Способ определения предельной температуры эксплуатации граничного смазочного слоя в паре трения

 

Изобретение относится к технической физике, к исследованию физикохимических свойств веществ с помощью оптических методов, позволяющих оценить величину предельно допустимой температуры эксплуатации граничного смазочного слоя в паре трения. Целью изобретения является повьппение точности определения предельной температуры эксплуатации граничного смазочного слоя в паре трения. Пару трения с испытуемым смазочным материалом нагружают, элементы пары трения приводят в относительное движение. Ступенчато увеличивают температуру эксплуатации смазочного материала и регистрируют на каждой ступени коэффициент трения в контакте и износ пары трения. Параллельно с этим отбирают пробы смазочного материала и подвергают их люминесцентному анализу, по которому определяют относительную интенсивность люминесценции и строят ее зависимость от температуры эксплуатации смазочного материала. По графи- / ческой зависимости определяют предельную температуру эксплуатации граничного смазочного слоя, которая соответствует точке перегиба кривой изменения относительной интенсивности люминесценции в заданном интервале температур. 3 ил. &

сОюз сОВетсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН д11 4 G 01 И 3/56

ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР (2 1) 4242754/25-28 (22) 17.05.87 (46) 23.03.89. Бюл. N - 11 (71) Гомельский государственный университет (72) Е.Н.Алешкевич, С.А.Алешкевич и Н.И.Алешкевич (53) 620.178.16 (088.8) (56). Матвеевский P.М., Булковский И.А., Лозовская О.В. Противозадирная стойкость смазочных сред при трении в режиме граничной смазки. — М.: Наука, 19781 с. 192 с. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНОЙ

ТЕМПЕРАТУРЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГРАНИЧНОГО

СМАЗОЧНОГО СЛОЯ В ПАРЕ ТРЕНИЯ (57) Изобретение относится к технической физике, к исследованию физикохимических свойств веществ с помощью оптических методов, позволяющих оценить величину предельно допустимой температуры эксплуатации граничного смазочного слоя в паре трения. Целью изобретения является повышение точ1

Изобретение относится к технической физике, к исследованию физикохимических свойств веществ с помощью оптических методов, позволяющих оценить величину предельно допустимой температуры эксплуатации граничного смазочного слоя в паре трения.

Целью изобретения является повышение точности определения предельной температуры эксплуатации граничного смазочного слоя в паре трения путем непрерывного анализа проб смазочного материала, состояние которого зависит от температуры при эксплуатации.

„„SU„, 14 442 А1 ности определения предельной температуры эксплуатации граничного смазочного слоя в паре трения. Пару трения с испытуемым смазочным материалом нагружают, элементы пары трения приводят в относительное движение. Ступенчато увеличивают температуру эксплуатации смазочного материала и регистрируют на каждой ступени коэффициент трения в контакте и износ пары трения. Параллельно с этим отбирают пробы смазочного материала и подвергают их люминесцентному анализу, по которому определяют относительную интенсивность люминесценции и строят ее зависимость от температуры эксплуата, Ж ции смазочного материала. По графической зависимости определяют предельную температуру. эксплуатации граничного смазочного слоя, которая соответствует точке перегиба кривой изменения относительной интенсивности люминесценции в заданном интервале и температур. 3 ил. 4:ь

ОЬ

® Д

2 ьВь

На фиг.1 и 2 изображены зависимости спектральноглюминесцентных свойств смазочного материала от температуры; на фиг.3 — зависимости значений коэффициента трения (кривые 1 и 3) и относительной интенсивности люминесценции (кривые 2 и 4) исследуемых смазочных материалов от температуры эксплуатации.

Способ осуществляется следующим образом.

Пару трения с испытуемым смазочным материалом нагружают, элементы пары трения приводят в относительное

146 движение, ступенчато увеличивают температуру эксплуатации смазочного материала и регистрируют на каждой ступени коэффициенты трения в контакте и износ пары трения.

Параллельно с регистрацией фрикционно-износных характеристик пары трения отбирают пробы смазочного материала и подвергают их люминесцентному анализу. На каждой ступени испытания вычисляют относительную интенсивность люминесценции Х,,„,, равную отношению величины максимума полосы люминесценции смазочного материала, эксплуатировавшегося в наре трения (Х) к величине максимума полосы люминесценции исходного смазочного материала до эксплуатации в паре трения (Х ), т.е.

Х

Х

2 ою. о (Автоматический флуориметр позволяет непосредственно,фцксировать это отношение).

По полученным данным строят графическую зависимость относительной интенсивности люминесценции смазочного материала от температуры эксплуатации смазочного материала. По графической зависимости определяют предельную температуру эксплуатации граничного смазочного слоя (Т„), которая соответствует точке перегиба кривой изменения относительной интенсивности люминесценции в заданном интервале температур. Эта точка является критической, так как

Х о:тм.

d2Т

При температурах,.превышающих значение T,„ происходит быстрое старение смазочного материала и повышенный износ пары трения. Нри этом наблюдается сильное тушение люминесценции, смазочный материал теряет свой спектрально-,пюминесцентные свойс ва (кривые 5 и 6, фиг.1 и 2), в то время как при температурах, не превышающих Т„, эти свойства сохраняются.

В испытаниях используют рабочие жидкости ВНИИНП-5 и 7-50-03, применяемые в гидросистемах самолетов.

Исследование их смазочных свойств осуществляют на машине трения. Узел трения состоит иэ трех стальных об7442 разцов, трущихся по стальному диску при нагрузке 1 Па и скорости перемещения 4000 об/мин. Температуру эксплуатации смазочного материала поддерживают на каждой ступени с помощью термостата. Спектры люминесценции смазочных материалов снимают с помощью люминесцентной установки, созданной на базе двух монохроматоров. Для исследований готовят пробы в виде раствора рабочих жидкостей в гексане. Выбор гексана в качестве растворителя обусловлен тем, что его сб15 ласть пропускания начинается со

195 нм и лежит вне области поглощения исследуемых рабочих жидкостей. Их соотношение в гексане составляет для

ВНИИНП-5 1:450, а для 7-50-03—

20 1:225. Спектры люминесценции смазочных материалов регистрируют в области 300-650 нм.

Пример 1, Исследуют смазочные свойства и спектры люминесценции рабочей жидкости 7-50-03 в зависимости от температуры эксплуатации.

На фиг.3 представлены зависимости коэффициента трения (кривая 1) и относительной интенсивности люминесценции (кривая 2) рабочей жидкости

7-50-03 от температуры эксплуатации.

Коэффициент трения незначительно уменьшается при возрастании температуры до 373 К (кривая 1), затем на35 чинается его подъем, на уровне 0,04 с сохранением постоянного плато в области 423-453 К, после чего имеет место резкий подъем и при 493 К коэффициент трения достигает значения

40 0,16. При этом относительная интенсивность люминесценции рабочей жидкости с увеличением температуры монотонно снижается и при 493 К достигает минимального значения (кривая 2), 45 Уменьшение относительной интенсивности люминесценции рабочей жидкости и смещение ее в длинноволновую область спектра свидетельствует о физико-химических изменениях, происходящих при трении. Увеличение коэффициента тре1ния указывает на снижение температурной стойкости граничных смазочных слоев и ухудшение смазочных свойств исследуемой рабочей жидкости. В области температур 473-493 К относительное перемещение образцов становится прерывистым и коэффициент трения дос,тигает значений, характерных для сухого трения. Пользуясь известным спо5 14 собом (1), предельную температуру эксплуатации рабочей жидкости 7-50-03 можно считать равной 393-403 К. Однако наличие в жидкости кремйийорганического полимера и ионола стабилизирует значение коэффициента трения на уровне 0,04 в широкой области температур примерно до 453 К. B этом случае определить предельную температуру эксплуатации граничного смазочного слоя известным способом является затруднительным.

В этом случае совместный анализ двух физических явлений: изменение коэффициента трения и тушения люминесценции по спектрам люминесценции (I/1 ) позволяет выбрать в качестве критерия определения предельной температуры эксплуатации граничного смазочного слоя точку перегиба кривой изменения относительной интенсивности люминесценции в заданном интервале температур. Этой точке для исследуемой рабочей жидкости 7-50-03 соответствует температура T„ = 449 К, отн а также для этой точки ††- = 0 (Р Т (фиг. 3, кривая 2) .

Пример 2.Исследуют смазочные свойства и спектры люминесценции рабочей жидкости ВНИИНП-5. На фиг.3 показаны зависимости значения коэффициента трения (кривая 3) и относительной интенсивности люминесценции (кривая 4) рабочей жидкости от температуры испытаний, Согласно известному способу температуру эксплуатации граничного смазочного слоя можно считать равной 413-423 К, что видно иэ

67442 6 зависимости значений коэффициента трения от температуры испытаний (фиг.3, кривая 3).

Проверка эксплуатационных свойств рабочей жидкости при более высоких температурах показывает, что срок службы ее практически не меняется при температурах до 460 К, которая соответствует точке перегиба кривой

Й Тотн

4; при этом ††- = О. сР Т

Таким образом, предельной температурой эксплуатации граничного сма16 зочного слоя рабочей жидкости

ВНИИНП-5 является Т„ = 460 K, no которой можно судить о разрушении граничного смазочного слоя.

20 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ определения предельной температуры эксплуатации граничного смазочного слоя в паре трения,заключа25 ющийся в том, что к паре трения с исследуемым смазочным материалом прикладывают фиксированную нагрузку, задают скорость движения элементам пары трения, ступенчато увеличивают темпера3О туру смазочного материала и определяют изменение контролируемого параметра, по которому судят о предельной температуре эксплуатации граничного смазочного слоя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения предельной температуры эксплуатации граничного смазочного слоя, в качестве контролируемого параметра определяют изменение

4g относительной интенсивности люминес" ценции смазочного материала.

1467442

1, отн. ed.

1, отн.ед.

290 бЮ Я,ик

Щ 3Q И3 ФМ

Фаад

Составитель Д.Пичугин

Техред А.Кравчук

Корректор Л.Патай

Редактор Н.Бобкова

Заказ 1187/39 Тирам 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета до изобретениям и открытиям йри ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 °

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101