Смызывающие свойства

Смазывающие свойства проявляются в способности масла подавлять изнашивание и задиры, а также снижать трение.

Смазывание (lubrication). При работе пары трения можно наблюдать разные явления смазывания, которые зависят от нагрузки, скорости скольжения и от состояния и материала смазки. В нормальных условиях между поверхностями трения находится жидкий слой масла. Такое смазывание называется гидродинамическим (Indrodynamiclubrication, full-fluid-fdmlubrication), когда сила трения зависит только от вязкости масла. Обычно на самой поверхности металла образуется адсорбированная пленка масла толщиной около 0,1 мкм (adsorptionfilmoflubricant) в результате естественной активности — липкости (oiliness, tackiness) масла (вследствии взаимодействия полярных групп соединений масла с поверхностью металла). Особо высокой липкостью отличаются растительные масла (и их эфиры), жиры животных, а также полярные соединения, содержащиеся в минеральном масле: смолы, жирные и нафтеновые кислоты и др.

Нагрузочная, несущая способность (load-carryingcapacity) — способность масляной плёнки к самоудержанию на поверхности металла и к защите металла от интенсивного износа в условиях высокой нагрузки, скорости сдвига и температуры. Нагрузочная способность масла определяется методами исследования смазочных свойств (метод четырёх шариков, метод FZG и др.) по изменению скорости износа и по величине предельной нагрузки. Иногда нагрузочную способность в конкретном испытании называют ОК нагрузкой (OK load) и выражают в ньютонах.

Методы определения смазывающих свойств

Испытания смазывающих свойств показывают, в какой мере масло выполняет свои основные функции — уменьшает силу трения и предохраняет детали от износа. При испытаниях имитируются реальные условия режимов трения. На практике существует довольно много частных случаев смазывания и поэтому имеется относительно много методов испытаний смазочных свойств.

Наиболее часто моделируется трение скольжения на небольшой поверхности. В ходе испытания постепенно повышается нагрузка и/или скорость скольжения (деформация сдвига) и измеряется или регистрируется сила трения и ее изменение, а также износ поверхностей трения. Из полученных данных рассчитываются критические параметры — критическая нагрузка, нагрузка сваривания, нагрузочная способность масла, показатель степени износа, показатель скорости износа и др.

Метод четырех шариков (fourballlest). Это наиболее распространенный и информативный метод определения смазывающих свойств масел и смазок. Четырехшариковая машина трения (ЧШМТ) с точечным контактом (DIN 51 350, ASTM D 2266, ГОСТ 9490-75, РД 50-531-85)

Методом ЧШМТ определяются:

  • характер износа, кривая износа, показатель износа (wearline) в условиях граничного трения — по пятнам износа шариков (ASTM D 2266, DIN 51350, Teil 3);
  • критическая нагрузка, нагрузка сваривания и нагрузочная (несущая) способность — по точкам перегиба на кривой износа;
  • индекс задира (нагрузки) — по предельному давлению (ASTM D 2596, DIN 51350, Teil 2).

Характер изменения степени износа от нагрузки показывает противоизносные свойства масла или смазки при постоянной нагрузке, которая ниже критической. В ходе испытания периодически измеряется диаметр пятен износа на нижних шарах и рассчитывается среднее значение износа (в мм). Зависимость износа (D) от нагрузки (Р) характеризуется кривой износа. Интенсивность износа от начала и до сваривания зависит от способности смазочного материала уменьшать износ и характеризуется индексом задира (нагрузки) (loadwearindex — LWI). В начальном интервале нагрузки износ поверхностей трения происходит в условиях граничного трения и является пропорциональным нагрузке. В этом режиме соотношение между нагрузкой и соответствующим ей износом является постоянной величиной и может характеризовать противоизносные свойства масла или смазки. Индекс нагрузки выражается в ньютонах.

Метод FZG (FZG lest.Four-squaregearoiltest), называемый также методом Нимана (Niemanntest) (СЕС L-07-A-95, DIN 51 354, IP 334). Это один из основных методов определения противоизносных и противозадирных свойств трансмиссионных масел. Свойства масла определяются при помощи двух цилиндрических шестерней, погруженных в исследуемое масло. Шестерни, находящиеся под нагрузкой прокручиваются по 15 мин при постепенном повышении нагрузки и измерении потери массы шестерен. Испытание заканчивается по достижении потери массы в 10 мг или после 12 циклов (если потери массы не достигают 10 мг). Смазывающие свойства масла выражаются через число выдержанных циклов повышения нагрузки. Кроме этого, определяется предельная нагрузка, при которой шестерни начинают застревать, она называется ОК нагрузкой (OK load) и выражается в ньютонах. Аналогичный метол применяется в США — тест Ридера (Rydertest) (ASTM D/ANSI D 1947).

МетодТимкенЕР (Timken Extreme Pressure Test) (ASTM D 2782). Этим методом определяются противозадирные свойства масла при предельной нагрузке, т.е. критическую нагрузку задира или Timken OK нагрузка (Timken OK load), которая выражается в ньютонах. Это нагрузка, которую может выдержать масляная пленка на поверхности трения до появления задира в условиях данного эксперимента. Такая нагрузка показывает нагрузочную способность масла

Метод Фалекс (FalexPinandVeeBlockMethod) (ASTM D 3233). Валик имитирует шейку подшипника, который зажимается двумя V-образными зажимами, изготовленными из высокопрочной стали, т.е. валик зажимается четырьмя прямолинейными поверхностями — контактами, и прокручивается с постоянной скоростью. Вся эта система погружена в исследуемое масло с установленной постоянной температурой, скорость вращения — 330 об./мин (скорость скольжения — 10,4 см/с). Сила сжатия (нагрузка) может быть увеличена как непрерывно, так и через определенные интервалы. Измеряется силатрения и износ. По полученным данным определяются антифрикционные и противозадирные характеристики масла.

Метод Алмен-Виланд (AlmenWieland). Метод аналогичный методу Фалекс, но зажимы имеют форму полувтулок и изготовлены из того же металла, что и валик. В этом случае контактирующая поверхность трения не линейная, а плоская, В ходе испытания при постоянной скорости вращения валика (200 об./мин, скорость скольжения 6,6 см/с), непрерывно увеличивают нагрузку до начала задира или до окончания ресурса прижимной силы. Измеряется сила трения и максимальная нагрузка до начала задира. Ни один из приведенных методов не позволяет определить абсолютные параметры трения и износа или подобрать масло для конкретного применения в двигателях внутреннего сгорания, но дает возможность сравнивать качество применяемых присадок в определенных рабочих условиях (малые скорости скольжения и высокие нагрузки). Определение смазывающих свойств моторных масел возможно только при проведении испытаний на реальных двигателях.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


*