образец имеет полость для закладки дозированного количества смазочного материала, который при работе машины постепенно поступает в зону контакта. [5] В процессе испытания тензодатчиком регистрируется момент трения с графическим отображением его изменения, а также изменение веса испытуемых образцов. Регистрируемые параметры записываются и обрабатываются с использованием ПЭВМ. Изменение веса образцов определяется путем взвешивания на аналитических весах. [4]
Сначала рассчитали нужное количество грамм навески, понадобившееся для 15 мл вазелинового масла и глицерина.
1) Вазелиновое масло:
Для проведения опыта мы обработали пальцы (держатель) и подложку наждачной бумагой и изопропиловым спиртом.
Взвесили пальцы (держатель) и подложку перед первым испытанием.
|
До |
После |
|
Пальцы – 116,61 г |
Пальцы – 116,81 г |
|
Подложка – 19,75 г |
Подложка – 19,76 г |
После 2-х часов работы машины трения подложка и пальцы стали весить больше.
2) Глицерин:
Для проведения следующего опыта мы обработали пальцы (держатель) и подложку наждачной бумагой и изопропиловым спиртом.
Взвесили пальцы (держатель) и подложку перед вторым испытанием.
|
До |
После |
|
Пальцы – 116,7 г |
Пальцы – 116,75 г |
|
Подложка – 19,69 г |
Подложка – 19,73 г |
После 2-х часов работы машины трения подложка и пальцы стали весить больше.
Результаты испытаний с графеновой смазкой на УМТ – 200
А) Смешиваем вазелиновое масло с 0,006 г графена и разбиваем 20 минут в ультразвуковой ванночке.
После проведения испытания в вазелиновом масле образовалась золотистая трибопленка.
Анализ изменения массы диска после испытания показал, что масса диска увеличилась на 0,01 г за счёт образования трибоплёнки в процессе трения.
Рис. 1. График коэффициента трения
Коэффициент трения в процессе уменьшается, минимальное значение достигает чуть меньше 0,04.
Б) Смешиваем глицерин с 0,009 г графена и разбиваем 20 минут в ультразвуковой ванночке.
После проведения испытания в вазелиновом масле образовалась серая трибопленка .
Анализ изменения массы диска после испытания показал, что масса диска увеличилась на 0,04 г за счёт образования трибоплёнки в процессе трения.
Коэффициент трения в процессе уменьшается, минимальное значение достигает чуть больше 0,01.
Анализ полученных результатов показывает, что значение массы и коэффициента трения смазок вазелинового масла и глицерина разнится на 0,03.
Рис. 2. График коэффициента трения
Таким образом, в ходе исследования удалось выяснить, что вазелиновое масло является наиболее хорошей основой для смазок с графеном, чем глицерин.
Библиографическая ссылка
Афоненкова И.О., Смолёха И.В., Ходосова Я.И. МОНИТОРИНГ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ В СОВРЕМЕННЫХ МАШИНАХ // Материалы МСНК "Студенческий научный форум 2024". – 2020. – № 5. – С. 79-81;URL: https://publish2020.scienceforum.ru/ru/article/view?id=301 (дата обращения: 19.04.2024).