CC BY
90
УДК 621.891:662.75
С.В. Стребков, кандидат технических наук A.B. Казаринов, С.И. Титов, аспиранты ФГОУ ВПО БелГСХА
КОМПОНЕНТЫ БАЗОВОЙ ОСНОВЫ ТРИБОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ПРИСАДОК
Рассмотрены перспективы использования масел растительного и животного происхождения в качестве высококачественных смазочных материалов и присадок к ним для повышения надежности узлов и агрегатов машин. Ключевые слова: надежность, изнашивание, смазочный материал, поверхностно-активные вещества, присадки.
По мере совершенствования конструкций тракторов и автомобилей повышение их надежности в процессе эксплуатации является объективной необходимостью. Постепенное ухудшение состояния агрегатов связано с изнашиванием. Учтённая доля затрат, связанная с преждевременным износом деталей машин и выходом их из строя, составляет не менее 2 % национального дохода и в настоящее время только возрастает.
Одним из направлений в решении проблемы повышения надежности является формирование трибологических характеристик смазочных материалов с заданными свойствами, позволяющими работать в тяжелых условиях контактирования поверхностей трения.
В тоже время, источником загрязнений природной среды являются смазочные материалы. Это объясняется, прежде всего, низкой
биоразлагаемостью минеральных и синтетических масел и смазок. Некоторые нефтяные и синтетические смазочные материалы и их компоненты являются экологически неблагоприятными продуктами.
Альтернативой нефтяным могут служить масла растительного и животного происхождения, биологические смазочные материалы (БСМ). Они нетоксичны, обладают высокой (до 100 %)
биоразлагаемостью и высокими смазывающими свойствами. Эти масла и материалы можно использовать для производства смазочных материалов практически всех видов - масел,
The prospects of use of vegetable fats and animal products as a high-quality lubricants and additives for them are considered to improve the reliability of components and assemblies of machines.
Key words: reliability, wear process, lubricant, surfactants, additives.
пластичных смазок, смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС), технологических смазок, а также присадок [1].
Разработка высококачественных нефтяных масел с присадками, расширение использования
синтетических смазочных материалов оттеснили растительные масла и жиры на второй план. Этому способствовала их более высокая стоимость (по сравнению с нефтяными) и низкая термическая, антиокислительная и гидролитическая стабильность. Однако возобновляемость сырьевых ресурсов, экологобезопасность, высокие смазывающие свойства обусловили возрождение интереса к природным маслам и жирам в качестве основ и компонентов смазочных материалов.
По химическому составу растительные масла представляют собой триглицериды - полные сложные эфиры глицерина и одноосновных карболовых кислот как насыщенных (стеариновой, пальмитиновой), так и непредельных (олеиновой, линолевой). В маслах всегда присутствуют свободные кислоты (а иногда и спирты), мыла, фосфатиды, витамины, красящие и слизистые вещества. Специфический состав таких продуктов обуславливает их уникальные свойства как смазочных материалов. Входящие в состав растительных масел жирные кислоты действуют как поверхностно-активные вещества (ПАВ), их сложные эфиры образуют смазочную пленку на поверхности трения, жирные спирты выступают в роли своеобразных растворителей [2].
Таблица 1 - Сравнение физико-химических свойств растительных основ трибологически активных присадок
Масло Плотность при 20°С, кг/м3 Я о £ S о О ^ о “ О СЧ О И - ив Кислотное число, мг кон/г Коксуемость, % (масс) Температура,0С Показатель преломления Цвет, ед. ЦНТ
вспышки застывания
Хлопковое 918,8 7,69 166,0 4,25 0,231 316 -18 1,4758 1,5
Подсолнечное 927,5 7,93 167,0 2,44 0,505 320 -16 1,4754 2,0
Рапсовое 906,1 8,09 155,4 6,40 0,465 224 -3 1,4718 4,0
Оливковое 911,3 8,43 155,4 5,90 0,198 285 -12 1,4710 1,5
Соевое 923,7 7,67 166,0 0,03 0,438 318 -12 1,4732 1,0
Пальмовое 917,6 8,62 151,0 0,17 0,120 315 130 1,4786 1,5
Касторовое 1068,7 19,88 90,7 1,18 0,193 296 -27 1,4796 1,5
Миндальное 915,8 8,25 158,5 0,76 0,710 260 -29 1,4729 1,5
Ореховое (из фундука) 909,3 8,76 158,7 6,30 0,562 262 -22 1,4690 1,5
Ореховое (из грецких) 923,0 7,13 177,6 0,09 0,291 262 -29 1,4835 1,5
Виноградное (из семян) 921,0 7,21 169,7 0,05 - 257 -16 1,4010 2,0
Нефтяное М-8 877,8 7,53 89,0 0,015 0,150 203 -15 1,4800 3,0
Нефтяное МС-20 897,0 20,50 92,0 0,03 0,270 270 -18 1,5070 7,0
Известно, что во многих странах ведутся работы по получению на базе растительных масел смазочных материалов, присадок и пластичных смазок, наиболее интенсивно - в США, Англии, Г ермании, Австрии.
В таблице 1 для сравнения представлены физикохимические характеристики растительных и базовые основы нефтяных масел (М-8 и МС-20).
Эти масла по отдельным физико-химическим характеристикам соответствуют нефтяным, а по индексу вязкости и температурам вспышки и застывания, за исключением пальмового, значительно превосходят их. Кислотное число растительных масел высокое.
Исследования показали, что растительные масла хорошо совмещаются между собой и с нефтяными маслами. По смазочным свойствам растительные масла превосходят нефтяные (табл. 2).
Таблица 2 - Смазочные свойства растительных основ присадки
Масло Смазочные свойства
Критическая нагрузка, Н Нагрузка сваривания, Н Индекс задира
Рапсовое 790 2000 43,5
Подсолнечное 790 1580 35,4
Кукурузное 790 1410 35,0
Касторовое 630 1410 34,7
Оливковое 790 1410 33,1
Арахисовое 790 1410 32,0
Результаты определения трибологических характеристик гидравлических и трансмиссионных рапсовых масел показали, что эти масла имеют такие же или лучшие «механические» свойства, чем минеральные, но уступают по стойкости к окислению. Рапсовые масла с присадками эквивалентны минеральным, но биоразлагаемы и нетоксичны.
Одним из способов применения растительных масел является смешение их с нефтяными маслами. Например, установлена возможность улучшения антифрикционных и противоизносных свойств нефтяных масел, используемых в червячных передачах, путем их смешения с растительным рапсовым маслом и синтетическим
(полипропиленгликоль) компонентами. Методом построения диаграмм «состав - свойства» найдены области оптимальных значений трибологических свойств для определенного соотношения смесей нефтяного (до 80 %), растительного (до 40 %) и синтетических (до 10 %) компонентов. Разработаны энергосберегающие масла на смешанной основе для червячных передач, содержащие масло нефтяное И-40А (74-78 %), растительное рапсовое (20-24 %) и полипропиленгликоль (до 100 %), позволяющие
увеличить КПД червячных редукторов на 2-6 % [3].
Как уже отмечалось, основными техническими преимуществами растительных жиров в сравнении с нефтяными маслами являются лучшие вязкостные и трибологические свойства. Это обстоятельство благоприятствует использованию жиров как смазочных материалов, и в ряде случаев дает возможность ограничить применение химически активных присадок, а иногда и совсем отказаться от их применения. Однако, как известно, жиры имеют
низкую термоокислительную стабильность и плохие низкотемпературные свойства. Эти характеристики иногда улучшают путем смешения жиров с нефтяными маслами, но при этом неизменно ухудшаются экологические свойства смазочного материала [4].
Приведенное выше свидетельствует о том, что в настоящее время применение жиров в естественном состоянии (не прошедших специальной химической обработки или стадии облагораживания) должно ограничиваться их функцией базовых масел взамен нефтяных или некоторых синтетических.
Вследствие сравнительно невысокой
антиокислительной и гидролитической стабильности применение растительных и животных жиров ограничивается областями кратковременных (гоночные автомобили) или незначительных по величине нагрузок (гидравлические установки), а также процессами смазывания, где необходима определенная степень разложения смазочного материала (эмульсии для прокатных станов), двигателями и механизмами без системы смазки, когда попадание масла в окружающую среду происходит непосредственно после его использования. В последнем случае преимущества использования жиров наиболее очевидны. Сюда относится сма4ывание двухтактных двигателей внутреннего сгорания, цепей и мотопил, трелевочных тросов в лесной промышленности, открытых редукторов, пневматического инструмента.
Как и в случае нефтяных масел, растительные требуют использования присадок. За последние несколько лет достигнуты существенные успехи в разработке и производстве соответствующих пакетов присадок.
Таким образом, вовлечение растительных масел и животных жиров (продуктов биологического происхождения) в состав смазочных материалов следует считать весьма перспективным. Широкое применение их в производстве товарных масел, смазок и присадок к ним позволит разрешить как вопросы повышения надежности работы узлов и агрегатов, так и экологические проблемы.
Наиболее приемлемое применение предлагаемых материалов является использование их в качестве сенергирующей трибологически активной основы для антифрикционных противоизносных присадок к маслам.
Литература
1. Евдокимов, А.Ю. Смазочные материалы и проблемы экологии / А.Ю. Евдокимов, И.Г.Фукс, Т.П. Шабалина. - М.: ГУЛ Изд. «Нефть и газ» РгУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2000. - 424 с.
2. Абрамзон, А.А. Поверхностно-активные вещества: Свойства и применение / А.А. Абрамзон. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - Л.: Химия, 1981. - 304 с.
3. Облащикова, И.Р. Исследование рапсового масла в качестве основы альтернативных сма4очных материалов / И.Р. Облащикова. Дис....канд. техн. наук - М., 2004. -103 с.
4. Фукс, И.Г. Растительные и животные жиры -сырье для приготовления товарных сма4очных материалов / И.Г. Фукс, А.Ю.Евдокимов, В.А. Джамалов и др. // ХТТМ. - 1992. -№ 4. - С.34-39.
Вестник
ОрелГАу
№2(29)
апрель
2011
Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году
Учредитель и издатель: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»____________________________________________
Редакционный совет: Парахин Н.В. (председатель) Амелин А.В. (зам. председателя) Астахов С.М.
Белкин Б.Л.
Блажнов А.А.
Буяров В.С.
Гуляева Т.И.
Гурин А.Г.
Д егтярев М.Г.
Зотиков В.И.
Иващук О.А.
Козлов А.С.
Кузнецов Ю.А.
Лобков В.Т.
Лысенко Н.Н.
Ляшук Р.Н.
Мамаев А.В.
Масалов В.Н.
Новикова Н.Е.
Павловская Н.Е.
Попова О.В.
Прока Н.И.
Савкин В.И.
Степанова Л.П.
Плыгун С.А. (ответств. секретарь) Ермакова Н.Л. (редактор)
Адрес редакции: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69. Тел.: +7 (4862) 45-40-37 Факс: +7 (4862) 45-40-64 E-mail: nichо[email protected] Сайт журнала: http://ej.orelsau.ru Свидетельство о регистрации ПИ =ФС77-21514 от 11.07. 2005 г.
Технический редактор Мосина А.И. Сдано в набор 14.04.2011 Подписано в печать 28.04.2011 Формат 60x84/8. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.
Объём 18 усл. печ. л.
Тираж 300 экз. Издательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы1, 19. Лицензия ЛР=021325 от 23.02.1999 г.
Журнал рекомендован ВАК Минобрнауки России для публикаций научных работ, отражающих основное научное содержание кандидатских и докторских диссертаций
Содержание номера
Научное обеспечение развития растениевод ства
Парахин Н.В. Устойчивость растениеводства как главный фактор развития АПК................... 2
Новикова Н.Е., Зотиков В.И., Фенин Д.М. Механизмы антиоксидантной защиты при адаптации
генотипов гороха (Pisum sativum l.) к неблагоприятным абиотическим факторам среды........... 5
Янова A.A., Кондыков И.В., Иконников А.В., Чекалин Е.И., Амелин А.В., Державина Н.М. Архитектоника растений современных сортов чечевицы в связи с устойчивостью их агроценозов к
полеганию................................................................................... 9
Павловская Н.Е., Сидоренко В.С., Костромичёва Е.В. Супероксиддисмутазная активность как
тест-система для выявления физиологического действия гордецина.............................. 12
Титов В.Н., Мамонов А.Н. Перспективы использования различных видов донника и фацелии в
качестве фитомелиорантов в условиях Саратовской области..................................... 15
Научное обеспечение развития животновод ства Балакирев H.A. Задачи отрасли клеточного пушного звероводства России по выходу из кризиса.... 18 Шилов А.И., Шилов O.A. Производство молока и молочных продуктов от коров разных генотипов. 20 Мосягин В.В., Максимов В.И., Федорова Е.Ю. Возрастная динамика АТФазной активности цитоплазматических мембран эритроцитов цыплят-бройлеров кроссов «Бройлер-6» и «ISA» при
скармливании пептидной кормовой добавки и сукцината......................................... 25
Масалов В.Н., Сеин Д.О., Ильючик А.К. Возрастные изменения морфологической структуры
аденогипофиза у свиней...................................................................... 30
Лещуков К.А., Мамаев А.В. Как получить качественную свинину для переработки?................ 32
Рациональное природ опользование и мониторинг природно-техногенной сред ы
Степанова Л.П., Мышкин А.И., Коренькова Е.А., Моисеева М.Н. Экологическая оценка влияния
сельскохозяйственного производства на интенсивность загрязнения окружающей среды............36
Бессонова Е.А. Эколого-экономическая эффективность внедрения ада птивно-ландшафтного
земледелия.................................................................................. 41
Иванов Н.И. Предложения по природоохранным мероприятиям на землях сельскохозяйственного
назначения Центрального федерального округа................................................. 44
Селезнев К.А., Лысенко Н.Н., Лобков В.Т., Плыгун С.А. Особенности формирования химического состава подземных вод Орловской области........................................ 48
Инженерно-технические решения в апк Яровой В.Г., Сергеев Н.В., Шипик Л.Ю. Оптимальное соотношение мощности двигателя и массы
сельскохозяйственного трактора.............................................................. 61
Михайлов М.Р., Жосан А.А. К вопросу планирования сезонной наработки зерноуборочных
комбайнов в зависимости от срока их экс плуатации........................................... 63
Пастухов А.Г., Тимашов Е.П. Перс п ективные стенды для ресурсных исп ытаний карданных
передач..................................................................................... 66
Баранов Ю.Н., Загородних А.Н., Копылов С.А. Логико-графический анализ возникновения о асностей столкновения транс ортных средств ри визуальном отражении роцесса их
торможения.................................................................................. 70
Котельников В.Я., Жилина К.В., Мотин Д.В., Поветкин И.В., Котельников А.В. Статистическая
динамика энергосберегающего рабочего органа для шелушения зерна............................. 74
Искендеров Э.Б. К вопросу интенсификации основной обработки почвы в земледелии.............. 78
Калашникова Н.В., Булавинцев Р.А., Кашеварников В.Ю. Устройство для установки глубины
заделки семян............................................................................... 81
Шарупич В.П., Шарупич Т.С., Коломыцев Е.В. Влияние дополнительного искусственного облучения на фенологические, биометрические и продукционные показатели томата сорта «Пламя»
при выращивании методом многоярусной узкостеллажной гидропоники............................. 84
Горшков Ю.Г., Старикова Н.А. О п тимизация функционирования воротных проёмов
производственных сельскохозяйственных помещений за счёт инженерных решений.................. 89
Лялякин В.П. Восстановление деталей - важный резерв экономии ресурсов....................... 95
Косенко А.В., Казански В.А., Кузнецов Ю.А. Влияние модуля силиката на технологические
свойства ПЭО покрытий....................................................................... 97
Коломейченко А.В. Исследование топографии поверхности покрытия, сформированного МДО......... 101
Стребков С.В., Казаринов А.В., Титов С.И. Комп оненты базовой основы трибологически
активных присадок........................................................................... 104
Астахов С.М., Беликов Р.П. Состояние и пути повышения эффективности функционирования
распределительных сетей в агропромышленном комплексе........................................ 106
Жосан А.А., Ревякин М.М. Топология построения систем самодиагностики: вариативность и
оптимальность............................................................................... 109
Суров Л.Д., Фомин И.Н. Контроль изменений состояния головного выключателя в линии
кольцевой сети.............................................................................. 112
Сорокин Н.С. Блок подсоединения датчика системы распознавания аварийных ситуаций в
распределительных сетях 6-35 кВ............................................................. 118
Чернышов В.А., Чернышова Л.А. Самоидентификация замыканий на землю в сетях с
изолированной нейтралью посредством спутниковой системы навигации........................... 120
Глушак Н.В., Грищенков А.И. Инновационный процесс: эволюция, эффективность, проблематика 123 Шкрабак В.С., Баранов Ю.Н., Загородних А.Н. Обеспечение безопасных перевозок в
агропромышленном комплексе.................................................................. 129
Яковлева Е.В., Полехина Е.В. Проблемы безопасности труда в сельском хозяйстве............... 132
Карпович Э.В. Опыт применения программированных пособий для подготовки высококвалифицированных агроинженерных кадров............................................. 134
© ФГОУ ВПО Орел ГАУ, 2011
