автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.04, диссертация на тему:Смазочное действие масел и смазок в условиях воздействия внешних переменных факторов

MIHICTEPCTBO ОСВ1ГИ YKPAÏHH Кшвський м1Жнародний ут'верситетцнвшыкнавтцй

' <J

U L г

Q л ФИЛИПП ФЕРНАНД СЛАД

- cl

УДК 621.891.2(043.3)

МАСТИЛЬНА Д1Я МАСЕЛ ТА МАСТИЛ В УМОВАХ ВПЛИВУ ЗОВШШН1Х ФАКТОР1В

Спещальшсть 05.02.04 " Тертя тазношування в машинах "

АВТОРЕФЕРАТ дисертаци на здобутгя наукового ступеня кандидата техшчннх наук

КиТв 1999

Днсертащею е рукопис

Робота виконана на кафедр! технологи ремонту, виробництва л!тальннх апарат!в та ав!ац1 иного матер1алознавства Кшвського М1Жнародного ушверентету цнвЬыю! авшцн М1шстерства освяи Украшн

Науковнн кер1вннк: доктор техшчннх наук професор

Дмитрнченко Микола Федорович -

завщувач кафедри технологи

ремонту, виробництва лггалышх

апара'пв та авш!шЧного м атер 1 а л оз н а вспз а

Кшаекого м'1жнародного ушверентету цившыюТ ав1аци

Офщшш опонентн: доктор техшчннх наук професор

Кпщрачук Мирослав Васильович -професор кафедри металознавства , обладнання та технолоп! терм!'чно| обробкн л!етал1В Национального. 'гехшчного ушверентету "Кшвеький полггехшчний шетигут";

кандидат техшчннх наук доцент

1вщенко Леонщ Йосиповнч -

доцент кафедри металор1зальннх верстатш та

¡нструменту Запорпького державного техшчного

ушверентету.

Провадна установа: КиТвськнП ¡нститут вшськово-повпряних енл (К1 ВПС) Мшстерства оборони Украши.

Захисг вщбудеться "17" лютого 2000 року о 15 год.

на засщанш спец1ал!зовано1 вченоТ ради Д 26.062.03 при Кншському

М1жнародному уншереитет1 цившьноГ авшцп

Адреса: 03058, и. Кшв-58, проспект Космонавта Комарова, I

3 дисертащоо можна ознайомитись у б1блютец1 Кшвського м1жнародного ушверентету цившьно! ав1ацй

Автореферат розюланни "¿-9 " А? 1999 року.

Вчений секретар

спец1ал130ваноГ вчено! ради, д-р.техн.наук

Запорожець О.1.

Загальиа характеристика робота

Актуальность проблем«: Процсс зоюшунання спряжеошх поверхонь прнзводооть до змши довгов1чпосп га пргщездашоеп трообомехашчиих систем, 1ид яках багато в чому заложить Тхня надшшеть. Тому внявлсошя осношшх показошкщ горацездатносп, як! з «лежать вод стунеош люшеиоеп пар тертя, 4 шппачення допустимих величин змшю них показнлкш с необхщною умовою для прогнозування техночоюго стану трнбоспряжсиь.

Якосн! залежиосп пронесли тертя I зношуванош не дають можлнвосп розрахунковпм шляхом оцшпга оч1'куошне зоюшуваошя особливо в умовах вплнву зошпппнх фактор1в. Тому инталия отримання нсобхщно? зносостшкосп вприпують шляхом досадного шдбору матероалш, масел та ¡шлих параметр!», ико вшшиають на зношувашоя, ошкорпстовуоочи при цьому ряд рпиеооь, як! вниравдалн себе рашше. Природио, що такпй емшричшш шлях ойдшнцення зносоетшкое™ шшагас 61.11,1 них воират часу, коштш 1 не занжди иршюдить до нозитивоонх результатов.

За'язок роботи з иаукошши програмамн. Тема дпеерт ацп с продопженням розвптку ооаукопо-дослиишх тем, що ошконуютьея на кафедро техоюлопо ремонту, пнробпнцтва лоталышх апарапв та ашацшпого матертлознавства КМУЦА.

Мета о основой задач« роботн: Мета роботн полягае у комплексному впвчешп швндкоплншшх фо'зооко-мехаио'чпих процсст в локальному фрпкцшпому контакт! тертя 1 настильного шару та розробц! методики оцшки триботехшчнпх характерпстнкца перехщнпх режимах роботн для впрщгашя задач, пов'язаннх з пщвнщенням ооадшносп та довпшчоюсто вузлш тертя машин 1 механозмов.

Для виконаиня поставлено"! мети вир!шувалпся таю задачо': комплексне достижения мехашзму мастильноо да в умовах граничного змащування для масел 1 иастия на переходноох режимах роботн 1' в режим! масляного голодуваошя, з урахуванням реолопчноо поведшкн мастнла в контакт! тертя та визначення особливостеП ф!зико-хшшних процест, яю прото'кають в цнх умовах

встановлення зако!юмо'рностео"о дннамдао зношування поверхневого шару металу в процесо ршновагн \ руйнування товщини мастнльного шару при змнших зовтшшх факторах;

розробка матсматичноГ модели яка описуе складно функт'оналыи нелошонп зв'язки мож характеристиками мастильного шару 1 незалежними параметрами в умовах вплнву зозтшшх змпших факторов; розробка методу оцшки протазносних \ антнфрикшйннх властнвоетей мастильних матер]алщ при варо'юаашоо зовш'шн¡ми факторами на перехцщих режимах роботи.

Наукова новизна роботи полягае в отступному: внзначеш особлнвосп мехаопзму мастильного процесу 1 встановлеио законом¡рносп динамики змшоо триботехшчнпх параметров мастильних матероалов розооого класу при змонних зовшшнох факторах; встановлеш кшьюсж та якосон показннки мастнльного шару, ного реолопчш характеристики I вплив хМчно-актоовних присадок в умовах постшоиох 1 змшшох контактних напружень; л

визначений характер мастошыооо ди при масляному голодуванш для умов ковзання, кочения 1 кочения а коошииям;

воозначено особливосп змиш дшшпкн товщннн мастильного шару в залежносто вод твердосто контактша повср.чоиь, робот! 1 тертя, швидкосто ковзанооя, сумарноо швидкосто кочсиия, реолопчнпх показниювта вплнв цих параметров на навантажения за'щашш;

визиачеш основ! п закоиомфносп дипампа! зношуваКня контактних поверхонь в залежносп в!д ироцссш, як\ визиачають руошуиашш, в'одоюплеошя 1 дошамочну рпшовлгу гранично! складово! товщшш мастильного шару на персхщошх режимах робота;

розроблсио математнчиу модель, яка описус складш нелшини фуоокоиоооально зв'язкн мож характеристиками мастнлыюго шару I незалежннми параметрами в умовах впливу зовшшиьх з.мшопох факторш; розроблено метод оцшкн трнботехшчних характеристик мастилышх матероапов за параметрами, яю рссструються на перехщних режимах роботи в умовах граничного з.мащуваиня для локалышх контактов тертя.

Практична значимость роботи: розроблено метод оцшкп триботехшчних характеристик мастилышх матер1алш за параметрами, що рссструються на перехщних режимах роботи при граничному режиш змащуваиня, який може бути використаио для вибору мастилышх матер1алш для трпбомехашчнпх систем; встановлено осповш триботехоично параметрн, яко' характеризують протпзиосш та антифрикцшш властивосп мастилышх матер1ало"в рЬного класу, закономорогосто структурннх змо'н мастильного шару под впливом зовношнох параметр'т, яко можугь бути використано для лабораторноо оцшки триботехшчних характеристик пар тертя на перехщних режимах роботи.

Особистий внесок автора. Дисерташйна робота е узагальненням результат теоретичних та експернмеопгалышх дослщжень, виконаних автором особнсто. Розроблена математична модель, яка описуе складш нелшшои функцюнальн'о мастильш да за незалежннми параметрами в умовах впливу зовношшх змшних факторов. В робото 1 автора запропонована методика проведения експерименту 1 метод теоретично! оцшки властивостеи. Участь ■автора складае 25 водсотков. В работо 2 автора розроблена програма неусталеиих режимов дослщжень 1 подб!р мастильних матероалов. Участь автора складае 30 вщеотюв. В работ! 3 автором розроблена." 5 запропована сер ¡я критер1алыпх параметров. Участь автора складае 30 вщеотюв.

Достоверность результатов. Подтверджуеться теоретоочнимп розрахункамн, , застосуваиням оснуючпх I розроблених методик, даошми .математичноо .обробки результата на ЕОМ, значним обсягом проведених експернментальних дослоджень.

Алробац1я роботи: Основш науково положения дисертаци доповодались та обговорювалися на науково-техн'очошх конференцшх КМУЦА у 1996... 1999 рр., "Четвертому можнародному соомпозоум1 украшських шженср1в-механшв у Львово" (1999), "Другой Амернкано-Схщно-европейськш конференци - Мшськ, Гродно, Варшава" (1997), та М1'жнароднш науково-техшчной конференци "АВ1А-99" (1999). В повному обсязо робота доповодалась на об'еднаному засщанно

кафедр мехатчного факультету та факультету агиацшно1 наземноТ техшкн КМУЦА (1999).

Публ1кац1Т: За темою дпсертацц опубликовано чотнри пауков! статп та три тез» доповщсй.

Сфуктура 1 обсяг роботн: Диссртацшна робота складасться з вотуму, п'ятн роздьлп!, впелетшн, списку .'итературп. Обсяг роботн складае 187 сторнюк машинописного тексту; 90 рпсункш I 14 таблнць.

Зм1ст дисертацшпо! роботн

У встут показана важлмшеть 1 зиачнмкггь проблсмн, яка внр!шусться, обгрунтовано актуалыисть роботн, визначан осношн положения, яю складають паукону новизну I нрактнчиу значтпсть робогп.

В л ершом у рсмдЫ внкоиаио огляд иаяшшх ведомостей украшеькнх \ з;|р)'6!ж1ШХ авторш з пипшь, пов'язанпх з дослижеиням мастшшшх процсов, мастилышх матср1ал1в ргзного класу п умовах впливу зовшшшх змшмнх факторш на неусталенпх режимах роботн трибоспряжень сучасннх машин 1 механтпв, яю характеризуються высокими швпдкостямн выносного перемниувлиия та значннмн терМомехашчнимн навантаженнямн в умовах в'плниу рппнх афесивних середовпщ. Щ факторп, знаходячнсь у складному взаемозп'язку, виявляють безпоссредшн вплнв на виннкнення задир'ш поверхонь пар тертя як в пропса прппращовання, так ¡' у експлуагацн.

У зв'язку з цнм зростагать вимопг до то'шосп I надишост! засобш доошджепия та прогнозування працездатноеп вузлш тертя в широкому дшпазош змпш швидкостен, температур 1 навантажень.

В другомуроздЫ11апеден11П анал1з методичного 1 техшчного забезпечення експерпменталышх дос.-пджень. У вщповцлюсп з поставленнми в робот! задачами дослщження проводнлося на автоматизованому триботехшчному комплекс (АТК), призначеному для вщтворення неусталенпх 1 сксгремалышх режимш експлуагацн трибоспряжень в умовах моделювання роботн р!зних пар тертя для оцшкп трпботехшчннх характеристик мастильних матсрт;пв в цнх умовах.

Поряд з використанням традпшГпшх прн дослщжешп мастилъно! ди параметр!в (таких як товщина мастилыгаго шару, момент тертя, температура мастнльного матер]алу та ш.) впкорнстовувався ряд додатковнх параметрш, яю були необхщш для пояснения мехашзму мастильно! ди в умовах локального контакту тертя.

У вщповщносп з методикою проведения експернменту програмою внзначаеться початок 1 юнець циклу, режим запуску-зупинкн, макснмалыи значения моменту тертя \ товщини мастнльного шару, контрольш точки циклу. Результата обробки шформаци заносяться у базу даних експернменту 1 представляються у впгляд1 таблнць, графгав \ фашп'в даних для подальше'*' статистнчно! та математичноГ обробки.

В третьому роздт наводяться результат!! експериментальних дослщжень мастильно'1 ди масел, пластнчннх 1 напшрщких мастил ¡з застосуванням присадок в умовах впливу змппшх зовпшш'х фактор ¡"в. Доспджспня масгнльноГ дп в умовах ностшних контактпнх напружень проводилося для двох р!вшв контактних напружень: 250 МПа 1 500 МПа для мшералышх масел МК-8 та И-20А. На першому ршц (сг„ = 250 МПа) динамка змши фаничио! складово!

товщшш мастильного шару параметра h¡, носить явно коливальнин характер i середне значения hn зроело на 30 % (Лл.ср=2,4...2,6 мкм). При виход! на другнй piBCHb (о» = 500 МПа) дпна.\пка змнш параметра h„ носить стшкнй, не коливальнин характер. Середне значения пзрамстра зпйходнться в мсжзх 1,8...2,0 мкм (днв.рнс.1).

Ьп МКМ )|«ч«лкн>п «о (ммм* аимоочиого олоп 100,101 хоз. хоз

4 .0«3 3 • ТО 3 .«о a . хо 2.qo

я.бо я .ао х. s»o

X • 6U X .30 X .оо

Nu

Рнс.1. Змша товщшш мастнлыюго шару при рпних контактних напруженнях

для масла И-20А: 1 - при a,¡ ~ 250 МПа; 2-при он = 500 МПа

Як видно з рис.1, процес формування i руГшування мастильних luapiß при стн = 250 МПа можна умов но лодшпти на два стали. На першому erani перюд утворення i руйнувания цих uiapiu дуже нетривашш i складае, в середньому, в одиннцях напрацювання Агц.ср = 50, а другнй етап змши параметра hn {Na > 327) характернзуеться збшьшениям перюду утворення i руйнувания граничних мастильних структур до NK = 150...200 (в 3...4 рази).

Змша параметра hm\n носить також колнвалышй характер i може бути умовно подшена на два етапи. На першому етап i вщбуваються значш змши параметра hm-m. Як для сгн = 250 МПа, так i для аи = 500 МПа. Перший етап мае конкретш кордони 0 < JV4icr < 250...320. На другому erani при nocTifmiñ ампл1туд1 3míhii параметра hm¡n вадбувасться помине збшьшення пер i оду цих 3míh. При о„ = 500 МПа ¡ напрацюванш А^ = 327 спостер1гаеться збшьшення параметра hm-m, що, на наш поглвд, пов'язано з р1зким збшьшенням частоти обертання зразгав.

При збшьшенш контактно! напруги значно зростае ефектнвна в'язюсть. Так для (Гц = 250 МПа середне значения параметра т]£ф = 9...1 МО6 МПа-с, тод! як для сн = 500 МПа т]еф = 14...16-10бМПас (збьтьшення бшьш зиж на 50%). При Nn = 327 (сгн = 500 МПа) вщбувасться pÍ3Ke зменшення параметра т]еф-^0, хдо сшвпадае з термшом руинування граничного мастильного шару, вказуе на адекватну реакцда параметра 7]еф i на аномалии процесн, яга проткають в контакт! тертя.

При введенн! присадки ИХП (1 %) динамика 3míhh параметра hn набувае р1зко коливалыюго характеру з амп>итудок> змшм, яка складае ДАЛ= 1,5...2,0 мкм, що перевищуе аналопчне значения параметра hD без прнсадки прнблизно на 200 %. Це евщчить про р!зке збшьшення енергп активаци тонкого

А

Г\

/ i V --- 7\ "—....

IW'1 V1 \ Л /

чу- _—-— -- - ✓

■ ■

а ^в А Ь. 5G £5 4 ?! 3 O'J Í' ■ S9

повсрхневого шару при введенш присадки ИХП i злачному збшьшенш швидкост) як руинування, так i утворсиня граничного мастнльного шару.

Змши лшшпого зношування II якюно i юльюсно корелюють з комплексом триботехшчнпх параметрш, яи оцшювались в npoucci експерименту.' Збшьшення • контактно! напрут для масла Й-20А ш'д 250 МПа до 500 МПа, призвело до збш.шеншо показника II ¡яд 0,38 мкм до 0,42 мкм, а введения присадки ИХП в масло ИТД-68 при истинному контактному напружешп о„= 500 МПа призвело також до збшьшсшш И 1ид 0,31 мкм до 0,38 мкм, що поясшоеться моднф!куючою д1ею присадки.

Дниамиса змши пдродгшамгаго! складово! настильного шару в ш'лому показуе, що при змшному контактному напружешп параметр hp мае тендеицпо до збшьшення, причому бш.ш ¡нтенсивного, шж при а,, = const.

Кращии показинк за параметром hpmc масло ИТД-68 з присадкою "Dura Lube" (1 %). Для цього масла значения параметра hp- 4,8 мкм. Параметр hp бш.ш чутлиани до областей переходу на нова и pieeiib контактно! напругн у пор1внянш з параметром hn. Так, для масла НТД-68 встановлене збшьшення параметра hp, а для масла ИТД-68 з присадкою ИХП, иавпаки, зменшення параметра hp При наступному зб!льшс1п ап до 750 МПа реакцш параметра hp однакова (вщбуваеться ¡нтснсивне зменшення з наступнпм вщновленням товщшш). Винягок складае лише масло ИТД-68 з присадкою "Dura Lube".

При введетii присадки спостер|'гасп,ся рпке коливання параметра Е протягом всього експерименту, що вказуе на р1зку актпв1зацто трибопроцесш, як1 пройкають в 30ni контакту. Причому реакщя параметра Е адекватна змшам ¡ншпх триботехшчнпх лараметр1в. Значения параметра tyst з боковнм витоком масла на 15...18% перевищуе аналопчне значения параметра без бокового витоку. Характер змши пнтомо! роботи тертя £ для випадкш з боковим витоком масла i без нього практично сшвпадае. KinueBi значения лшшного зношування за наявноегс бокового витоку ¡з зони контакту на 30 % перевищують значения параметра И для цього ж масла i з тими ж умовами експерименту. Наявшсть бокового витоку мае сутгевий вплив на характер руху часток зношування вздовж дор1жкн тертя i в зон! контакту. Дослщження на мйфоекош-мжроаналЬатор1 "Camscan-4DV" показали, що на протяз! всього часу роботи трибоспряження присутш дв] зони, яю розрпняються характером рельефу поверхш тертя:.

1. Центральна згладжена зона дор1жки тертя з невеликою юльюстю частинок зношування;

2. Бокова зона з дшьницями доргжкн тертя з грубим рельефом, куди вщбуваеться вщтненення частинок зношування.

Наявшсть присадки MoSz (1 %) змшида дннамку деяких триботехшчнпх параметр!в. Параметр hn зменшуегься приблизно на 35% прн вщеутносгп бокового витоку i на 20% при його наявносп. Звщси видно, що юльюсть мастильного мaтepiaлy, яка надходить до зони контакту, в значнш Mipi залежить В1Д умов змащування. В точках переходу контактно! напруги р1зниця у значениях параметра hm\n залишаеться незмшною як для випадку з боковим витоком так i без нього i складае 0,025 мкм (для масла "Shell Hellt при сгн = 500 МПа AAmin = 0,025 мкм, а при огц = 750 МПа Дйтщ->0). Встановлене максимальне значения питомо! роботи тертя вщповщае випадку без бокового витоку (Дпах= 155725 Дж/м ), а при наявносп бокового витоку (Дцах=136504 Дж/м ). Проте в цшому характер змши параметра вносить елнкий характер без р!зких сплескш i спадш. При наявност! бокового витоку для масла "Liqui Molly' з присадкою MoSi (1 %)

лшшннн зное на 15 % бшьше у ¡lopiEimmú 3Í зношуваиням в умовах без бокового витоку (вщповщно И = 0,24 мкм i II = 0,19 мкм).

В точках переходу на нову контактну напругу для мастнла ВН1ШНП-286М характерно значив знаження (до 35%) як параметра h,h так i параметра hp. Середне максамальне значения параметра 7ím¡n для мастнла LM-47 складас прнблизно 1 мкм, тод! як для мастнла ЫШИНП-286М параметр Лщш складас 0,05 мкм (бшьше у два рази).

Анал1зуючи дпнамжу змпш параметра маломасштабно! пластично! деформаци тт-т при запуску остановлено, що для мастнла LM-47 частка пластично! деформаци безупилао зростас («?m¡n-»0). Шел я переходу до ртня контактно! напруги ои = 500 МПа параметр /нШт иошпдовпо зменшуеться i, ночннаючн з 7V1( = 500, тт{а - 0. Цс вказуе на те, що частка пластично! деформаци в зон! контакту досягае майжс 100% при запуску коитактних поверхонь.

Граанчш мастилыа шари, утворсн! мастилом LM-47, мають бшьш мщну структуру. Тверд1сть створенах шарш для мастила LMA1 в середньому в 5,5...6 раз!в псрсвищуе тверд!сть граничиих шар!в, створених мастилом ВГШИНП-286М.

В четвертому роздш визначеш антнфрпкцшш та протизадарш характеристики при достатньому змащувашп та в умовах масляного голодування для мастил1>них матертлш широкого класу з використанням присадок. ¡ ¡ндавщуалышх вуглеводш. Прнпрацювання в умовах фрнкцшного кочення показало, що товщина мастнльного шару, яка встановлюсться, для бшьш твердо! стал! 12ХНЗА (HRC= 58...60) на 30...40% переващус товщину шару для бшьш м'яко! стал! Ст-45 (IIRC- 32..35). Коли масло вптнралось тшьки з дор1Жок тертя, час ¡снування мастнльного шару до насташш тужавшня перевшцував аналолчнин час, кола масло витаралось з дор!жок тертя i прилеглих зон, бшьше н!ж в п'ять pa3¡B. Тривал!сть процесу руйнування мастнльного шару складас 15 хвнлнн. Якщо ж масло витаралось i з зон kkí прплягають до дор!жок тертя, то при переход! до режиму ковзання вщзначалося p¡3Ke зростання товщшш шару до величина, яка доршнюе значению товщина шару в перюд прнпрацювання. Дал! вщбуваеться аналопчнай зрнв маепшьного шару i тужавшня контактах поверхонь. Тривал!сть цього процесу складас всього три хвилини.

При переход! до масляного голодування в режим! ковзання товщина мастнльного шару pi3KO зменшуеться. П!сля переходу до фрикцшного кочення i подач1 св1жо1 порцй масла МС-20 товщина шару збшьшувалась i досягала значень А = 0,62...0,64 мкм. Це значения товщшш мастнльного шару збер!галося ще на протяз! 30 хвилин експернменту, що стало шдставою для васновку про стабшзащю триботеха!чних характеристик i процесу тертя в шлому. Як i для бшьш твердо! стал! (12ХНЗА), при переход! до режиму ковзання на стал! Ст-45 вщзначаеться таке ж pÍ3Ke зменшення товщини мастнльного шару. Р!зннця полягае у меншому значены! товщини мастнльного шару для Ст-45. В подальшому товщина мастнльного шару почала зросгати i процес тертя супроводжувався коливаннями а величина, значно меншими за амшптудою, ¡¡¡ж при аналопчних дослйах для стал!12ХНЗА. Напевно бшьш м'яка Ст-45 сп!льно з мастнльним шаром поглинають коливальнай процес завдякн чьому зменшуеться ампл!туда коливань. Цшком певно й те, що на Ст-45 бшьш штенсавно пропкають процеса пластнфшацц тонкого поверхневого шару. Для стал! 12ХНЗА час повного руйнування мастнльного шару i тужав!ння контактних

поверхонь в два рази перевищуе час для Ст-45. Зрнв настильного шару на Ст-45 вщбуваеться практично миттево на бшышн частит дор1жок тертя, тодь як на стал1 12ХНЗАцейпроцесрозтягустьсядо 15 хвплни.

Анашзуючн динамку змиш товщшш мастнльного шару й умовах масляного голодування для сталей 12ХНЗА (НЯС= 32) 1 Ст-45 (НЯС= 58), ч^тко прослщковуеться визначальннй вплнв твердости поверхневого шару контактннх поверхонь на динамку трнболопчннх процес1в ¡, зокрема, на динамку змиш товшннн мастнльного шару. Загальна картина змиш динамки товщинн мастнльного шару в умовах масляного голодування для сталей рпно'1 твердое^ показана на рис.2.

АналЬ змиш динамки трнботехшчннх параметра! в перюд масляного голодування у всьому сиекф! випробувань маегильних матер!ал1в показав, що наближення перюду вичериання працездатносп мастнльного матер1алу супроводжуеться рпким зменшенням параметра Е.

Ь, мкм 0.78 0.52 0.26

0 10 20 30 40 50 Г, мин

Рис.2. Загальннй характер змши динамики товщшш мастнльного шару в умовах масляного голодування: /- Ст-45 (1ЖС= 32); 2- 12ХНЗА (ЖС= 58)

Р1зшщя м1ж товщинами пдродннам1чною та граничною складових товщинн мастнльного шару грае, як показують проведен! дослщи, дуже важливу роль в процеа масляного голодування. Цен показник впливае на працездатшсть контактннх поверхонь в умовах недостатньо! подач! мастила в зону контакту.

Близьгасть за абсолютними значениями товщшш пдродинам!чно1 ! гранично! складових мастнльного шару свщчить про задовшьну працездатшсть трнбоспряжень в даних конкретних умовах роботи. Збшьшення рпнши м1ж цими складовимн, навпакн, свщчить про крашу адаптовашсть мастнльного шару до жорсткнх умов масляного голодування ¡, як наслщок, до бшьшо! працездатносп трнбоспряжень до повного руйнування мастнльного шару 1 настання тужавшня, як це показано на рнс.З.

Дослщження протизаднрно! спнкоеп виконувалися на автоматнзованому трнботехшчному комплекс! з використанням зразюв ¡з стал! 45 з твердою НКС 30...32 ! вхщною шорстгаспо робочих поверхонь Ка = 0,32...0,35 мкм. Як мастнльш матер!али внкорнстовувались синтетнчне масло 36/1 (оюос - 3,0 мм2/с), трансмюйне масло ТАП-15В (оюос = 15 мм /с) I ТАД-17И (оюос = 17,5 мм2/с).

V- л

\ у 2

т У

Рнс.З. Працездатшсть масел 1 масти л як функц!я параметра ДЛ

Отрнмаш результати показують, що збишшення значеиь выносного ковзання с в облает! невеликих' значень (с <10... 12%) прнзводить до послщовного збшьшешш значения косфщ1ента тертя, досягнення пого максимального значения 1 зменшеиня при подалылому збшьшеиш величнние. Максимум ц>сГ залежност! знаходиться в области вщносного ковзання е = 4...6 %. Збшьшення в'язкосп мастильного матер!алу прнзводить до збшьшення значения коефинента тертя Г, який ми можемо реесгруватн за 1...2 цикли до насгання задиру. На найбшьш напруженому режим! I для масла 36/1 встановлене навантаження за'/дання Рз-12 кН/м 1 коефвдент тертя /= 0,074. Менш напружен! умовн в контакт! (РЕ = 1,5 м/с, е = 10 %, 1з = 6,0) на режим! 3приводить до бгльш высоких значень навантаження задания Рз = 300 кН/м ! коефщ!ента тертя /"= 0,102.

В'язюсть у значнш м!р! корегуе значениям параметра Р$. Так, якщо для масла 36/1 з в'язкютю июое - 3,0 мм2/с Рз- 12 кН/м, то для масла ТАД-17И (и Ю0С = 17,5 мм /с) значения параметра/Ь = 142кН/м.

В сталих умовах роботи несуща спроможн!сть трибоспряжень збшьшусться з шдвшценням швидкост! кочення. В умовах неусталеного режиму, збшьшення параметра иризводить до р!зкого зменшення параметра Рз. Сутгевий вплив в'язкоет! внявляеться передуам у р!зниц! м!ж значениями параметра Рз при однаковому значенш параметра В середньому для всього дшпазону зм!ни сумарно! швидкост! кочення, р!зниця у значениях параметра Рз для масел 36/1 \ ТАД-17И складае 100...160 кН/м. Пов'язано це передуам э неспйким значениям товщини мастильного шару в перюд пуску контакта их поверхонь, коли е окрем! розрнви мастильного шару. Верогщшше за все в'язке масло формуе мастилышн шар з мпимумом розрлв!в, що шдвищуе несучу спроможшсть! в кшцевому пщеумку, навантаження задания. Це пщтверджуеться даннмн, яю характеризують взаемозв'язок навантаження заГдання ! товщини мастильного шару.

31 збшьшенням сумарно! швидкост! кочення р!зниця в значениях товщини мастильного шару зростае. Практично при однакових значениях параметра Л на граш заГдання р1зннця у величин! навантаження заТдання для масел ТАД-17И ! 36/1 - 75 кН/м, а для режиму 3 (е = 10 %) - 95 кН/м. 3! збшьшенням тривалосп пуску (параметра /3) експериментально визначеш значения параметра Рз менше розрахункових на 50...75 кН/м 1 31 збшьшенням сумарноУ швидкост! кочення 1 ковзання ця р^зннця ще б!льш збшылуеться. Треба вщзначнти, що в умовах неусталених режпмга роботи параф!нов! та нафтенов! вуглеводи формували на контактннх поверхнях тертя граничн! шарн неадсорбц!йного походження.

Оцшка ефективност! мастпльноТ дн шдивщуалышх вуглеводав проводилася за двома показипками:

макснмальшй товщнш мастильного шару, зареестровапо! в процеа нагр!ву Алах>

температур! початку руйнування мастильного шару /р.

Значения патомо'г робот» тертя для кожного вуглеводу корелюе з толщиною мастильного шару.

В п'ятому роздЫ встановлеш реолопчп! та протпзносш характеристики мастильних матерпгпв та описано матсматпчиу залежшеть товщннн мастильного шару 1пд ряду змшни.х фактор!в для умов локального контакту тертя трнбоспряжснь. Отрамаш екслеримситалыи даш характеризують мастилын матер1али в лишают змши гсрцевськпх наиружеиь вщ 300 до 1000 МПа, сумарно! швидкосп кочеанядо 2,4 м/с, ковзааня 10, 15 ! 20%, температур вщ 20 до 130 °С. 3 огриманих в ход експерпмента результата видно, що за спроможшстю утворюватн граничний мастильнип шар, мастило ЬМ-4 7 посппасться вам маспглынш ссредоппщаи, яга дослщжувались. Характерно, що вщмнпюсп у втратах на тертя при змащуванш мастнлом ЬМ-41 \ маслом Г1-50Л при ковзашн 10% складають 12... 17%, а в облает! ковзани! 20% ця вщмипнеть складае 8... 12% (прнблизно у 1,5 рази менше). Товщина мастильного шару, утвореного маслом Г1-50А в обласп ковзання 10% перевищус товщину мастильного шару, утвореного мастнлом ЬМ-47 прнблизно в три рази, а в обласп ковзання 20 % - в 6...8 раз!в. Пор!вняння наведеннх даннх з! змшою моменту тертя в залежност! вщ ковзання дае шдставу вважати, що поведшка мастильного шару утвореного як маслом И-50А, так 1 мастнлом ЬМ-47 в зон! тертя носить неньютошвський характер.

Вивчення антифрикцшних властивостен мастила ЬМ-47 було продовжено в умовах навантаження, яке забезпечуе значне зношування зразк'ш як при прнпрацюванш, так ! на режим! сталого тертя. При цьому проводилося пор!вняння з маслами, як! широко використовуються в машинобудуванн! -ИТС-320, И-50А. 3 пор!вняння цих даннх видно, що в залежносп в!д умов припрацювання зразгав прн змащуванн! Тх ЬМ-41, величина сталого моменту тертя коливаеться вщ 0,8 до 1,1 Н-м, а товщина мастильного шару в!д 0,22 мкм до 1,32 мкм. При цьому температура мастила на вход! в зону тертя змшювалася в!д 81 до 90 °С. 3 розглянутих вартнта режим ¡в припрацювання, видно що мастило ЬМ-47 забезпечувало мастнльну дно на р'юн! масла И-50А.

За протнзноснимн властивостям у випадку перюднчного внлучення насичеаоТ продуктами зношування частини мастила ЬМ-41 знаходиться на р!вш сорт!в р!дких масел, яю були дослщжеш. Взаемозв'язок м!ж величиною зношування ! товщиною мастильного шару вщеутшй, що можна пояснитн впливом самогенеруючо!" оргашчно! пл!вки (СОП), яка мае висок! протизносш властивосп змащування. При цьому бшьш !нтенсивн!й за товщиною СОП вщповщае менша величина зношування.

Математична модель мастильно! да побудована у вигляд! р!вняння, яке зв'язуе товщину мастильного шару з параметрами (факторами) вплнву на вихщну характеристику. Для побудовн такого роду моделей використовуються р!зномаштш методи анал!тичного детермшованого ! ймов!рного опнеу залежностеи, в тому числ! методи регресшного днеперайного або факторного анал1зу, апрокснмащ! та багаторядно'! селекцп.

В дашй робот! для опису параметрнчшох залежностеп пропонусться спецоалышК метод, якоон реализовано в пакет! прикладннх програм 1 який базуеться па селекцн (направленому в!дбор!) 1 апроксоомаци моделей оптимально! складност!, яко якнанкраще опнсують вхщон дан!. Використання цього методу зумовлене там, що м!ж характеристиками товщнни мастильного шару та ¡ншнмн незалежними параметрами в загальному внпадку ¡снують доетатньо склади! нслпййш фуоокцюпальоо! зв'язка, вигляд яких заздалегодь невщомоои. А метод, що пропонусться, дозволяе кр!м оценки ооарамстров р!вняпь пщбнратоо вигляд функщоиалышх залежностей ! визначатн ртсош значпмосп кожного незалежного фактора.

Як приватоп описи моделей використовуються узагальнс!« полономоо вод декиоькох незалежних зм!нни.ч, наведених у вигляд! лпийних, вщоооеооо косфщ!снпв, що внзаачаються, координатошх функцш. В загальному вигляд! така модель опнсусться ршоояооням

т

1= .....<>. (1)

м

де яу - невщом! коеф!цоеото;<7у(х,у,....?) - координатш функцн; х,у„..,1 -

ооезадежоп параметра.

Як координатооо фуоокцп можуть використовуватися звачаГнн степенев!, тригонометрнчш' та експоненцоально фуикци, 1x111 комбшацн I спещ'алын функц!ональн1 перетворення. Комбшоваш координата! функцн - це частоше всього добуток, елсментарних функцн! вод незалежних змшних. Для оцшки параметров моделео! внкорнстовуегься метод наошеоошоох квадратов, в рамках якого задача запншеться у виглядк

" ! \

.....(¡)-Ъ)2-+т\п,

ы 1

Де ЧУ:', ~>1/>0 - значения вхщноох параметр!в в /-и точцо', /= 1 ...¡г, т

/¡^у = ^ (дг/,/у,..., = ^ су д^ (, у,..) - розрахункове значения вихщного М

параметра в /-й точц!, л - число точок (дослщов); х,у,...,1 - незалежн! змшш, к-число ооезалежних змшно1х; ау- невщом! коеф!щенти, як! треба воозначити.

Кшьшсть невщомих коефвдентов т дор!внюе кшькосп коордюнатних функцш, яка завждоо бшьше числа незалежних зм!в1них. В загальному внпадку нелшшну в!дносно незалежних змшних модель (1) шляхом перетворень в у = £/.х,у,■■■,() можна звести до лшшноо з т незалежними змонними ! запоосати в матроочнШ формо:

/=-=е-а + е, (2)

Де

/■"= (/¡), 1= I ...п - вектор значень незалежиоо змоноюТ; в - (0у) - матриця значень нсзалежною змшноо з внм!р!о!спо тпт, б = (£;) - вектор помошок;

н 1 ...ш - вектор неводомпх параметров, яю треба оц!ннти.

Для сум01 квадрата вщхилень можна записати

(F-аЩT(F- аЩ = FTF- aT0TF-FTaQ + aTQTaQ =

j=i •

= FrF- 2-arQTF+ aTOrOa Проднференцював 5-ja а, отрнмасмо

dS r t

-= -2-0 F+ 2 (0 Q) a.

da

ITpiipiBiWBmii результат до нуля, прнйдемодо системн нормалышх рвнянь QTF= (0Г0) а, зв1дкп одержимо радения енстеми нормалышх ршнянь: a = (QTQ)'4TF

Для кожноТ групн мастнлышх MaTepianiB проводплося не меншс трьох експернмент1в, загальна кшьмсть якнх складае 45. В групу мшеральних масел входять: МК-8, II-20A, 11ТД-68; синтетичних: 36/1, Б-ЗВ; водно-гаколевих: Етиленпиколь, Пдропол; масел з присадками: ИТД-68 з присадкою ИХП, МК-8 з присадкою "DURA LUBE Transmission", ИТД-68 з присадкою "DURA LUBE Transmission"Shell Helix Supef, "Liqui Motif з присадкою MoSi\ пластичиих i нашврщких: Liqui Molly (LM-47), ВНИИНЛ-286М (Ера). Кожний експеримент проводився до напрацювання у 1016 цнкл'ш. При цьому кшьгасть точок, як: брали участь у математичному анал1з1, у кожному експерименл складала вщ 30 до 70.

На першому erani обробки експериментальних даннх була проведена апрокснмащя товщини мастильного шару (Л) для мшеральних масел з одним контактним напруженням вщ напрацювання (Лу, моменту тертя (М), чистота обертання (л), швидкосп ковзания (1^0в)> напруги зрушення (т), ефективно! в'язкост! (пеф). питомо? робота тергя (Е) i лшШного зношування (И) з використанням узагальненого полшома ¡з заданими координатннми функц'|ями другого порядку, приклад якого представлено р1вняннями (3) i (4). Краща модель 8-го порядку

ST = 0,0833644275 OST= 0,00261789 ОМО = 0,00939135

h = Nn2(-\,69913-М2 + 6,24849-10'7) + (-3,26432-10"9Н+ 0,00131007-л/) + + 3,37707139-10"6 л + (4,171206- 7К0В - 3,6588-!0"6 т.) ' (3)

Краща модель 20-го порядку

5Г= 0,0372357866 OST= 0,00116931 ОМО~ 0,00268334

А= Nn2 (2,78473-10"7 - 1,522МО"6) +NU [0,00159202-М2 -

- 0,01489401- VgM-AfMa) + 0,0030217Нп{л)-0,01553396 + 0,01047371-И -

- 4,96895-10"9-£] + п (5,4744510'б-Ксов+ 1,0234-Ю'13-Е+ 5.4644-^-

- 9,8955-Ю-1 'стц+l ,050404-Ю"7) + т-[- 0,04297523- VKOn + 0.00259856-М+ + 0,00086482-1п(л)] + 1п(п) [2,572305411п(л) - 21,7340573 -19,4055233 М+ + 48,7330212. Н)

На другому erani обробки експерименталышх даних була проведена апрокспмацш товщнни мастильного uiapy (Л) для мшеральннх масел 3i ступсневим збшьшенням контактно"! напругн ои вщ 250 МПа до 500 МПа i в'« 500 МПа до 750 МПа, напрацгоиашш (А^ц), моменту тсртя (М), швидкосп ковзання (Ксов), напруги зрушешш (т), ефектншю! в'язкосп (г)еф).пптомо! роботи тертя (£} i Jiiiiinnoro зношування (И) з внкорнстанням узагальненого.полшома ¡з заданнмн координатнимн'функщямн (другого порядку), приклад якого наведено на рпс.4 та ршняннями (5) i (6).

h, МКМ

3 ,Х2 2 .97 2 .82 2.67 2.61 с 4£* «И< >А«ли 9 поридк* > -Г

^ Л f4^

* 1

^ Ч

2.21

Г*30

/

1.76 /Я? В I ф>

АТЬ-' V.&'- А 3 .fa i- .2 йк .ё эе .Ь 1& A fix 64.e

Рис.4, Апроксимацш товщшш мастильного шару для масла МК-8 при

ступеневому збьчьшеши контактно! напруги - модель 9-го порядку: точка А перехщ з 250 на 500 МПА, точка Вз 500 на 750 МПа

Краща модель 8-го порядку

ST= 0,0319723407 OST= 0,00164659 ОМО = 0,00322358 ;

h = 3,22679121-И2 - 0,00294704-Мг-Агц+П(4,94704-Ю"6- FKOd+2,2466,10"1 '-ЛУ -- 2,70231914-И-Л/-0,0006325-т - 7,73856-10"5-М-0,00012341-г-М+ + 1,516942; (5)

Краща модель 22-го порядку

ST= 0,0126469724 057= 0,00065132 ОМО= 0,00150479;

h = - 0,77624587-И2 + l,8634-10'15-t]2 - 2,815, Ю"12-^ - 0,02307275-1п(а„)2 +

+ 0,00107205-7чГц-ЛГ + т]-[5,04249,Ю"6- Кхоа - 3,1158,Ю"11-]^ 2,82239,10"' -- l,3675-10"1O-i - 4,20884-10'9-1п(<тн)] + И-[-0,42068255-М+ + 0,00148304-ЛГЦ + 10,4098- VKoa] + т-[0,00204234-М- 0,00181675+ + 0,00025449-1п(ст„)] + W[27,3574298 - 71,091855-М- 1,43832,10" -Е- 0,0038582-Л^ц-М1п(ст„)] - 0,44673346-М1п(о„) + 1,00797494. (6)

Апроксимацш даних звикористанням фжсованих пол'шомш м ¡стать значш

вщхилення, тому на другому erani обробкп даних використовувався описаний

метод багаторядно! селекцп (р1вняння (3), (4)) для одного ршня контактно! напругн, а для ступеневого збшылення контактно!" напругн описании метод багаторядно! селекцш (р!вняння (5), (6)) де середньоквадратичнс вщхнлення (C.K.B.) для моделей такого порядку, як i при апрокснмащ! на 30...70 % нижче. На рне.4 наведеш краид модел! 9-го порядку.

Як приклад низкче наведено розрахунок товщинн маетнльного шару для масла МК8, якнй дозволяе пдабратн маетнльн! матер!алн для трибомехашчннх систем де:

II = 0,58 мкм; М = 5,59 Н-м: А,=3,12 мкм; Е= 93452 Дж/м2; Ц<ои = 0,049 м/с; п = 15181308 МПа-с; т = 244.997 МПа; Niy = 1016;

h = 1,516942 + 3,22679121- И2 + 4,94709-10'6 VK0D - Л'0,00012341-т-Д/-

- 0,00294704 N^M* - 2,70231914 И-М+ 2,2466-10"11 ц- Л/ц-0,00063250-т;

hp= 516942 + ,22679121-0,582 + 4,94709-Ю"б-15181308-0.049-

- 0.00012341 -2449.97 0.559 - 0.00294704-0,16-0,5592 -

- 2,70231914-0,58-0,559 + 2,2466-Ю'"-1181308,1016-

- 0,00063254-2449,97=3.098524;

ДЛгр= А, -Лр = 3,12 - 3,098524 = 0,021476 мкм.

Основ Iii внснбвки

1. На тдстав! проведеного анал!зу i систематизаци можливих шлях!в шдвшцення знососпикосп трибоспряжень в умовах вплпву змшних зовшшшх фактор!в встановлено загальн! законом!рност! зм!нн мастильно! спроможносгп масел, мастил та шдивщуальннх вуглевод!в.

2. Пояснено протизносну та антифрикщйну дн мастнлышх MaTepianiß на [йдстав! отриманих результата застосування комплексного тдходу до мехашзму мастильно! д!! як з познщй г!дродинам!ки (еластогщродинам!ки) так i гранично! мастильно! дн.

3. Встановлено, що в умовах масляного голодування змша трнботехн!чних показннк!в стану контакту носять неусталений характер. При цьому змша товщинн маетнльного шару носить явннй коливалышй характер.

4. Доведено, що змша характеру режиму роботн трибоспряження - в!д сталого режиму масляного голодування - завжди супроводжуеться зменшенням товщинн маетнльного шару, i ягасно однакова як для масел i мастил, так ! для ¡нднвщуальних вуглевод!в.

5. Встановлено, що при внлученш маетнльного матер!алу з дор1жки тертя, час до повного руйнування маетнльного шару i защання скорочуеться в п'ять раз!в. При цьому зб!льшуеться тверда матер1алу поверхонь тертя »риблизно в два рази, час до повного руйнування маетнльного шару зростае приблизно на 35...40%, а зменшення твердое™ сприяе збшьшенню пластично! деформацп та пщвнщеному зношуванню контактних поверхонь.

6. Змшн параметра мастильного шару tyst i енергетнчного показннка питомо! роботн тертя (£) носять явно неусгаленнй характер, що пояснюеться складнимн ф1зико-х1м1Чнпмн процесами hkï вщбуваються у контакт! тертя.

7. В умовах впливу зовшшшх змппшх фактор1в збшьшення значень швндкост! кочення VK та вщносного ковзання е прнзводнть до зменшення значень навантаження заУдання Р3 i меншнх значень коеф!щента тертя f на rpani задания, a 3i збшьшенням кшсматично"! ь'язкосп в п'ять раз1в навантаження задания зростас в два рази. При однаковпх значениях град1ента швидкосгп зрушення (у) ефектиш/а в'язюсть у контакт! (г/сф) бшьше для 6i;iun в'язкнх масел.

8. Встановлено, що в умовах внлнву змшних 30Biiiuinix фактор1в маслами, мастплдмп та шднвадуаль/ишн пуглсиолами на поверхнях тертя формусться самогенсруюча оргашчна шавка (СОП), яка в значшй Mipi захнщае KoiiTaKTiii noBepxiii вщ знон1ування i збшьшуе граничн! значения навантаження защашш. Результат« досп'тясень шдпв'щуалышх вуглевоД1в внявнлн залежшеть ïx працездатност! вщ молекулярно! ваги у ршшх температурних Д1апазонах. При цьому товщина СОП, яка утворюеться в цих умовах, перевищуе товщину СОП, яка утворюеться на сталих режимах роботн.

9. Застосування методу направлено! багаторядно! селекцн i апрокснмацн моделей оптимально!" складност! дозволило розробигн математнчну модель, яка описуе складш функц!ональн! нел!ншн! зв'язки м!ж товщнною мастильного шару як характеристикою мастнльно! да! так i незалежними параметрами (А^, M, VK0B, Е, И, а„, х, т|еф) в умовах впливу зовшшшх 3MiHHiix фактор1в.

10. Проведен! досгадження дозволяють гвдбирати мастильш MaTepiami для трибомехашчних систем з локальним контактом тертя в умовах впливу змшних. зовшшшх факторш виходячи з позицш ггцродитлнчноУ та гранично'] мастильно']' да.

Список опубл1кованих праць

1. Dmitrichenko. N. F Mnatsakanov R.G. Stanislaw Pytko. Steven Dnyluk Philipe Fernand Saad. Experimental-theorical model of wear intensity in high dynamic load condition,- //Tribologia TEORIAIPRAKTYKA.- ISSN 0208-7774 YEAR XXIX Ш 2/98 (¡58) - WARSAW - POLAND 1998, C. 193-206.

2. Дшпртежо Н.Ф., Мнацаканов Р.Г., Саам Ф.Ф., T. Аль-Куран Триботехнические свойства смазочных материалов при неустановившихся режимах работы, - //ПРОБЛЕМИ ЕКСПЛУАТАЦП ТА НАД1ЙНОСТ1 АВ1АЦ1ЙНО! ТЕХН1КИ. 36ipaaK наукових праць, Khïb КМУЦА, 1998, С.99-102.

3. Дмюрнченко Н.Ф., МнацакановР.Г., Саад Ф.Ф., Т. Аль-Куран, Золотарева Е.П. Критерий относительной оценки противоизносных и антифрикционных свойств смазочных материалов в условиях динамического нагружения, //ПРОБЛЕМИ ТЕРТЯ ТА ЗНОШУВАННЯ, науково-техничннн зйрник, засновашш у 1971 рощ. ISSN 0370-2197.Пробл. тертя та зношувания. Вип. 44; Кшв КМУЦА, 1-156,1998.С.38-44

4. Дшприченко Н.Ф., Мнацаканов Р.Г., Л.С. Братица, Саад Ф.Ф., Т. Аль-Куран, Золотарева Е.П. Эмпирический подход к расчёту напряжений и

. деформаций в локальном контакте трения, ' //ПРОБЛЕМИ ТЕРТЯ ТА

ЗНОШУВАННЯ, науково-техничнип збфник, Внпуск, 44, КиТв КМУЦА 1998, С.11-18.

5. Saad Philipe Fcrnand, EI Kouraan Tank Investigation of lubricating process in the time of revealing signs of damage //4-th International Symposium of Ukrainian Mechanical Engineers in Lviv. 1999, C.138.

6. N. F. Dmitrichenko, R. G. Mnatsakanov, Saad PhiHpc Fcrnand Evaluation and prediction of durability of tvibomechanical systems in non-stationary friction. //New Materials and Technologies in Tribology. Second Joint American-Eastern European Conference. NM'IT-97, Minsk. Grodno. Warsaw, 1997 C.I8.

7. Дмитриченко М.Ф., Мчацакапов Р.Г., Саад Ф.Ф., Аль Куран Т. Критерш BWHociioi оцшкп протизносних та антифрнкцшнмх властивостей мастнльних MaTepianiB. //XVII Звтт науково-техшчна конференщя ушверситету за 1996. тезп доповщей, Кшв КМУЦА, 1997, С.35.

АНОТАЦ1Я

Фшпп Фернанд Саад. Мастильпа д\я масел та мастнл в умовах вплнву зовшшшх факторт. - Рукопис

Дисертащя на здобутгя паукового ступеня кандидата техгпчних наук за спещалыпстю 05.02.04. - "Тертя i зношування в машинах". - Юпвськнй м!жнародний ужверентет цившьно! aciauii, Украша, Кшв, 2000.

В днеертацн визначеш особливосп мастильного процесу i встановлено закономерности змиш дннамжм трнботехшчних параистр'ш, кшьюеш та яюсш иоказники мастильного шару. Визначеш ocuoBiii законоМ1'рносп дшшпки зношування контактних поверхонь в залеэкиостг вщ npoueciB яю визначають руннування, вщновлення i динам1чну piBHOBary граничного мастильного шару на перехщних режимах роботи.

Комплексно вивчено швидкоплинш ф1зико-мехатчш процеси в локальних зонах фрикцшного контакту i мастнльному tuapi в умовах граничного змащування.

Внзначено характер мастилыгоУ до при масляному голодувашн для умов ковзання, кочення i кочення з ковзанням, особливосп змши динамки товщини мастильного шару в залежнооп вд. твердост1 робочих поверхонь тертя i реолепчпих характеристик.

Виявлеш ocuoBHi показникн працездатносп, ®ci залежать вщ ступеня зношеносп пар тертя, i визначеш допустим! величини 3Mihii цих показниюв, що е необхщною умовою для прогнозування техничного стану трибоспряжень i розробки метод1В !х прискорених icnuriB на знососпншсть.

Представлено метод оцшки трнботехшчних характеристик мастильних MaTepianiB широкого класу за параметрами, яю рееструються в умовах впливу зовшшшх змшних фактор|'в для локальних контакта при неусталеному режим! роботи трибоспряжень. Розроблена нелшшна математична модель, яка описуе залежшеть товщини мастильного шару в умовах впливу зовшшшх змшних фактор1в вщ ряду незалежних параметр1в в умовах граничного змащування.

Ключов1 слова: мастильна д^я, неусталенин режим роботи, зовшшш 3MiHHi факторн, протизносш, антнфрикщйш та протйзадирш характеристики, масляне голодування.

16

АННОТАЦИЯ

Филипп Фернанд Саад. Смазочное действие масел и смазок в условиях воздействия внешних переменных факторов. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.02.04 - трение и износ в машинах. - Киевский международный университет гражданской авиации, Украина, Киев, 1999.

В диссертации определены особенности смазочного процесса и установлены закономерности изменения динамики трнботехнических параметров, количественные и качественные показатели смазочного слоя. Определены основные закономерности динамики изнашивания контактных поверхностей в зависимости от процессов определяющих разрушение, воссгановлснне и динамическое равновесие граничного смазочного слоя на переходных режимах работы.

На основании проведенного анализа и систематизации возможных путей повышения износостойкости трибосопряженпм в условиях влияния переменных внешних факторов установлены общие закономерности изменения смазочной способности масел, смазок н индивидуальных углеводородов (УГВ).

Комплексно изучены быстропротекающне физико-механические процессы в локальных участках фрикционного контакта и смазочном слое в условиях граничной смазки.

Объяснение противоизносного и антифрикционного действий смазочных материалов является результатом комплексного подхода к механизму смазочного действия как с позиций гидродинамики (зластопщродинамики) так и граничного смазочного действия.

Определен характер смазочного действия при масляном голодании для условий скольжения, качения и качения со скольжением, особенности изменения динамики толщины смазочного слоя в зависимости от твёрдости работы поверхности трения и реологических характеристик.

Выявлены основные показатели работоспособности, зависящие от степени изношенности пар трення и определены допустимые величины изменения этих показателей, что является необходимым условием для прогнозирования технического состояния трибосопряження и разработки методов их ускоренных испытаний на износостойкость.

Установлено, что в условиях масляного голодания изменения трнботехнических показателей состояния контакта носит неустановившийся характер. При этом изменение толщины смазочного слоя имеет явно выраженный колебательный характер.

Доказано, что смена характера режима работы трибосопряження - от установившегося к режиму масляного голодания - всегда сопровождается уменьшением толщины смазочного слоя, и качественно одинакова как для масел и смазок, так и для индивидуальных углеводородов (УГВ).

Установлено, что при удалении смазочного материала с дорожки трения время до полного разрушения смазочного слоя л заедания сокращается в 5 раз. При этом увеличение твёрдости материала поверхностей трення примерно в два раза время до полного разрушения смазочного слоя возрастает приблизительно на 35 - 40 %, а уменьшение твёрдости способствует увеличению пластической деформации и повышенному изнашиванию контактных поверхностей.

Применение метода направленной многорядной селекции н аппроксимации моделей оптимальной сложности, позволило разработать математическую модель, описывающую сложные функциональные нелинейные связи между толщиной смазочного слоя как характеристикой смазочного

действия и независимыми параметрами (Nц, М, Vck, Е, И, О" н, Т , VJ эф) в

условиях воздействия внешних переменных факторов.

Проведенные исследования позволяют подбирать смазочные материалы для трнбомеханичсских систем с локальными контактам трения в условиях воздействия неременных внешних факторов исходя с позиций гидродинамическою и ¡раннчного смазочного действия.

Представлен метод оценки трнботехническнх характеристик смазочных . материалов широкого класса по параметрам, регистрируемым в условиях воздействия внешних переменных факторов для локальных контактов при нестационарном режиме работы трнбосопряжсння. Разработана нелинейная математическая модель, описывающая зависимость толщины смазочного слоя в условиях воздействия внешних переменных факторов от ряда независимых параметров в условиях граничной смазки.

Ключевые слова: смазочное действие, неустановившийся режим работы, внешние переменные факторы, пропшонзносные, антифрикционные и протнвозадирные характеристики, масляное голодание.

ANNOTATION

Philipe Fernand Saad. Lubricating operating of oils and lubrications in conditions of effect of external variable factors. - Manuscript

Thesis on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science on a speciality 05.02.04 - "Friction and wearing in machines". - Kiev international university of civil aviation, Ukraine, Kiev, 2000.

In a thesis the features of lubricating process are determined and established of regularity of change of dynamics of tribotechnical parameters, quantitative are determined and quality indicators of a lubricating layer. Are established of the basic regularity of dynamics of deterioration of contact surfaces depending on processes determining destruction, recovery and dynamic equilibrium of a boundary-lubricating layer on transient regimes of activity.

The nature oflubricating operating is determined at an oily starvation for conditions of slip, rolling and rolling with slip, feature of change of dynamics(changes) of depth of a lubricating layer depending on hardness of activity, rheological characteristics.

The method of an estimation of the tribotechnical characteristics of lubricants of the broad class on parameters registered in conditions of effect of external variable factors for local contacts at non-steady operational mode tribosystem is submitted. Is designed non-linear mathematical model depicting relation of depth of a lubricating layer in conditions of effect of external variable factors from a series of independent parameters in conditions of boundary lubrication.

Keywords: lubricating operating, transient behaviour of activity, external variable factors the antitwilight, antifriction and antiweld characteristics, oily starvation.