автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.04, диссертация на тему:Разработка и использование пластичной смазки на полимерной основе в тяжелонагруженных узлах трения, работающих в режиме заедания (на примере работы пары трения гребень колеса — головка рельса)

донской государственный технический университет

На правах рукописи удк 621.891

Майба Игорь Альбертович

РАЗРАБОТКА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАСТИЧНОЙ СМАЗКИ НА ПОЛИМЕРНОЙ ОСНОВЕ В ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ УЗЛАХ ТРЕНИЯ, РАБОТАЮЩИХ В РЕЖИМЕ ЗАЕДАНИЯ

(на примере работы пары трения гребень колеса — головка рельса)

05.02 04 — Тренне и износ в машинах

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону — 1993 —

л /

Работа выполнена в Ростовском государственном университете путей сообщения.

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки и техники РСФСР, доктор технических наук, академик Академии транспорта Российской Федерации Евдокимов Ю. А.

доктор технических наук, профессор Рубанов В. В., кандидат технических наук, доцент Зубков Е. Н.

Ведущее предприятие

Северо-Кавказская железная дорога (г. Ростов-на-Дону).

Защита состоится 30 ноября 1993 г. в^' ^часов на заседании специализированного совета Д.063.27.03 в Донском государственном техническом университете: 344708, г. Ростов-на-Дону, ГСП-8, пл. Гагарина, 1. ДГТУ, ауд. 252.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Донского государственного технического университета.

Отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью, просим выслать в специализированный совет по указанному адресу.

Автореферат разослан . 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета

к. т. н., доцент

'Л

гЧ , 1>1

. С. Дмитриев

СЗДАК ■Х№Ж7ЛЖ'Ж[&

¡апюшикпь тема.; Одной' из воягоЙяй? пвдзч, впмгда троя мврашжой-прэдавдоттостш, япяяо?ся «оздяишо 'тодой^всти я гоночтсзк рааличлого ¡«¡леса .ч.тзгл я я ти«а>

аая срока огуабн отдоших узлов я тштлэтядоэдх вор. Особое® остро, в шеяэдао гол«*» стоят вопроса адвдяшкя йхышетжй райя» 7язавзшз1^гжпаз»х уазоз трэшя.

Яав, » чвсздасгя, по гамшю/з^ззэтом ^«эггйорй? сору$зт& я актзгая&аоЯ проблею* ясляэтся -яогяг^ияя. едоеэ &эрт -трота грвбот» колзса-гоязяко р»дьсзР ?шгг®еётюеть «экютам .-которой йзрн» з Ю-50 ■

Пг5роспо»гож1,!и,ц сяэсобом ¡доте этой- является ооэ-

пш',0 лсвит, см03очи!£Г. КаТЭрЯВДОВ, £Д0ССб/ШХ р$«кг>шда робототь п вкктрамнльшгх условиях. 'жеплувтлция, ^»дотврагдал схвашзонио и зездашэ трупцпсся пошрхностой.-.

уТспольоовапхо при разрпСатай . еуязочяшс составов,, сшсобшх пошеоть росурс-работн внеокогшгруктшого три(*>са[флгопзл, днепор-ОПОИПХХ СЯЗООЧК!« сред но полинэрпоЯ оспопо. иоэаоляот роЬпть пя только триботохпичоскио задача по а пробломяш попроси околопгзоо-кой бозопаснсотп, оконоита иефктрбдуктшэ..

Поэтому большоэ зпачояяз. для кошкопля долгогочпостк т;ш>ло-цэгружоттшх дэтолой магкн ямзот нй только разработка погеяс ездгок на полиморзой осяспо и ноучко-обосиовпшшЯ подбор их когеояоп-тов. .

Цаль работа. Цалъп'пистонной работа йадяотся разработка плпо-■кгагоЯ смазки па полдкорзой освою* исслодовойно об • трдботэзшжпос-готх свойств, «0хзш!зма скозоадого дойотляя и работоспособяссти й условиях тлталонпгружопного контпкто.

Катчнпя ковазнв. В. результате протодошшх исслэдосяппЯ » работе:

- р2зработшга ?гатодича ¡^зачоского жздолиропошш предоссо га-псайшнмя трибосопряхэнля гробот» колосп-'голзпот рольсп:

- ТООрОТИЧВСКИ ОбОСНОЕППНО Я (ЗКСТОртгаПТЗЛКТЭ устояоплэпо, что в качество дпсаорсамтоЯ оснош плостачяоЯ смазки, способной эффективно работать и рожют зявДзггая. мзгзга использовать евлякот-оо-маашгауп смэсь; • , '

- шсягарж^птш>по обосяояпп шберп кочпегро рлгустатоля гм>-литрпюй смазкя, модкфпдеровоизтого евросила с добаиксЗ грсфето.

-reOjiOwisoKK к нсслодовоя шхапаш смазоч

шг-о joJSewsa ряйрийотшпюй' шисгг«"ЧГ.оН смазки;

- щуучйхш мдодожюскал оявасамост:», адоквз?но ошсшюша oskojígüijrao.ctí» Któroro койота »глшгаия ::омиопэитоц сииъш из iiïîïcw-свшюсть пэтавдиакш! • тяюдонагрувоткп'о уоло тршпш;

- 'лучок:! ::£if{iy304iiïfo, сетростк.'Ц и томшратуртшэ пиромотра pr.spscîûïsmïoS cw.'í^kíí н «олучьиа штдотаоская модоль, адекватно оадшаацтуэя дш.гякг* яроцзсс;

- íígíííuíiiíjo, что гакдаэ '^рнйотохшчьстаю свшоти;; си-тикат-nciîi сHSBííií oüufíomrmñ '4ормаровзпкеы в зокэ трения .двузв1»пзпого

^йпячсго слоя s состо/щого vi3 подслоя сигык8г.пи струь'тур xiiumo

Q8QVQ ppoHQXOZfiWM и адсор&еюнцого слои rp&ims.

Пр.-:ига':ьг:и»я цданРОТЬ psfe'fü,

- Разработана смдакатнвя оидзкп и устйкэвяоп pö отдамалышЗ соота» (рцшщо Q выдадо пптоыта ГФ ио оая.вяо ^50-127IS/04-023785

- Уиттювлсн»,- что оэррсйл v; грофат «влягетоя евгуотитолячя сййвштгйЗ сдааки.

- Kcwaytpitwßtro«! уотаноштаю, tío нояользоватю огаккотбой uracTi^înoS Çi+aiiKiï и кпчосл p.ü смазочного материала для родьооя и Bjuyajx пух?, яощщалу sowie?,ïb «зпосоотоЗкоит;. рэльооп иа I5-?<5S па сроджшио с ^зяйдт.эупкии;! у »сото/тцоп вроия'рдозздми.

Го з.тааа кчs ;>аs^n/rayen работ». Сйлнкитпея сыаока а качество плпетачлаго о.упсачпого мптер.щлй используотсп ду/л сиаашпшш i»' сои я крпшх nyru ;í2 учооткп Сочинской дястнцщн тгути Сзшро-Кет kd3ckq.'¡ дадозног.. ¿орогд.

Ксцдоыдалеш« деликатной смоши попводало иота;снть шшоет-cvoSKnc'íb радкш и 1Д-1.23 раэм но срявпоииэ о а

настояли !»р0кя ' шпелгавмип здазкамз на иоф?япо{» основа.

Годовая 0«оц5ничесК';1"3 от «апольэовеннд сэдикомюй смазки çooTei'fifiôi1 ÎI39Q pyö. вя Г :<н кркоой путл,

¿нробацця bsjotü . Оснотквд результат работи била долокогш вд елвдулщ паучнй-томкчоекзд ко»|к>ровцнсх:

1. 2-я рси'ндаалышн научтга-тешичеекзл конЗсрэпцаа ''Трнбо-тешюлогкя-працаеодегну", Тагапрог, 1991 г.

2. Всосогонпя ыожводомстайааал иаучйо-практачсская кояфорои ним студэнтоа, цепираптов, молод« учэпих, Цоскзд, I99Î г.

3. Б-я нвучэд-тохяяч&ская коп|орбнцвд "ТряОотеягаха-маийНо-отроонип", Нкжпй Нсигород, 1991 г.

1. Всесоюзная гшучло-гохгоноская KDWjflpoiuçw "г^тодо ускорэя-ишх испитагпзй агрогптои трчхто^ян я сельсхохоэя'Лсти'ашгоЛ тохпакя tu ттодожггосгь", Чолябштск, 1991 г,

Публикпци.ч» По томэ длссор^п-сш оиублш'оп-liia 5 ;юучп,"х рпбот, юлучоко чотирэ полоэтгэльшх ропошя но зоянРси по изсСротсшшм.

Структур» п обЬсм рпбати. Диссертация состоит из пгшдо.'ил, отстл глшз, оспогап« ннводоо, списке нспольмтзп'.тоЯ лгторатур:« и трпложошй. Робота содертасг 215 страниц, из irax 179 страниц ociion-гаго текста, БЗ рпсушш, 29 тсб-пщ, Снб"Погрг}|'Поск.чг список jsi-гаратурлнх нстсгагякоп яз 117 тгешповшиа н ярнлогягглл на 35 страницах.

Содоришш работа

Я анодонта показано актуальность -row;, излсвдиа цоль, оспов-?шо лолоаюпия работа, вшвсншо на запрету. ' ; ..

3 nnpnoft глаза приззодок обзор jí ёпэлаз лсслэдовонлЯ п области взапшдойстаия пар трсшя, работапг?« в poxwvï осоданля прп наличии смазки л вез наб. Мохошзх■нзщтШгш тесглакагрухомсЯ узла тропия показан на пряморо взЬгаюдэйстннл гр&бпЯ колэсо с годов-¡;оЗ рэльса п кризоЛ пути малого радлуса. В результата аноллза.би-ли устаповл&по, что основшм лядом износп погюрхЛостоЛ тропяя колос л рольсоз являатсл лзпос при-заодонйи, как. рЬзудьта-г схватняа-иял п цлпстлчоского точэпзш металла п -зояэ контакта. Кпиболоо о<р-¿oktübíbím мэроприятаон сгтособякч пошсить азьчядасгодность расс«от-рвиюгр трзбосоаряжэяия являотс;? хцяавжш íuuiCTP^niá сп'.гзашгх материалов, ямзщих шоокяо прот?рюзод-лрп1?п> «воДстса.

Анзшг» характарастюс оточостшшмх и заруййешх. сн^зся, исяо-льзуешх n русокоавгружзжп« узлах тродая, пси^м, что слззкя m пофточаслялноЯ оспопо по удоплотшрягл" ао к;гог.гм яояззатоякя условиям ЕКстиг/птсц-,™ mpi тргияя гробов» колэсэ-тетвка рсяьс¡з.

Кшет были проеиаяизгровзпл zaps:m>pzcr;nö< редя дгспорсиолзия срзд срдоржзгсга оргшгачосгскз л пооргзчттесгаа дсшмэрч ît рогмзх-гюсть та лслол:-»зопплкя в качество оспппи аяостиЧайЯ смазки, пртагги я илгоду. что ocí'otio.l яол-^<2рноЯ скйзга мэ.тат слртгть ста, снлишто иатры и масла. Это обуажимоио ií;co¡r,rcí кн сноЯстаа.чи та; аз il cKset, о 0 ктат<ол сто^чосгитэ я сколоппоскоЯ бозоааспостьэ.

Учитабяя актуальность лхюбланн-поиггснж! з- т^состоЯйоста tít-

Ейгшогрушвм! ушгоп тропов, в рпОото рояопксь следуюосйэ звдачп:

~ сэддояИ'КИй'гь щъты «зшшшкя ^'шхловогругошюго <1рда-цщтаро хогшнагя, отделяв 1фз*орйв.щщо садтдаиощм «одоли и im'ypa; • ■ . ■

- подоф.№ coovßö äsenöpvhouhob сродн щюотячпоа скомя! на полтора»» ooircm;. . " ■

- розработч» рдешощшй состой иластичкай смазкк с уча?о« Т|ЮЙОВ8ЙЙЙ прздаошцймаи к и&аодашнм сштщ;

~ проиаетз нпыюдоваийя »допдама омвзочного действия рлзря-боздцаого coctiiaa сипами

- оценить вликимэ нагрувйтеьгх, скорости тошзрзтупкмх фак-гороп на сказочнуз способность разработанной полимерной.скеэка;

-' иесдодооотб ¿¡¡яаоаду» .способность полишриой смооки по от-всазшга к различному- оддатаюяа каторкилст пор .трэпия?

- определить < ичоехив 'рвойотш ткдашорпой- омазкк по отаовоаи» «.другая «¿изкем;...' ,

- КСОДв&ШЗД faVUiiO^XlüCWOC'iifQ CBOÄOWJ0 ■ полимерной смаз

-.рязра($от«т& тозиэ^лгмЬ- праротоолшюл иолимориой смазки.

• ¿ьодройаэ и про-

язяодотад исадодоцания. .

Ягорвп улпаа «ол^,№!'с.:р1К'МО,?г(о.-'1,оорота',шс:о5о исслодояогоу! юз-шоедгойкоогя гядафвн^угвддоогс-' трабооовряжеяи« у гтакоасввэа йа-щедского «одо^роаакйя сроцоссо. трштая я яитозядшкя при wsswaa: равиадх rßHiivii ». щчшт* 'кшшяшща:-!' popü трона» rpoüsaj» ко-ододюзрзд- рбдьдо г' вйи' разрййошад ■фкак-готя а стоук'/урнол ко-Zff&i саоуейг, сдрод¡мгнаг' скводшв (Ьикхори вдряпро па орогвоа кз-пг.Ш81яш keesö к рольоо» прй адг взоималойстйзк в .криюй пути.

В jSsoy^bTara £уа?лош;аг-Ь мэдадиромгау; ноолодаогдй процесс йад Ii'ре^тетумя s-'пидо кршралыюго'урвадат?«1 подобии (I);

i^Q {с/ ? ^ ; ; <Ц ;%г

k О. ; С. ; % % СУ %

■« . -%-ir- ; J {1)

где Cjj « - коасшиа подобия лшойдого нзлсса;

Gz\" h>i/LU " К°8сг'ли?а иодобдч длины дсроисп хранил;

С{|ь" ^fo/^fc« "* «°нотаота подобия дявматра ютпа контакта;

CS{" siH/si« " 55°5Ютвцта цодсбэд пути трония;

£

- ютпстшгго подобая ко^фпрюнта треняя;

- копстшта тодойял удельной погрузка; жгастаэто подобал скорости скольхоття;

«сЛ ~ 1с0нстшгга подобия твордостн маторяпхоз; Щи^Ы ~ 1ЮИСТаггга подобия шдулой упругости;

/Л V**

С,,

Яг^/Яз^- коистепта подобия шерагоаотоотя;

гч - копстаято подобия радиусов зокруглэднй

ср " Рде/Р*«

иакродерошостоЯ;

константа подобия шютпосга смазки;

СП' С♦

- коястпята подобия лязкоста смазки; t,{!i - коистаято подобия паруяпой тогаоротуры; Ч " ^¿я ~ константа подобия томпзратуры в контвкто;

Тага» били полутону осповян» рвсчвтниэ соотяопонйя нзслтоб-шя коэффициентов для натур« и яодоля, которио ггозсолалн рвсчитать необходимые у слоган провэдопил дабороторпых и зксплузтяцноп-пих исянтаяиз.

На осгово получоппно ростстшх соотпосояяй Сила рвзрзботояо штодлка проиедопяя кспитаниЯ на ?*здояыгой установка СМГ-1, о ес-гшьзовлтаем споцявяшлс обрезцов, по ясслодопошш процооса изпа-шзсшм трзбооопрлаоиая гробош. колзса-голопая рольса.

Прошдонйй нятурашс я дадальтяяс асяйтпяяЯ по пройэряо сходя-мости 1сряторяплышх соотшйопяа, пояозаяо, что &зцду розультятшга нптурпыг и модолышх хгспнтспзй суцэстиуот лапоЯэдя 5ЯРЯСЮ*ит> (риоЛ), которая хорактэрэзуотся козф^ртптся !»рро-та?п1 рзппкч

0,594 я 1,07 соолзотстсегсго ддя пордаЯ ( 1-р^льсояоя сопка и яторсЗ {П-пояаиор-ноя ¡смяэкэ) юдэгой, Кочос-тгкжя» созостврлояяо сходх-нсста результатов испнтвпиЯ, проводилось па основа анализа яоворгяостей трояяя, кях-ростр>ятурч 'яокэрхпэсттпи слоев язяог&шшг обрзгдоэ, 0,12 О, И 0,16 7$., О,/д показало тсудзстроялость яро-

Г'ясЛ.Срзвншс.э ргпультатоо ояутсэ та'-охсах п плтурэ и адл^-пл

_ го ;>7ггзлсйшгЭуГл юнегкогнаи: „ПЛ,1ЛГГПП зя .__„„

I.?. (3,4)-тоорот?гч&скэя л дэйст- ""ои ссоп 7Р°,ГЯЯ я •гаяет^зз-

ритольяоя зовисй^зсг». ;с1Л

Третья глава. содзркп': шч-одшш по провэдаплплсследованиа гошогачвоЗг смазки пи полймзрисй '¿слово, Для нропэдоиия трибоио-шшшй дасзарсйощшх смазочных-срод использовалось торцовая ма-сопи трогшя ( TUT ), о для jicrcireaiilt шюотаяшнх смазок устаношо Clfí-I. В качество, образцов для ТМ7 йспользоиолись цклшдрики и ковгр-дгок, о.дая СЩ'-Г ^лчка споцяольпой гоомотрнчоскоЯ <1орш, i которуа тозеолнли собледоть .условия модолмрошшин тяжэлопагрУ*®11-IKJXS) jíóirfикто (¡«»опстгю даху'Узо^о-скйростши порамотров). При mro^owiomx образцов йСшз;гьзова/глсь мвтораплы, нвиболоо шрокс нсиольауотю и шмконагру|ьи«ад узлйХ :'гро1ш.

Ноиопт irpoím на ■ иачорядсл. тсшзомотричоскоА копоолыюЕ болочксД и ввдис1П!алсл нодчгтрпМ'юД ленто семогисцо H-327-I- Ирв продедокая копщ*ай*3 шГСМТ~Х, момокт трения фиксировался ытатоо? усТбНОЭКл» •

Кштор ЬСрдз1|р.в..орр0д^Лйлса. пут<Ы взвашивацкя юс ни ашшстн-чосют иосаг до к доела испитого»» с точности до 72'10"f о таю» со парада мша ЯЗносо ролавоэ образцов. Дял эошра новорхиост-тоыяоратур« в» вотюрхпосгл тродия ясшльооваяюь хромоль-ко-полошо /гормопири^ а о^йЛмапя «гомпорйтура фиксировалась ртутным термометром. ' -

В кочоСтао даопорсйорньт срод использовались смозочныо мато-аш отдачодарсп .составом, фшзшсо^сидачосгрмя сваЗстрама;: дафпг-куй касло, иодш№ растпори де/ючша; силикатов, раствори поливинилового оперта, сгшгкетао^-маслядао смаск, глицэркц.

8 кичоотм R¿ocT5№iinc смазок брились тоззршо смазки: ЦКДТЮ. грг<|ктоя,. рэльоскал ¿P, 1рафцтдоя.(0 таю» сзлш<атноя смазка.

Продальпна ипгрузки до зооддиия дан киддаы диеггораиоатл сред опрододАкдь при стунодчптом падашвшта нагрузки на обревцат через XÜ Н Щж исштагикг на W?, к чороз каадоо 100 Н для шгас-тячш« сказок ьра кспнтогаос щ СМХ-Г. Лояшгояио признаков заедания fvm ехтшятя штеркалов определяли но . ровному изменошт момента трошм, росту температур, появдатш иошаеппого шума.

Для оцоикя протйноизюсинх л бктиГрккциолшх cdoRotb смазочных материалов г.ройодаан дяггдльоыо иегштенля от 3 да 10 часов, р мвисамостя от постеолашшх акспаримэнталышх целей.

Макроповорхаости трения изучалась и фатограффопались при пс ножи микрерояттошхяго «трального епалкзоторо "Camobax" я оптячес кого иотахдагрчфачсского юкроскопо "Moofct".

Исслодовоаио порахонатостя поиэрхпостой производилось при помощи двойного микроскопа МКС-П и профозографа: модэля 201. НшсрсР тпордооть измеряла прибором ШГ-З. .

Приводится, разработанная автором, мотодкко спродолопкя он-тампльного состава смэзки на полиморноЯ оснозо о йснользовоптш гдатомзтичосного илашгровагмл зкспбрпчолтоп, а тага» Мотодяка про-падонш) котхдкста псслодовятаД по аэучбтга-жйвяязМэ смазочного гапчэ действия новой сллакотяой смяэка л-проверки-"05 работоспособности в различии* условиях эксплуатации.

В чотпертой главо изло&аии тооротачоскао гфоддосилки я результат!! ажягоримолтпльпях исследований по подбору компонентой дисперсионной ера;?! и Дяснорсиой фозн ; разрабстыйбмой пластичной салазки на полнморпой основе. • ев ■

состава п зкспор:^1«гголыяЬ исслодопо/тя -по иэучопап мохетзмз смазочного Действия новой сй^вткЬй'уСЙйКг»;; .

Показано^ что. тятоя.-в кйфсто^ о'сн^^

оалзнатногмасдшцая снйсь кЫг '¿¡(¿йв- т^бо ^х^векио 'тояадатеч ли по сравненн» оттрщ). *

Устакйшто,- что смэсь мэелггя г«илнкатв 0,0... 1,3 имоот'отабйльау» ¿1т?реят я*-

окяелонао' далямораой фоси (силиката 11бтрил) пря состава на

этхритом воздухо. ' • ' . \ V ' ; :

Обосисвшиттоя вабор оагустатоля си но результатом т-алоксь-нх ясшгавиЗ. сзйшоскте, фг<-

зшго-хкшчоскяг свойств к наЯдошв^ч значениям обобранного. 1ф*л>>-

ряя овтимазацаи.-дая ¡зоавичаис'вядов са-густатол^Я (ряо^2). ' ».-•

Функциональная роль опросила и гранта объясняется совчзсу-®гч дэйстаяоч шс0к0ласпс'рсш.т Ч0сгж{ углородз и озроС51ла, который обладают сальной загуязнщой способностью л врядо»? сялйкэт'ПО-шслияоЯ смоги иообходямио пязко-упруга& сВойствВ хорек-горний "для плястачгаис смяэои. Модель структурного каркаса сяликятноЯ смеэки представлена на рис.3.

Нлиппио компоноатов еяляхпткой смазж? на г<5 скаэочяу») способность и оптимизация состава проводилась с использованием катоде п математического Т1лв;офссс;юя зксоэрикадта., Нослэ рзалазации эксльрююитального плана и математической обработки, Счло получало ураввднто {?.) адоксатно отлсивящоо ятггетг:гсгтюсть яянетива-

а -

o.s di-0,6 •

OJ, 0,2

ОМ

1

i

os?

i

РНС.З.ЗЩ1ЧГ'!1ЯЙ OfíC-CiíOIOWX ПйрЯМОТ-pon отчшвшри? n¡;,í кепитают сма-coíí к» сий«<а"Иоя «íüjeue, оогувдн-Kixil-Ctt шпон; Z~7A мило«; 3-yr-логодоч; 4-грантом: Б-аоросчлом; G-QDJWÍWPH IT грл!".пт;М.

Гет.З. Мододь структурного KB [ixrtco С5*л;гкптаой пластично» слизки: С- углерод; аОо-аарс сил; г-маоло; [)- с^шш)? цат-píi-'i.

пня в аппискздота от п^юцситтогс оодоржопвл комполо1ггав сиаоки (kaела (U), 081»с.нла (ЛЬ rp^ln^r, (Г) ) нрп штчимос.та гс»0,05:

lg=-¿e,43S~0,?,32 A~0,4Q7 V-U2A5 ШО.ОЪГ Г НЮ.015 Л2+0,011 Z2+ G.OÍÜ L?. С 2 )

По подучснкс/ч-у ¿'¡чша&нив ггогроссвдг бита рсо?}'.т«1щ оггдашль-пио отшчэнлг. jirifpo^iOHTQE (по масс о): Hacj;o-37,-'.5í, пароснд-ЗЗ,?-«, rp&Í»íT-(J,4X, остальное- силикат аатрля.

Оф^ектпипость сиееотаох-о .действия я шенгсошшэ триботохличос tcíío свойства сзлйкатцоП ездзет ocstonniiu «в обрезовшеш в оояп трг цзл нж-фъмронятroro внеокопзеуг^го i'painrínoro сдоя, состоящего та подсолом енлдаегш-к образована;? (розудьтат хишчоского взаидо-да ?. отнял елдзкага и.чтрил с металлом или оккслпмд шталла) а одсо-р&дюаного слоя соетоял\бго из коллоидных частиц кромчеопма, гра-(Jsrra и даодо* ;:оторив ^«зичоскй пдсорбяруюп-ся нч трущихся повор-июсуих в аона тсоитпхта.

ТосрэтачосккЯ ояодоз модели контакта ( рте.4 ) noBopimcToil •/¡»■зная сиазйВйомых силиквтцоЯ смазкой доказал, что кэхаинзм сма-сйлзатая тидалонагружвшюго триСооопрядамгая продстетишотся кок ро эульгат сокостпаго действия н зон» гранкя химически активного силиката нотраи и гранита в енликатпа-маелг.ноа ерлдо, В резулъта те rrpvr rpeira в режима критических нагрузок, «оторнй хорактореяу втея досорбциой граиачянх маслята и гул1«тпн£ слооц пл участка*

- э -

фактического контакта сопл о-/ втся условия дал протвкзния

•' зстлиосхой роокци* взадмодёЯ-

■2 спзия сшшкзтз натрия С таллом и ого окис-лемн и с<5ра-

сздванем силикатного падлг.ел;

прэяятствушого нопэсрйдсг-] шпону контакту хаошг.гыг.'х

Рис.4.Модель фртщиошого коптак-

попорхностой, до гэх пор - г.о-

та нри ислгаив ЗОНО 7рйНЛЛ спои- ко скорость ХИКЕЧаОКО,. рОЙ.Ч-катшй смазки: I- основнойнатаял; шг, оЗва&эвзшш' силикатов ко

'•> ОТЛГГТЛГ»« Г?— )ГГ'ТГГ|Л глипт—

То2(СЮ3 г£102 тН.р -> ¥вг(8Ю3)3 + (п-1)3102 гЛ^)

пс^будьт -иже скорости нарастшия процессов схвативания .

В устояовияЕбчся рожаю тропил, при нагрузке в контакте еткл критической, когда формировопяо силикпэтшх структур химического Прокехо.удегсш па.учоояотх фактягсоокого контг&ж нракяпэскк эакои-чопэ процосои троетя протекает в адсорбционном граниччом слог. графита, могла, жадяого ототетэ и но затрагивают сшвясатпнй подслой, КОТОрЧЙ Л ДШПЖМ случзо ЕМПОЛНЯеТ роль '¿ПОрДОГО ПЭКрИУИЯ.

ПрОДСТЯПДОШ рОСуЛЬТОТЦ а_ЧСП0рИУ.01ГГП.ВЫГИХ воелвдовппяй- но

Проворно тсоротичосюос наследований мохашома смазочного дойстзяя стаикатпой смазки п условиях просо допил цегштзтай -при которих оп-рэдоллллсь протгаюизяосяш, оплта^икцтошыэ я протавозадиршю свойства спзциэльяо отобраттх смазочют срод, составы которпх позволяла анализировать ровдадьтию плияянг. компонентов еяликгдаюй смазки. Результат» шяштаний, прсдстаолошшо на рис.5, показывают, что лучакв аяачэяия тработохпичосюп показателей доотигоятся._при_ тротпш образцов в силикатной смазко. Тик, п частности," предельная нвгрузкп при которой сохранялось Ы5 несущая способность составила ?,,П Ша, что • из 0,2 ГЛо вило аналогичных значения для товярши су.прот: СГИ и графятол, которно ив такт в своем составе полимерной ф-тон, что подтверждает положительное. рлияшго силиката натрия пл процесс тронин г лкпл&иигру жошсго трибосоиря&&Ш1Я.

Исследовались физико-хготачвекии процесс» происходя»;!« но поверхности трпнип, уеловкя формирования и природа силинвтшпс обрп-эспшмй. КочостоптыД и количестЕошшЬ кикроояплиз обрезов, пега!-

- ю

ощ

ОД

ол

ом ом

а)

л

%

45л

г — к у V

о во тзощ

{О -%

%

4 2 О

: № ' 1 ^

1 ; з УГ.: ■ "• ч

ОМШ 14 17 20 2.3 Р.ГЛо

РйС.5.Измо1В1№б когф.траштяСо), ■ лшойного наноса (б) от вромэ-Ш ^сштаннй- и- ковф. троння от удольаоХ нагрузки в коятачто • ролнаових образцов, сказиви-омнх;- 1-мзслом; 2-смаз;сой СПЛ; 3-гро1г,1толом; 4-рвстпзром силх-

о 60120 №2тои т э.на<ггая;

Г, «да. .

танннх на износ ' б 'сродэ сшжйтшЙ смазки, проводился на рентгеновском ткроек&етзаторэ "СдиеЪах" ш двум шгкшпым комподантвм смазки - углероду к кремшиз- -

устшоедэпо ' (рис.с), что прт тропик в сродэ склшштиой смоэ-кн шз повэрхностяк трошш происходит значительное уволичошц» со-доргангл кремния я углерода ужа в сервиз СО кия шштотаа (период приработки). В Дальпойзюм, по году опытов, наблюдиэтоя позиачл-телыюе увалачоюю содэрзсашгя эткхвоцоств, о характер их распределения болэо равяомершгй но гов&рхдасти трошы я длило скзннирэ-нааия.

При проведении фяэоиого анализа : поверхностей тропяя образцов, смазнваекых силикатной смазкой, на установке "ДРОН-ЗМ", ио обнаружено новкх углеродных сооданеняЯ. На ронтгеногршмах, ктыо окислов ж&лэза присутстоовалиг .лшста джжсвда крояиля и с ¿сотка та жвлозв, что подтворядаот химическую природу сштиздтиых структур.

-и -

а)

0,6 0.6 0/1 0.2

1 ^ дои.пин.

60 пин.

//////// исходное состоян. Г / / / / / 7 /

10 С//о

0,6 Об

5)

0,2

—...... ЗбОмин

601 чин.

'' /////// ¿/сходное состоян/ г / / , / 1111

- .1..

О О/ 0,6 0 18 2,0 0 0,4 0.& (6 (52,0

Рио.6. Колнчоствошшй макроанализ содоржання кран-пня (о) и углерода <б);на поверхности трония образцов, снвзшзаомих стиассотпой пластичной смазкой.

В пятой глава огетсопц результата исслодованяй триботохнглоо-кнх п (¡пзино-гакичвскнх свойств силикатной с«озкя, в сравноши с приманявсдаися п пастогадоэ время плостичдамя рольсовнш смвзнвмн НР. гранитной УСоА, ЦИАТИЛ-201 о графатпнм наполшггалом л смозкоЗ графатол, которая явллотоя прототипом сошкв-лгой смазки.

Пригодятся наследования по влияния пвгрузочно - схорсоттос л тонпоратургога парамотров пп смазочпуы способность ркзработанпой смазки.

Наследована работоспособность силикатной смазки при разлнч-вах сочетаниях нотораалоз пор троттля, а токая ой Яизико-химичео-кив свойства. Пряводэнн »вэишческпа условия па ао язготовлавшэ.

При оцэпкв влияния пагрузочпо-скоростных и токпюретурннх параметров по процосо трения и износа использовался статастичоский метод шгепиропопия зяспарЕМчита. Реализация виспйркмояталького плана я матокотичоскол обработки позволяли получить уравнение, адекватна опясвввщео процесс при уровне» зппчшэспг а*Ю,05:

(1ц - 3,175 *■ 0,251 V - 0,503 7 + С,СС85 Т - 0,633 Т8 (3)

¿нолю! уравнения ( 3 > иокпзол, что тпкмадышй износ будот при знпчетмях удэлытоЯ погрузки в контакте Р - ТГГТа, скорости скольгопия 7С- О,В к/с и температура среди Т « 2(?С, а иаксичаль-ноо значение износп достигавтся при Р--3.0 ГПв, 7-0,4 м/с, ТЧХРС.

Исслвдоввниэ сиьзочной способности силикатной скяаки по от-

пожени» к различным сочетонияы пор троняя позволило установить, что лучяога триботохнячаскики свойствами обладает сочотанао пери сталь 4о- бронза БрАЖ. Это объясняется созданном при трозин в сро-дб силикатной смазки условий для протекания ароцзсс-ов кэтоллопла--¿СМрОВЬ^НЯ трущихся позорхдоотйй. Хорошо -ТрИбОТеХ!НЧ9СКИ0 хорвкта-рнотшга били получены для различии сочетаний стальных образцов.

йсслодовзейэ анта^рикцашннх, нротавоизносшх и нротшюзадн-ридс свойств сшикатнэй смазки проводилось на основа сравизтэльно-го анализа получ&ших при трнбоиспнтаншис значений коэффициента трвняя, весового износа роликовшс образцов в сровняют? с силикатной смазкой и специально подобраннах товарище смазок, которые используются при тязюлых ромедах трония, в частности, для смазки рельсов в кривых пути .

Анализ результатов яопитдний показал, что силикатная смазка по аатк|рикциошшм свойствам в 1,5-2 раза провосходат контрольный сказки, в по противоизлосвш в 1,3-1,5 раза.

Ясслэдошме цротнвозаднрннх «юЙстб пластичных смазок, позволило установить, что нагрузка до зяедвния, выдоркяваамая силикатной смазкой, Рд-2,4 ГПа, а у контрольных сиазок она ню» я составила ш вншэ 2,2 ГПа (ск.рад.7). Оценки новорхностой троная о аоиэцьв шталлограг{4иоского мзкрзскопа "Keoiot", позволяла установить,что повэрхпости трения, смазывоолыэ силикатной смазкой,

имоот обдираю по пгошчикя вкраллония грьфита во впода-ивх шкрсперовностэй. Исслв-дованио микротвордости по глубине поверхностных слоев нзношвшшх образцов показало, что образцы посла исни-гчший в с рода еялшеатпой смазки кмэйт незначительное уведичониа какротвердссти по сравнению с исходник сос

Рис.7.Йзмэшшга коэффициента трения тояшшн и в сот;осталла;с:и с в зависимости от удельной нэгпузкн; ..л™™—„.„,..,,. 1-ЦШШ-201; 2- КР; 3-УСсА. контрольны,ч* сказками iw

4-грсфпол; 5-силлкатавя смазка. нвфгбмясляисЗ сс»о№-

QSjG iJp 2,0 г ПО

Результата исслодовапй.Ч физико-хта-скоских свойств силикатной смазки ( см. -табл.!) показали, что по основным служобным показателя« она отпочрот том зксялуэтацяошнм' требованиям, коториэ продь-яаляэтся к рэльсовым смазка*,I. ?якжо устаповлэко, что сказка отличается внсокой коллоидной и тормичос/.ой стабильностью, низкой кс-паряриостьа к го;;ос'!'о!и'остьп.

И'лсгяя г.тдвз содержит сподшшя об оксплуатвцяошшх испнтпни-пх ск/лпгятпой смазки. Силшсатпэя пластичная сизака Сила испытана в рзаяып/г усяоэпяг зкслдуатащяг яря работа в качества рельсовой смазкя п кришх пути колото радиуса»

ЭфТоктаплость смазочного действия силикатной смазки определяла цо зпячого'лэ боховух изиосоп рзяъсов в кривой, смазцпяомлс склн-катттой сказкой, в сравнении о контрольной сипзкк ЯР и бэз смазки • 30 огфздолоктгоо, ОДИЕЕКОВОЯ Ш ПСОХ 2рвх случаях, ВрОМЯ ЯНСГКуаТЯ-

цзя а штдомтачпих условиях прог-одопия швдапай.

Для прободения кспытажй бгта вййрвнз кривая малого радиуса (1К350 п районе стннцшс Лоо Сопоро - Кавказкой хэлззной дороги.

В нечоство систем1.! подача; роЯьсових с !аоок использовались стшгиопарныо путовко рзльсосшзшэатогкг». установленные о с,боия

СТОрОН при ВХОД® 1} »фИГПуП ' '• - ■

Лаблвдоиия оо процессом смымгоятгя рельсов и асэ иеобходачие язмэряпия проводили» точоншг воеъщ месяцев. ■

В процессе ис-гак'агшй ггг-огюдхп'.тсь овкпри бокового .лилейного износа головок роль'соп на коктролыик. учпетквх, а такго оценивались подюгашость смазки, стойкость т> воздействии. окрупкшдей среди, удерживавшая способность. Установлено, .что силикатная смазка кэ

усгупаэ? цо сеонм вксплупта-цкопиим двойствам контрольной СНЭЗК9 ЕР, 8 во УДйрКГОайЦОЙ способности и водостойкости она значитеяьпо сО превосходит..

Боковой ¿ияойснЙ йзяоо ро-льсон С'тзувеекш; силнкптсой сноэкой п 1,1.. .1,3 раза мэнь-ао, чем рельсов смав!гоао!гих контрольной пластичной сказкой 2Р (рко.8).

-Я

и

6

' ■ 1..... '■У

¡г \ ч 0

О 2.....4 б^бМУО

Ряо.О. !Ьг,'опэгп:а Сокового износа рольсоу в кривой путя (Я~в50 м) в зависимости от вромэта испнтшшЗ: 1-бэз сдазкп;2-с;иптко7неп смазка; 3- рольсовая ездока ЯР.

- Таблаци I

Физико-химичоскио характеристики пластичных смазок Цнаимоношаиой Злачошш основних покозателоЯ клестачцых смазок

¡¡йоквз*

свззтолеЯ РРельсовая!Гранитная ¡¡Щ1Й.Т1Ш-201 [¡ГпафэтолйСижисатпал | Есмпвка жр) УО-сА | -_V ■ I

»Ьяцкость

при |

г; п 8 5,5 од. >14-20 тнс|

-15 С

т1р(>;;ил иро-р? чносга,гс/см'! 16 од.

•аул ¿о с |! го г.

-:-:- |а-11 тис. I-:-:-

¡2-3,5 тис.в -:-:- ¡18-20 тес.!

е7 т!{с- « 4-^.5 тыс!

КсПариьмостьк цря 100иС |54г«д.2Д з

шодостойр «кость.

¡а'ом-ряыо л мрлп С

100

-аи.. .+ъи -50...+80

!

7-12

6,0

6,5

„Ж 18-25

*/д | 10-25

5,6

гл

5,0

10-15

цпрз

стйт7

Температуры

канлаггедония

Шшювдная

1ьи а." ВД. I

-20...+70С-60...+90 .Ц-15.+16ЭД-40...+100

>77

175-190

130-140

ст-сть.

2 з.

Ж

0.5-5

20-30

2-4 I 2,4-4,2

Гврмоотиии-

льность

140

£0

173.

170

120

Замена смазки ЕР па сидикатнув позволяет рожать вопрос экологической Созоаасноста а скономии нофтерэсурсов.

Пршюдятся дашщо: твхняко-экадамичоской аЗДыстивности от использования силикатной смззта. ОжидаеглыЗ годовой акодомичасгшй аффект составит 31,3 та с. руб. аа I кн кривой пути.

СНйК ШВОДУ

v__

1. Установлено, что работа пари трднля гребешь «олосв-головка рельса протахавт в гкетрзмалькых условиях р^оалуатвдии при нвгру-вочно-скоростпых и температурных . пэрамотрах характерных для тпаэлоиагрукошшх узлов трондя, работавши* в рэгииэ зоодания.

2. Анализ ыохонизма изнашивания т»С£0Л0нагр.ужгивюЯ пари тредзд гро-бань колеса-Головко роль со показал, что оспс&шм оздом изпаши-вшия является нзшшипщниа прй заедшега, а сопутетвущинн-изна« Еиванло еслодствзи пластической деформации и аСреэивноэ.

3. Разработала иотодаш модолгровшегя процессов изиашвания трибо-сопряжеадя "колесо-ролъс", позволялся скэспроизйестл характер скоростей, нагрузок « томлэрвтур, дайстауак^к V условиях оксп-

- 15 -

луатоцта рельсов в кртанх пут,г.

X. Экспериментально усталоплонп тоздостпашюоть качественно;! с торопи нроноссов изно'лнвяггля рольсоп подали и пптурн и ссгпэдо--нда колмчостзогшцх хпрактористяк с погрешность» ко боле» ЮТ.

5. Гаэрпботвян методзкя прогедглил исследования, нозволягщно да,-вать тсомплокснуп сменку работоспособности различите смасочачх мпторяялоп -л оптимизировать их состав.

й. Экспериментально исследовано и установлено, что смась подпОго раствора силиката натрия и масла, îkjxt.v слукать осиплой пог:л-моросодержащая пластичной сиэзки, лгаду высотах трнботгшмчо-ck'.íí спойстн, экологической чистота и низкой стоимэ:. .

7. D результате подбора дисперсной <£азн разробятиваомоЛ плостнч-иоЗ смазки б.члн пайдопн качества (а,оросил к графит C-I), :<о~ торна являются загуститолями силикатно-масллноЯ оснокн, определено их оптимально© соотношений п соствш. силикатной смайкн.

0. -ооро-.'нчэски со'оспована и ¡экспериментально подтверждена гшо-тозо с.'дазочного действии силикатной смазки при троили столп в условиях тда»лояагру:коппога фрикционного контакта.

П. Устнновлаио, что bhcokkü смазочнно свойства разработанной оядз-:ги обусловлены присутствием в do составе раствора нолпмс-рп, ко-Topi;í; ¡JopfUipyoT па ногг.р.пюстях- трития износостойко кторич-тне слои силикатного нронслоздэнчя.

ID. Получена математическая сазпсино«ггь, адокватно ониснпак^ая влияние нагруоочшх, скороспкгх ;г токпоратурннх Акторов на нзноо тяжэлонзгруазнного сопряжения смазызаомох'о силикатной смазкой.

IX, В розультато аксперлкэнтальннх исследований Сило уотакошгено, что по своим тработохничзоким показателям силикатная смазка ¡тровосходпт пластичные сиазки па нефтяной основе в 1.4-3 раза.

12. »'сслодованнэ физико-химических свойств покпзмо хорошие аксп-луотсцнотыо качества силикатной сздзкн: водостойкость, кол-льчдчуп в тор.чотэокуа стабильность, нтпкуп кспар^ачость, око-логнчосхут безопасность.

13. Эксплуатацисняно испытания показали, что использования чшл-катной сказки, позволяет снизать износ рольсон и кривых ггутн на 10-15" по сравнения о контрольной сказкой Т.?. Экономический оМгжт от использования повой смпзки ссстаплчвт 11,3 тыо.руб И'! I км. крздоЯ пути.

ошобпыз пояошшя дкссервди опшйгсоваш в слцпуада работах

1. На£5а Й.А., Кулаков В.А.,-КруглыЭ D.H. Йсслодованда пяксостзо-темпорсгурннх хоргкторкстах некоторых шдщдс растворов поллмо-роа.- Киэв» 1950.- 4 е.- Доп. в УкрЮОЩТИ C.GÄ388.

2. Евдокимов O.A., Майбр И.А. Разработке акологияеевя чистой смазки для пары трезаил роборда колоса-голопка раяьев // Тоэисн Всасош. «эжв. НЩ отудетюй, аспирантов, молодах удэпых ШаГ,-М.- 1991.- С.8.

3. Кулаков В.А., Ыойба И.А.-Разработка я дссдвдйБание сиз-гочпих ейдкостой на основе жидкого стекла // Тознси докладов 2-оа ро-гконаяьноЙ НТК "Тркботвхиологая производству". Таганрог, 1931 С. 29.

4. Уайбэ й.А. Ксслгдованио ьюдафацярошмгнцх сказозднх комзсзицнЗ на основе полнганаяового епкрта // £оз£си 5-ой ШК "Тряботох-нкна-машшюстроениэ'', г.Киазий Новгород, 1933 г.- Н. Конторой, 1931.- С. 32.

Б. A.c. СССР Я Г737914. Рабочая еядзостъ дня П'дроаржюдои цро;-®-шюшюго оборудования/ ИаЯбз й.А., Цудгшов В.А.» Уадэнхо С.А.-Б.Й.-1332.- «14.

8. Евдшшшв П.А., üaÄöa ТЛ.А,, Еогденои B.U. Силикатная екззет. //Путь к цутввоэ хозяйство .-JS32. -J43. -С .22-24.

7. Полоаятэлыюв ровэинэ ПО ваявл» JSöl28£4/ö4 {CSII70}. Сызгкз для рельсов / Ыа&ба 'A.A., Евдркяйов В./*., Богданов В.Ы, 1532 г.

8. Похоазтольноэ редониэ ш гаявха JK343I5S/C4 (047233). Сшзйо для пари тразия грэбонь юошса-г-олак-са рзяься / ЯаЯбв К.й., Ендтасйов D.A., Богдавэв В.М- 1532 Т.

Э. Решена© о дадаээ патента РЗ ш эвяваз X5C437I8/04-C237S5 от 1Э.05.1Э93 г. Шасеттаая смазка/ »feaöa К.А-

10. г&2ба П.А.Трхботехни-хсскзэ схдЯспзз хизетташх оаззок еэ осяо-еэ юкеого сгвкаа// Йзжздз. сЗ. пзуч. тр. TZXS2.-I993 r.-JOS с.