CC BY
131
УДК 621.2.082.18
Р. Р. Ахметзянов, Х. С. Фасхутдинов, Т. Н. Вагизов, И. Х. Гималтдинов, Р. С. Шайхетдинова
ТВЕРДЫЕ СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
Ключевые слова: смазочные материалы, износ материала, композиционные материалы.
В настоящее время отмечается значительный интерес к проблемам выбора смазочных материалов. Довольно часто используются жидкие или полужидкие смазочные материалы. Иными смазочными материалами, имеющими большую историю, являются твердые смазки. По поведению в условиях эксплуатации твердые смазочные материалы с полимерными связующими существенно отличается от других типов смазок.
Keywords: lubricants, deterioration of the material, composite materials.
Currently, there is considerable interest in the problems of selection of lubricants. Quite often used in liquid or semisolid lubricants. Other lubricants that have a long history, are solid lubricants. The behavior in the conditions of use solid lubricants with polymeric binders is significantly different from other types of lubricants.
В основном в узлах трения используются жидкие или полужидкие смазочные материалы, подобные маслам и пластичным смазкам. Такие материалы используют во многих механизмах, шестеренчатых передачах, подшипниках и т.д. Иными смазочными материалами, имеющими большую историю, являются твердые смазки.
Твердые смазочные материалы предназначены для уменьшения коэффициента трения и износа сопряженных деталей, поверхности которых перемещаются относительно друг друга. Основные типы твердых смазок и их применение представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Твердые смазки и техника их применения
Смазки Особенности применения
Порошкообразные Простейший тип твердой смазки, уменьшающий трение и износ трущихся поверхностей, на которые они нанесены, является порошкообразная смазка (графит). Эта смазка наносится или натирается на поверхность деталей в виде порошка
Твердая смазка с полимерным связующим Состоит из порошкообразной твердой смазки (пигмент) и связующего. Пигментом может служить одна из порошкообразных смазок. Связующее улучшает адгезию порошкообразной смазки к трущейся поверхности. Такие материалы сходны с красителями, в которых смолы удерживают пигменты у окрашиваемой поверхности
Мягкие металлы Мягкие металлы или сплавы, имеют низкое сопротивление сдвигу и снижают износ и трение контактирующих поверхностей более твердых металлов. В качестве примера -свинцовые пленки на поверхности стали
Износостойкие антифрикционные неметаллические покрытия По назначению не отличается металлических покрытий. К ним относятся керамические покрытия
Химические и гальванические покрытия К ним относятся фосфатирова-ние и хромирование поверхностей подшипников. Часто применяется в сочетании с жидкими смазочными материалами, но могут использоваться и без смазочных материалов
Исходя из таблицы видно, что существует большое количество разнообразных твердых смазок и методов их использование. Это можно проиллюстрировать на примере одной твердой смазки - графита. Графит может быть использован в виде порошка, твердой смазочной пленки со связующими, в виде наполнителя антифрикционных пластиков и неметаллических материалов. Во всех случаях графит будет выполнять функции твердой смазки. Чаще всего в узлах трения применяют смазочные покрытия с полимерными связующими и графитным пигментом.
Твердые смазочные покрытия состоят из твердой смазки (пигмента) и связующего. Пигменты должны уменьшать износ и трение смазываемых поверхностей. Связующее определяют метод закрепления пигментов на поверхности металла. Они же предотвращают удаление частиц твердой смазки с поверхности трущихся поверхностей при их перемещении относительно друг друга.
По поведению в условиях эксплуатации твердые смазочные материалы с полимерными связующими существенно отличается от других типов смазок. В первый период наблюдается относительно быстрый износ материала, но скорость его постепенно уменьшается. Высокая начальная скорость износа объясняется потерей слабо связанного с поверхностью материала покрытия. При этом поверхность твердой смазочной пленки приобретает блестящий полированный вид.
Твердые смазочные пленки, наносимые, на поверхность обычно имеют небольшую толщину и наносятся перед сборкой узла трения, и они должны
работать на весь срок службы механизма. При разрушении покрытия металлические поверхности контак-тируются, и повышение трения приводит к необратимому выходу ее из строя. Для исключения такого процесса необходимо обновлять пленку твердой смазки.
Нами разрабатывается серосодержащий композиционный материал, в котором связующим является сера, пигментом - графит, наполнителем - медь.
На известных твердых смазочных пленках связующее не принимает непосредственного участия в процессе смазывания. Несмотря на это они очень сильно влияют на эксплуатационные характеристики твердых смазочных покрытий. При малом количестве связующего адгезия покрытия к металлу может улучшиться, при слишком высокой его концентрации снижается эффективность твердых смазок, содержащихся в покрытии. Чаще всего отношение твердой смазки и связующего в пределах 1:1.
Известно, что сера является антифрикционным материалом и применение его в качестве связующего даст значительный эффект при снижении коэффициента трения.
Вовремя работы связанная серо-графитная композиция будет наноситься, на поверхности узла трения проникая на неровности шероховатости (рисунок 1) тем самым ускоряя процесс приработки и уменьшая трение между деталями. Обновление пленки будет происходить методом ротапринтной смазки.
верхностей: 1 - втулка, 2 - серосодержащий композиционный материал, 3 - вал
Для лучшего отвода тепла и придания износостойкой пленки добавляется в состав медный порошок. Состав содержит 30% - серы, 60% - графита, 10% - меди.
Технология получения композиционных материалов следующая: измельчение порошков, дозирование, смешивание, прессование, спекание, прессование. Образцы получаются в виде брикетов.
Во время работы узел трения смазывается брикетом - карандашом, расположенным на валу, карандаш наносит слой смазки на втулку.
Литература
1. Воронков Б. Д. Подшипники сухого трения / Воронков Б. Д. // 2-е изд., дополн. и перераб - Л.: Машиностроение, 1979-224с.
2. Чичинадзе А.В., Основы трибологии (трение, износ, смазка) / Чичинадзе А.В. Учеб. для техн. вузов Чичинадзе А.В / 2-е изд. М.: Машиностроение, 2001
3. Крагельский И.В. Трение и износ / Крагельский И.В. М., Машиностроение, 1968 - 480 с.
4. Коротков Ю.Ф., Козумена О.В., Кузнецов Н.Г., Николаев А.Н. Энергетические характеристики двухтатного поршневого акустического нагнетателя газа // Вестник Казан. технол. ун-та. 2014. Т. 17, № 1. С.238-241.
5. Хайдаров А.Ф., Климентьева Г.Ю. Компоненты антистатических присадок к дизельному топливу// Вестник Казан. технол. ун-та. 2014. Т17, № 8. С. 266-268.
© Р. Р. Ахметзянов - ст. препод. КГАУ; Х. С. Фасхутдинов - к.т.н., доц. КГАУ; Т. Н. Вагизов ст. препод. КГАУ; И. Х. Гималтдинов - ст. преп. КГАУ; Р. С. Шайхетдинова - ст. препод. каф. ТКМ КНИТУ, [email protected].
© R. R. Ahmetzyanov - Art. Ven. Kazan State Agrarian University-venous; H. S. Faskhutdinov - Ph.D. Kazan State Agrarian University-venous; T. N. Vagizov - Art. Ven. Kazan State Agrarian University-venous; I. H. Gimaltdinov - Art. Ven. Kazan of state Agricultural University; R. S. Shayhetdinova - st. prep. kaf. TKM KNRTU, [email protected].
