Техническая справка. по оценке триботехнических свойств. резьбовой смазки

Техническая справка

по оценке триботехнических свойств

резьбовой смазки

1. Цель исследований

Провести лабораторную оценку коэффициента трения материалов резьбового соединения в среде исследуемой резьбовой смазки.

2. Объекты испытаний

Для испытаний в лабораторию Исполнителя были предоставлены: проба исследуемой резьбовой смазки в объеме около 350 мл и две пары немаркированных образцов, вырезанных из элементов натурного резьбового соединения: два пластинчатых образца и два цилиндрических контробразца, наружным диаметром 5,5 мм. Поверхности трения доводили шлифованием и полированием до шероховатости Ra=0,4 мкм. На торцах цилиндрических контробразцов соосно вырезали глухие отверстия диаметром 3,5 мм, формируя плоские кольцеобразные торцы.

3. Оборудование и методика исследований

Триботехнические испытания проводили в лаборатории наноструктурированных поверхностей СамГТУ с использованием универсального триботехнического комплекса «Универсал-1Б» (рис. 1) (далее - трибометр). Технические характеристики трибометра: 1) схемы испытания: кольцо-плоскость (торцевой трибометр), кольцо-кольцо, четырехшариковая схема; 2) виды трения: смешанное, граничное, сухое; 3) виды изнашивания: абразивное, усталостное, при схватывании, фреттинг, контактная усталость, деформационное; 4) нормальная нагрузка: 1,5…200 кгс (давление 1…130 МПа); 5) частота вращения: 600… 1750 мин^-1; 6) регистрация данных: автоматизированная регистрация температуры саморазогрева, момента трения (Н×м), нормальной нагрузки (Н).

Рис. 1. Универсальный триботехнический комплекс «Универсал-1Б».

Для триботехнических испытаний были выбраны следующие режимы:

- вид трения –скольжение в условиях граничной смазци;

- схема испытаний «кольцо-плоскость»;

- материалы образцов: идентичные деталям резьбового соединения;

- среда – испытуемая резьбовая смазка;

- нормальная нагрузка на контакт 250 Н (давление около 20 МПа);

- частота вращения контртела – 600 об/мин (средняя линейная скорость в зоне контакта 0,014 м/с);

- длительность испытаний – 60 минут (или до появления первых признаков схватывания).

Дополнительно определяли критическую нагрузку, вызывающую разрушение смазочного слоя и возникновение схватывания трущихся образцов. Испытание на антизадирные свойства проводили с использованием режима со ступенчато возрастающей нагрузкой. Длительность каждой ступени составляла 10 минут. Испытания проводятся до начала схватывания образцов, что проявляется в виде резкого скачка на эпюре момента трения.

4. Результаты испытаний

Эпюры триботехнических испытаний образцов приведены на рис. 1 и 2. Розовым цветом указана эпюра коэффициента трения (friction coefficient).

Рис.1 Эпюра триботехнических испытаний на антифрикционные свойства.

Из полученной эпюры видно, что коэффициент установившегося трения при испытаниях составляет около f=0,1±0,01, что указывает на хорошие антифрикционные свойства (для сравнения, обычное для граничного трения значения 0,18…0,2). Коэффициент трения стабилен, что указывает на отсутствие недопустимых видов изнашивания.

Испытания на схватывание показали, что уже на второй ступени нагружения (40МПа) наблюдается появление очагов схватывания поверхностей и разрушения смазочной пленки. Коэффициент трения оставался стабильным f=0,1±0,01 вплоть до начала схватывания. Но давление свыше 40 МПа являются недопустимыми не только по причине относительно низких антизадирных свойств смазки, но также потому, что при данном давлении возникают значительные пластические деформации на материале контробразца в форме «грибка» (рис. 3).

Рис.2 Эпюра триботехнических испытаний на антизадирные свойства.

Рис. 3. Деформация (расплющивание) контрообразца

при давлении на контакт 35 МПа.

5. Вывод

Испытанные пары трения показали хорошие антифрикционные свойства (коэффициент трения 0,1±0,01) в пределах рабочих давлений до 40 МПа.

Исполнитель: Ибатуллин И.Д.

Профессор СамГТУ, директор

Самарского трибологического центра