Способ определения качества смазочных масел

Авторы патента:

Малышева Наталья Николаевна (RU)

Кравцова Екатерина Геннадьевна (RU)

Ковальский Болеслав Иванович (RU)

G01N3/56 - исследование сопротивления износу или истиранию

G01N33/30 - для целей смазки

Владельцы патента RU 2528083:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к технологии контроля качества смазочных масел при их применении и совместимости с материалами деталей машин. Способ заключается в том, что пробу масла постоянной массы нагревают при постоянной температуре с перемешиванием, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла, в каждой из которых определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока окисленного масла и испытывают его на противоизносные свойства, при этом определяют диаметр пятна износа и коэффициент противоизносных свойств П, равный K_п/U, где К_п - коэффициент поглощения светового потока, a U - диаметр пятна износа, мм, строят линейную графическую зависимость коэффициента противоизносных свойств П от коэффициента поглощения светового потока К_п, которую используют для определения противоизносных свойств смазочных масел. Согласно изобретению, в способе дополнительно определяют влияние стали на качество смазочных масел. При этом дополнительно нагревают пробу масла постоянной массы со стальным элементом при постоянной температуре с перемешиванием, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла и проводят упомянутый цикл испытаний. Затем строят линейные графические зависимости коэффициентов противоизносных свойств от коэффициентов поглощения светового потока для масел, испытанных без стали и со сталью, по которым определяют скорость изменения коэффициента противоизносных свойств путем определения соотношения П/К_п. Влияние стали на качество смазочных масел оценивают по значению коэффициента влияния стали К_вс, определяемому по формуле: К_вс=(V_п-V_пс)/V_п×100%, где V_п и V_пс - соответственно скорости изменения коэффициента противоизносных свойств масел, испытанных без стали и со сталью. Достигается повышение информативности определения и обоснованности выбора смазочных материалов. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к технологии контроля качества смазочных масел при их применении и совместимости с материалами деталей машин.

Известен способ определения качества моторных масел, при котором испытывают смазанную пару трения, берут пробы работающего масла, регистрируют оптическую плотность, определяют площадь пятен износа на поверхности трения и по соотношению оптической плотности к площади пятна износа определяют качество масел (Авторское свидетельство СССР №1165939, дата приоритета 06.01.1984, дата публикации 07.07.1985, авторы Ковальский Б.И. и Сорокин Г.М., RU).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения качества смазочных масел, при котором пробу масла нагревают при постоянной температуре с перемешиванием постоянной массы, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла, определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока, испытывают на противоизносные свойства, определяют диаметр пятна износа и коэффициент противоизносных свойств по формуле П=К_п/U, где К_п - коэффициент поглощения светового потока; U - диаметр пятна износа, мм; затем строят графическую зависимость коэффициента противоизносных свойств П от коэффициента поглощения светового потока и по тангенсу угла наклона зависимости к оси абсцисс определяют качество смазочных масел (Патент РФ №2454654, дата приоритета 25.02.2011, дата публикации 27.02.2012, авторы Ковальский Б.И. и др., RU, прототип).

Недостатками известных аналога и прототипа являются низкая их информативность и ограниченное применение по определению качества смазочных масел из-за отсутствия данных с их совместимостью с материалами пар трения.

Задачей изобретения является повышение информативности по определению качества смазочных масел за счет получения данных об их совместимости с материалами пар трения.

Для решения поставленной задачи в способе определения качества смазочных масел, заключающемся в том, что пробу масла постоянной массы нагревают при постоянной температуре с перемешиванием, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла, в каждой из которых определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока окисленного масла и испытывают его на противоизносные свойства, при этом определяют диаметр пятна износа и коэффициент противоизносных свойств П, равный K_п/U, где К_п - коэффициент поглощения светового потока, a U - диаметр пятна износа в мм, строят линейную графическую зависимость коэффициента противоизносных свойств П от коэффициента поглощения светового потока К_п, которую используют для определения противоизносных свойств смазочных масел, согласно изобретению, в способе дополнительно определяют влияние стали на качество смазочных масел, при этом дополнительно нагревают пробу масла постоянной массы со стальным элементом при постоянной температуре с перемешиванием, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла и проводят упомянутый цикл испытаний, строят линейные графические зависимости коэффициентов противоизносных свойств от коэффициентов поглощения светового потока для масел, испытанных без стали и со сталью, по которым определяют скорость изменения коэффициента противоизносных свойств путем определения соотношения П/К_п, а влияние стали на качество смазочных масел оценивают по значению коэффициента влияния стали К_вс, определяемому по формуле: К_вс=(V_п-V_пс)/V_п×100%, где V_п и V_пс - соответственно скорости изменения коэффициента противоизносных свойств масел, испытанных без стали и со сталью.

На чертеже представлены зависимости коэффициента противоизносных свойств от коэффициента поглощения светового потока, полученные на примерах моторных масел: а) - минерального Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC; б) - частично синтетического Mobil Super 10W-40 SJ/CF; в) - синтетического Visco 5000 5W-40 SJ/CF, - испытанных без стали (1) и со сталью ШХ15 (2).

Способ осуществляется следующим образом.

Испытанию подвергались моторные масла различной базовой основы: минеральное - Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC; частично синтетическое - Mobil Super 10W-40 SJ/CF и синтетическое - Visco 5000 5W-40 SJ/CF. В качестве примера стального образца выбрана верхняя обойма подшипника №203 диаметром 47 мм, изготовленная из стали ШХ15. Пробы масел испытывались порознь без стали и со сталью. Масса пробы масла составляла 100±0,1 г. Пробы термостатировались при постоянной температуре, например 180°C, с перемешиванием стеклянной мешалкой в стеклянном стакане с частотой вращения 300±2 об/мин. Через каждые 8 часов испытания отбирают часть пробы окисленного масла для прямого фотометрирования и определения коэффициента поглощения светового потока К_п, а также испытывают часть пробы на трехшариковой машине трения со схемой «шар-цилиндр». Параметры трения скольжения выбраны постоянными: нагрузка - 13 Н; скорость скольжения - 0,68 м/с; температура испытуемого масла в объеме - 80°C; время испытания - 2 часа.

После двух часов испытания измеряют диаметры пятен износа на трех шарах и определяют среднеарифметическое значение. По мере отбора проб в стеклянный стакан доливают товарное масло до первоначальной массы (100±0,1 г) и продолжают испытание по тому же способу, и замеряют те же параметры. Испытание проб масел со сталью и без стали продолжают до значения коэффициента поглощения светового потока 0,7-0.8 ед. Фотометрирование окисленных масел без стали и со сталью проводят при толщине фотометрируемого слоя 2 мм.

По полученным результатам определяют коэффициент противоизносных свойств П, учитывающий износ и концентрацию продуктов окисления при термостатировании масел без стали и со сталью, по соответствующим формулам:

П=K_п/U и Пс=K_пс/U_c, где К_п и К_пс - коэффициенты поглощения светового потока термостатированных масел соответственно без стали и со сталью;

U и U_c - соответственно среднеарифметические значения диаметров пятен износа, мм.

Далее строят линейные графические зависимости коэффициента противоизносных свойств П от коэффициента поглощения светового потока Кп для масел различной базовой основы, испытанных без стали и со сталью (фиг.а, б, в). Из полученных зависимостей определяют скорость изменения коэффициента противоизносных свойств (V_п) путем определения соотношения П/К_п.

Затем определяют коэффициент влияния стали К_вс на качество смазочного материала по формуле:

K_вс=(V_п-V_пс)/V_п×100%,

где V_п и V_пс - соответственно скорости изменения коэффициента противоизносных свойств масел, испытанных без стали и со сталью ШХ15.

Результаты испытаний моторных масел приведены в следующей таблице.

Таблица
Результаты испытаний моторных масел различных базовых основ
Марка масла	Коэффициент поглощения светового потока, К_п	Коэффициент противоизносных свойств, П	Скорость изменения коэффициента П	Коэффициент влияния стали К_вс, %
без стали	со сталью	без стали	со сталью	без стали	со сталью
Минеральное Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC	0,133	0,177	0,5	0,479	3,89	3,47	10,7
	0,257	0,267	1,0	0,82
	0,433	0,447	1,6	1,4
	0,6	0,543	2,33	1,8
	0,82	0,64	3,2	2,2
		0,713		2,4
	0,767		2,6
Частично синтетическое Mobil Super 10W-40 SJ/CF	0,167	0,2	0,6	0,6	4,1	3,31	19,2
	0,183	0,423	0,7	1,2
	0,28	0,487	1,17	1,58
	0,41	0,627	1,6	2,04
	0,523	0,757	2,04	2,5
	0,637		2,62
	0,72		2,93
0,793		3,22
Синтетическое Visco 5000 5W-40 SJ/CF	0,11	0,1	0,34	0,26	4,39	2,58	41,2
	0,213	0,19	0,82	0,49
	0,307	0,287	1,33	0,75
	0,423	0,5	1,68	1,29
0,513		2,26

Из таблицы видно, что коэффициент влияния стали на качество масел составил: для минерального Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC - 10,7%; для частично синтетического Mobil Super 10W-40 SJ/CF - 19,2%; для синтетического Visco 5000 5W-40 SJ/CF - 41,2%.

Из таблицы также видно, что сталь ШХ15 понижает качество моторных масел независимо от базовой основы и совместима с минеральным маслом Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC и с частично синтетическим Mobil Super 10W-40 SJ/CF.

Использование изобретения позволяет определить количественные показатели влияния сталей на качество смазочных масел (противоизносные свойства), создать банк данных по влиянию различных конструкционных сталей на масла различной базовой основы и обоснованно выбирать те смазочные материалы, которые совместимы со сталями.

Способ определения качества смазочных масел, заключающийся в том, что пробу масла постоянной массы нагревают при постоянной температуре с перемешиванием, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла, в каждой из которых определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока окисленного масла и испытывают его на противоизносные свойства, при этом определяют диаметр пятна износа и коэффициент противоизносных свойств П, равный K_п/U, где К_п - коэффициент поглощения светового потока, a U - диаметр пятна износа в мм, строят линейную графическую зависимость коэффициента противоизносных свойств П от коэффициента поглощения светового потока К_п, которую используют для определения противоизносных свойств смазочных масел, отличающийся тем, что в способе дополнительно определяют влияние стали на качество смазочных масел, при этом дополнительно нагревают пробу масла постоянной массы со стальным элементом при постоянной температуре с перемешиванием, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла и проводят упомянутый цикл испытаний, строят линейные графические зависимости коэффициентов противоизносных свойств от коэффициентов поглощения светового потока для масел, испытанных без стали и со сталью, по которым определяют скорость изменения коэффициента противоизносных свойств путем определения соотношения П/К_п, а влияние стали на качество смазочных масел оценивают по значению коэффициента влияния стали К_вс, определяемому по формуле: К_вс=(V_п-V_пс)/V_п×100%, где V_п и V_пс - соответственно скорости изменения коэффициента противоизносных свойств масел, испытанных без стали и со сталью.

Изобретение относится к области испытания полимерных композиционных материалов и может быть использовано для оценки их износостойкости. Сущность: проводят испытания плоских образцов на трение и износ при постоянной скорости цилиндрического контртела за один и тот же период времени по одному и тому же следу трения при кратно увеличивающихся нагрузках.

Способ триботехнических испытаний материалов для уплотнений // 2522832

Изобретение относится к области триботехнических исследований материалов и может быть использовано для испытания материалов для подвижных уплотнений. Сущность: проводят испытание уплотнительных материалов в режимах жидкостного и полусухого трения при постоянной скорости вращения смазываемого диска о поверхность исследуемого материала.

Устройство с импульсной нагрузкой для испытаний на контактную выносливость // 2522781

Изобретение относится к технологии машиностроения, к устройствам для определения пластических деформаций и износа упрочненных материалов при испытаниях на контактную выносливость плоских поверхностей импульсной нагрузкой деталей вибрационных машин.

Стенд для испытаний на износ образцов // 2521754

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции стендов для испытаний на износ дисковых ножей рабочих органов для бестраншейной замены трубопроводов.

Стенд испытания на износ панелей пола // 2518603

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания на износ плоских поверхностей, и, преимущественно, может быть использовано при испытании панелей пола.

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов // 2518238

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации.

Способ динамического мониторинга фрикционных мобильных систем // 2517946

Изобретение относится к способам испытаний узлов трения механических систем. Сущность: оценка состояния трибосистемы осуществляется по анализу интегральных оценок (функция диссипации, степени диссипации, приведенных к выходу энергетических потерь фрикционной системы, квадрата модуля когерентности), запаса устойчивости по амплитуде и фазе амплитудо-фазочастотных характеристик.

Способ приработки трибосистемы // 2516345

Изобретение относится к способам триботехнических испытаний, в частности к исследованиям приработки. Сущность: трибосистему смазывают, осуществляют трение и нагружают ступенчатой внешней нагрузкой до достижения максимальной нагрузочной способности.

Способ повышения износостойкости пар трения // 2514189

Настоящее изобретение относится к способу повышения износостойкости пар трения путем обработки смазочного материала, работающего в узлах трущихся деталей, при этом обработку смазочного материала осуществляют непосредственно в трибоузле, при этом на одну трущуюся поверхность детали трибоузла подают постоянный ток положительной полярности, регулируемый по величине от 100 до 300 мкА, который через слой смазочного материала и поверхность контрдетали трибоузла образует замкнутую цепь, при этом подачу тока через трибоузел осуществляют от источника питания, соединенного с потенциометрами и регулятором величины и полярности тока.

Установка и способ испытания материалов и покрытий на гидроабразивный износ // 2509295

Изобретение относится к испытательной технике и используется для исследования воздействия гидроабразивных сред на материалы и покрытия. Установка содержит бак, гидроабразивную головку, держатель испытываемого образца, регулирующий расстояние от плоскости образца до гидроабразивной головки и поворот его на определенный угол по отношению к ее оси, бункер для абразива, автономную систему подачи жидкости.

Способ оценки качества мыльных пластичных смазок на минеральной основе при длительном хранении в герметичной таре // 2524646

Изобретение относится к области контроля качества материалов, в частности пластичных смазок на минеральной основе с мыльными загустителями, и может быть использовано при прогнозировании сроков хранения в герметичной таре.

Способ выявления примесей в работающем масле и определения степени его загрязненности для оценки технического состояния агрегатов машин // 2519520

Изобретение касается способа выявления примесей в работающем масле и определения степени его загрязненности. Пробы диагностируемого и эталонного масла идентичной марки, а также масла с предельно допустимым значением загрязнителя внедряют в носитель из капиллярно-пористого материала, который помещают в область поверхностного тлеющего высоковольтного разряда от пластинчатого электрода.

Устройство экспериментальной оценки температурной стойкости жидких и пластичных смазочных материалов при трении и способ с его использованием // 2492475

Изобретение относится к триботехнике, а именно к экспериментальным устройствам и способам исследования свойств масел для целей смазки. .

Способ определения количества присадки "меркаптобензотиазол" в маслах для авиационной техники // 2489716

Изобретение относится к области контроля качества авиационных масел с помощью оптических средств и может найти применение в аналитических лабораториях, лабораториях предприятий нефтепродуктообеспечения.

Способ определения критерия задиростойкости масел и смазочных материалов // 2487350

Изобретение относится к области испытания противозадирных свойств масел и смазочных материалов, а именно к области определения критерия задиростойкости этих материалов, и может быть использовано в качестве оценки надежности и эффективности эксплуатации масел и смазочных материалов.

Способ определения смазывающей способности масел // 2484463

Изобретение относится к технологии оценки качества жидких смазочных материалов, в частности к определению их смазывающей способности. .

Способ определения температурной стойкости смазочных масел // 2471187

Изобретение относится к технологии испытания смазочных материалов. .

Способ определения качества смазочных масел // 2454654

Изобретение относится к технологии контроля качества смазочных масел при их производстве и идентификации. .

Способ определения противоизносных свойств масел // 2454653

Изобретение относится к способам определения влияния температурной деструкции на противоизносные свойства смазочных масел. .

Способ определения работоспособности смазочных масел // 2451293

Изобретение относится к технологии оценки качества жидких смазочных материалов. .

Способ и установка для исследования процессов старения моторных масел // 2542470

Группа изобретений относится к испытанию моторных масел и используется для исследования процессов их старения. В процессе испытания масло нагревают, охлаждают, перемешивают, осуществляют его циркуляцию под давлением, центрифугируют, проводят аэрацию атмосферным влажным воздухом и отработавшими газами, сжимают и разбрызгивают под давлением с целью осуществления гидромеханической, термохимической и термодинамической деструкции, обеспечивая имитацию работы масла как в системе смазки двигателя, а также в его цилиндропоршневой группе, подшипниках скольжения коленчатого вала и в газораспределительном механизме. Оценка качества масла проводится путем исследования физико-химических свойств отобранных в ходе испытания проб, по специальной формуле. Установка содержит бак-термостат с механической мешалкой, термометры, манометры, регулирующие клапаны, нагреватели, охладитель, маслопроводы, масляный насос, центрифугу, регулирующие вентили, гидроаккумулятор, форсунку высокого давления, паяльную бензиновую лампу, компрессор, емкость-накопитель, ресивер и вентили, которые позволяют осуществить процессы гидромеханической, термодинамической и термохимической деструкции в ходе проведения циклических испытаний, проводимых по определенным режимам. Достигается повышение информативности и надежности испытаний. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.