RU2186386C1 - Способ определения смазывающей способности масел - Google Patents

Способ определения смазывающей способности масел Download PDF

Info

Publication number
RU2186386C1
RU2186386C1 RU2001106404/04A RU2001106404A RU2186386C1 RU 2186386 C1 RU2186386 C1 RU 2186386C1 RU 2001106404/04 A RU2001106404/04 A RU 2001106404/04A RU 2001106404 A RU2001106404 A RU 2001106404A RU 2186386 C1 RU2186386 C1 RU 2186386C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
friction
oil
adaptability
current
pair
Prior art date
Application number
RU2001106404/04A
Other languages
English (en)
Inventor
Б.И. Ковальский
С.И. Васильев
С.Б. Ковальский
Д.Г. Барков
Original Assignee
Красноярский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Красноярский государственный технический университет filed Critical Красноярский государственный технический университет
Priority to RU2001106404/04A priority Critical patent/RU2186386C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2186386C1 publication Critical patent/RU2186386C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Lubricants (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технике оценки качества жидких смазочных материалов, в частности к определению их смазывающей способности. Способ определения смазывающей способности масел заключается в том, что эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через нее электрический ток, снимают статическое напряжение на поверхностях трения пары изменением полярности электрического тока, измеряют постоянный ток при неподвижной паре трения при установившемся режиме трения в присутствии смазки в контакте, при этом измеряют величину тока за период от начала испытания до стабилизации его значения при установившемся режиме трения в зависимости от времени трения, нагрузки, скорости скольжения, механических свойств материалов пары трения и температуры масла, строят их графические зависимости и оценивают смазочную способность масла по параметрам: приспосабливаемости, скорости приспосабливаемости масла к данным условиям трения и коэффициенту совместимости масла, при этом приспосабливаемость масла определяют по периоду времени от начала уменьшения тока до его стабилизации, скорость приспосабливаемости - по углу наклона графических зависимостей к оси ординат, а коэффициент совместимости масла КС определяют по формуле
Figure 00000001

где IЗ - заданная величина тока, пропускаемого через пару трения при неподвижности; IС - величина постоянного тока при его стабилизации в процессе трения. Достигается повышение достоверности оценки смазывающей способности масел. 7 ил.

Description

Изобретение относится к технике оценки качества жидких смазочных материалов и, в частности к определению их смазывающей способности.
Известен способ определения смазывающей способности масел, заключающийся в том, что эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через нее электрический ток, а смазывающую способность оценивают с учетом одного из параметров электрического тока (АС СССР 796732, кл. G 01 N 3/56, 1979).
Недостатком известного технического решения является малая достоверность результатов определения смазывающей способности масел, что обусловлено влиянием на электрический ток таких факторов, как свойства материалов пары трения, режимы трения (нагрузка, скорость скольжения, температура масла), определяющие скорость механохимических процессов на фрикционном контакте и образование на нем защитных структур (пленки).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения смазывающей способности масел, заключающийся, в том, что эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через нее электрический ток, снимают статическое напряжение на поверхностях пары трения изменением полярности электрического тока, измеряют постоянный ток при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения в присутствии смазки в контакте, а в качестве параметра используют их отношение (АС СССР 1054732, кл. G 01 N 3/56, 1983 г.).
Известный метод объективно не предоставляет полную информацию о смазывающей способности масел, так как определяется для одной выбранной пары материалов и режимов трения, а изменение их может привести либо к уменьшению, либо к увеличению отношения токов. Поэтому показатель смазывающей способности испытуемого масла нельзя переносить на другие материалы пары трения и режимы трения, т. к. он зависит от них. Наличие информации о влиянии материалов пары трения и режимов трения на смазывающую способность масел повышает достоверность их оценки.
Задачей изобретения является повышение достоверности оценки смазывающей способности масел путем учета влияния режимов трения и свойств материалов пары трения.
Поставленная задача решается тем, что в способе определения смазывающей способности масел, включающем эксплуатацию пары трения в присутствии смазки, пропускание через нее электрического тока, снятие статического напряжения на поверхностях трения пары изменением полярности электрического тока, измерение постоянного тока при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения в присутствии смазки в контакте, согласно изобретению измеряют величину тока за период от начала испытания до стабилизации его значения при установившемся режиме трения в зависимости от времени трения, нагрузки, скорости скольжения, механических свойств материалов пары трения, температуры масла, строят их графические зависимости и оценивают смазочную способность масла по параметрам приспосабливаемости, скорости приспосабливаемости масла к данным условиям трения и коэффициенту совместимости масла, при этом приспосабливаемость масла определяют по периоду времени от начала уменьшения тока до его стабилизации, скорости приспосабливаемости - по углу наклона графических зависимостей к оси ординат, а коэффициент совместимости КС масла определяют по формуле
Figure 00000004

где IЗ - заданная величина тока, пропускаемого через пару трения при неподвижности;
IС - величина постоянного тока при его стабилизации в процессе трения.
Сравнительный анализ прототипа и заявляемого способа показал, что последний обладает следующими отличительными признаками.
Измерение тока от начала испытания до стабилизации его значения при установившемся режиме трения позволяет определить интенсивность протекания механохимических процессов на фрикционном контакте в зависимости от режимов трения и свойств материалов пары трения, что повышает достоверность оценки смазывающей способности масла, т.е. его склонность к образованию защитных пленок.
Построение графических зависимостей изменения тока от времени позволяет наглядно представить характер проявления механохимических процессов на фрикционном контакте в зависимости от свойств масла, режимов трения и свойств материалов пары трения. По данным графическим зависимостям определяется период времени от начала уменьшения тока до его стабилизации, который используют в качестве параметра, характеризующего приспосабливаемость масла в зависимости от параметров трения и свойств материалов пары трения, что направлено на повышение достоверности оценки смазывающей способности масла.
Угол наклона графических зависимостей к оси ординат за период времени от начала уменьшения тока до его стабилизации используют в качестве параметра, характеризующего скорость приспосабливаемости масла в зависимости от режимов трения и свойств материалов пары трения. Этот параметр также повышает достоверность оценки смазывающей способности масла.
Величина тока стабилизации на графических зависимостях использована в качестве параметра оценки совместимости масла в зависимости от режимов трения и свойств материалов пары трения. Данный параметр характеризует интенсивность протекания механохимических процессов при установившемся трении и определяет динамическое равновесие между скоростями образования и разрушения защитных слоев на поверхностях трения, что также повышает достоверность оценки смазывающей способности масла.
Определение коэффициента совместимости масла как отношение разности между величинами токов заданного при неподвижной паре трения и при стабилизации к величине тока стабилизации позволяет сравнить в процентах смазывающие свойства различных масел по совместимости в зависимости от материалов пары трения и режимов трения, что направлено на повышение достоверности оценки смазывающей способности масел.
На фиг. 1 представлена схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 приведены графические зависимости величины тока, протекающего через пару трения от нагрузки; на фиг.3 - зависимости величины тока от скорости скольжения; на фиг. 4 - зависимости величины тока от температуры масла; на фиг. 5 - зависимости величины тока от изменения температуры отпуска закаленной стали 45; на фиг.6 - зависимости величины тока от оптической плотности работающего в двигателе внутреннего сгорания масла; на фиг.7 приведена запись тока, протекающего через пару трения (на самописце).
Устройство содержит пару трения 1, источник 2 стабилизированного постоянного тока, резистор 3 для регулировки величины тока, стрелочный индикатор 4 для регистрации величины тока, регистратор 5, с которого напряжение снимается на самописец (не показан), узел 6 для изменения полярности электрического тока.
Способ определения смазывающей способности масел осуществляется следующим образом.
В неподвижном состоянии приводят в соприкосновение пару трения и с помощью резистора 3 (фиг.1) задают величину тока, равную 100 мкА (можно 50... 200 мкА). Эксплуатируют пару трения в присутствии смазки при различных режимах трения (нагрузка, скорость скольжения, температуры масла), снимают статическое напряжение на поверхностях трения изменением полярности электрического тока, измеряют величину тока в течении 90 минут (или записывают самописцем). По записанным графическим зависимостям определяют период времени от начала уменьшения тока до его стабилизации.
Данный период времени характеризует приспосабливаемость масла в зависимости от режимов трения и свойств материалов трения и определяет интенсивность механохимических процессов, обуславливающих образование защитных слоев.
Определяют угол наклона графических зависимостей к оси ординат за период от начала уменьшения тока до значений его стабилизации. По углу наклона графических зависимостей определяют скорость приспосабливаемости масла в зависимости от режимов трения и свойств материалов пары трения.
Определяют величину тока стабилизации в зависимости от режимов трения, по которому определяют коэффициент совместимости КС масла по формуле
Figure 00000005

где IЗ - заданная величина тока (100 мкА);
IC - величина постоянного тока при его стабилизации в процессе трения.
Определяют смазывающую способность масла по параметрам приспосабливаемости и коэффициенту совместимости, по которым устанавливают наиболее эффективную область применения испытуемого масла в зависимости от нагрузки, скорости скольжения, температуры масла и свойств материалов пары трения.
Пример 1. Рассмотрим изменения смазывающей способности масла М-10Г2к от параметров трения и постоянной паре материалов из стали ШХ-15. С помощью источника 2 и резистора 3 (фиг.1) задают величину постоянного тока IЗ в пределах 50...200 мкА, который измеряют индикатором 4 (или записывают самописцем). Эксплуатируют пару трения в присутствии смазки и измеряют постоянный ток в зависимости от нагрузки Р (фиг.2). Как видно, период времени от начала уменьшения тока до его стабилизации наименьший для нагрузки 30 Н, а наибольший для нагрузки 40 Н, это обусловлено образованием защитных пленок на поверхностях трения. Угол наклона этой зависимости минимальный для нагрузки 30 Н, что характеризует наибольшую скорость приспосабливаемости масла в зависимости от режимов трения и свойств материалов трения.
Коэффициент совместимости испытуемого масла, судя по току стабилизации IС, равен 100%.
Таким образом, смазывающая способность масла М-10Г2к максимальна при нагрузке 30 Н.
Изменение смазывающей способности масла М-10Г2к от скорости скольжения показано на фиг.3. По приведенным графическим зависимостям видно, что период приспосабливаемости минимальный для скоростей скольжения 0,34 и 0,68 м/с, а скорость приспосабливаемости наибольшая для скорости 0,34 м/с, коэффициент совместимости максимальный (100%) наблюдается для скоростей скольжения 0,17; 0,34 и 0,68 м/с.
Для скоростей скольжения 0,08; 0,11 и 1,02 м/с период приспосабливаемости значительно больше, а коэффициент совместимости колеблется от 85 до 70%. Поэтому смазывающая способность масла М-10Г2к наибольшая при скоростях скольжения 0,34 и 0,68 м/с, а наиболее эффективная область применения масла находится в пределах от 0,17 до 0,68 м/с.
Влияние температуры масла на его смазывающую способность показана на фиг. 4. Как видно, период приспосабливаемости и скорость приспосабливаемости соответственно минимальная и максимальная наблюдается для температуры 375 К (100oС). Причем с уменьшением температуры масла период приспосабливаемости увеличивается, а скорость приспосабливаемости уменьшается. Это объясняется тем, что с понижением температуры скорость образования защитных пленок уменьшается при прочих равных условиях (нагрузка, скорость скольжения). Коэффициент совместимости максимальный 100% для температур 353...373 К (80... 100oС) и уменьшается с уменьшением температуры масла. Таким образом, смазывающая способность масла М-10Г2к максимальна при температуре 373 К (100oС), а наиболее эффективная область применения масла находится в пределах от 80 до 100oС.
Рассматривая влияние режимов трения (нагрузка, скорость скольжения, температура масла) на смазывающую способность исследуемого масла М-10Г2к (фиг. 2-4), можно сделать вывод, что наибольшая эффективность использования масла для пары материалов трения из стали ШХ-15 соответствует следующим пределам режимов: нагрузка - 10 до 40 Н; скорость скольжения от 0,17 до 0,68 м/с, температура масла - от 80 до 100oС, при этом период приспосабливаемости минимальный, а скорость приспосабливаемости и коэффициент совместимости максимальные.
Пример 2. Рассмотрим влияние материалов пары трения на период приспосабливаемости, скорость приспосабливаемости и коэффициент совместимости для масла М-10Г2к. С этой целью один материал пары трения принят постоянным - сталь ШХ-15, а второй - сталь 45 - с различной температурой отпуска после закалки (фиг. 5). Механические свойства стали 45 изменяются с изменением температуры отпуска. Как видно из графических зависимостей, период приспосабливаемости наименьший, а скорость приспосабливаемости максимальна для стали 45, отпуск 423 К (150oС). С увеличением температуры отпуска (снижение механических свойств) период приспосабливаемости увеличивается, а скорость приспосабливаемости уменьшается. Коэффициент совместимости уменьшается с ростом температуры отпуска стали 45. Для отожженной стали 45 (1123 К) он равен 0%.
Таким образом, максимальная смазывающая способность масла М-10Г2к наблюдается для пары трения сталь 45, отпуск 423 К - сталь ШХ-15. В качестве пары трения можно использовать и сталь 45, отпуск 573 К (300oС).
Пример 3. Рассмотрим влияние свойств масла М-10Г2к на его смазывающую способность в зависимости от времени использования его в двигателях внутреннего сгорания (фиг.6). Для этого пробы масла отбирались из двигателя через равные промежутки времени и подвергались фотометрированию для определения оптической плотности D, которая зависит от концентрации эксплуатационных примесей. При испытании таких проб масел режимы трения приняты постоянными, а материалами пары трения являлась сталь ШХ-15.
Как видно из графических зависимостей смазывающая, способность масла М-10Г2к сильно зависит от изменения его свойств в процессе использования в двигателях.
Минимальный период приспосабливаемости и максимальная скорость приспосабливаемости наблюдаются для масел с оптической плотностью D=0,89...1,0, а коэффициент совместимости для них равен 90%.
Таким образом, период приспосабливаемости, скорость приспосабливаемости и коэффициент совместимости для выбранной пары материалов и режимов трения зависит от свойств смазочного материала.
Графическая зависимость, записанная самописцем, показана на фиг.7, по которой можно определить период приспосабливаемости, скорость приспосабливаемости и коэффициент совместимости.
Преимущества предложенного способа заключаются в том, что он позволяет получить дополнительную информацию для повышения достоверности оценки смазывающей способности масел по таким показателям, как приспосабливаемость, скорость приспосабливаемости и коэффициент совместимости в зависимости от материалов пары трения, режимов трения, свойств масла и по значениям этих показателей определить оптимальный режим трения.
Информация о предлагаемых параметрах позволяет объективно осуществить подбор материалов пары трения для данных режимов трения и свойств масла или подобрать масло для выбранных материалов пары трения и режимов трения.
Положительный эффект обусловлен повышением достоверности оценки смазывающей способности масел в зависимости от свойств материалов пары трения, режимов трения и свойств масла.

Claims (1)

  1. Способ определения смазывающей способности масел, заключающийся в том, что эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через нее электрический ток, снимают статическое напряжение на поверхностях пары трения изменением полярности электрического тока, измеряют постоянный ток при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения в присутствии смазки в контакте, отличающийся тем, что измеряют величину тока за период от начала испытания до стабилизации его значения при установившемся режиме трения в зависимости от времени трения, нагрузки, скорости скольжения, механических свойств материалов пары трения и температуры масла, строят их графические зависимости и оценивают смазочную способность масла по параметрам: приспосабливаемости, скорости приспосабливаемости масла к данным условиям трения и коэффициенту совместимости масла, при этом приспосабливаемость масла определяют по периоду времени от начала уменьшения тока до его стабилизации, скорость приспосабливаемости - по углу наклона графических зависимостей к оси ординат, а коэффициент совместимости масла КС определяют по формуле
    Figure 00000006

    где IЗ - заданная величина тока, пропускаемого через пару трения при неподвижности;
    IС - величина постоянного тока при его стабилизации в процессе трения.
RU2001106404/04A 2001-03-06 2001-03-06 Способ определения смазывающей способности масел RU2186386C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001106404/04A RU2186386C1 (ru) 2001-03-06 2001-03-06 Способ определения смазывающей способности масел

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001106404/04A RU2186386C1 (ru) 2001-03-06 2001-03-06 Способ определения смазывающей способности масел

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2186386C1 true RU2186386C1 (ru) 2002-07-27

Family

ID=20246961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001106404/04A RU2186386C1 (ru) 2001-03-06 2001-03-06 Способ определения смазывающей способности масел

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2186386C1 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451293C1 (ru) * 2011-02-22 2012-05-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) Способ определения работоспособности смазочных масел
RU2484463C1 (ru) * 2012-04-06 2013-06-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Способ определения смазывающей способности масел
RU2510562C2 (ru) * 2012-05-23 2014-03-27 Закрытое акционерное общество "Радиотехкомплект" Устройство контроля продолжительности контактирования элементов качения подшипникового узла электрической машины
RU2646796C2 (ru) * 2016-05-04 2018-03-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный университет" Способ оценки эффективности смазочных материалов
RU2646811C1 (ru) * 2017-01-11 2018-03-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный университет" Способ оценки эффективности смазочных материалов

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451293C1 (ru) * 2011-02-22 2012-05-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) Способ определения работоспособности смазочных масел
EA020396B1 (ru) * 2011-02-22 2014-10-30 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Способ определения работоспособности смазочных масел
RU2484463C1 (ru) * 2012-04-06 2013-06-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Способ определения смазывающей способности масел
RU2510562C2 (ru) * 2012-05-23 2014-03-27 Закрытое акционерное общество "Радиотехкомплект" Устройство контроля продолжительности контактирования элементов качения подшипникового узла электрической машины
RU2646796C2 (ru) * 2016-05-04 2018-03-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный университет" Способ оценки эффективности смазочных материалов
RU2646811C1 (ru) * 2017-01-11 2018-03-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный университет" Способ оценки эффективности смазочных материалов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2005091360A (ja) 作動中のディーゼルエンジンの潤滑油の状態をリアルタイムで決定する方法
RU2186386C1 (ru) Способ определения смазывающей способности масел
RU2219530C1 (ru) Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов
RU2627562C1 (ru) Способ определения термоокислительной стойкости смазочных материалов
RU2637621C1 (ru) Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов
Eder et al. An experimental and signal analysis workflow for detecting cold-induced noise emissions (cold squealing) from porous journal bearings
RU2408866C1 (ru) Способ определения смазывающей способности масел
Bovington et al. Development of laboratory tests to predict the lubricity properties of diesel fuels and their application to the development of highly refined diesel fuels
RU2625037C1 (ru) Способ классификации смазочных материалов по параметрам термоокислительной стабильности
RU2318206C1 (ru) Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов
RU2312344C1 (ru) Способ определения диспергирующе-стабилизирующих свойств и загрязненности масел
RU2567087C1 (ru) Способ определения смазывающей способности масел
RU2222012C1 (ru) Способ определения работоспособности смазочных масел
Lysyannikova et al. Control method of thermo-oxidative stability factors of synthetic motor oil
RU2685582C1 (ru) Способ определения термоокислительной стабильности и температурной стойкости смазочных материалов
RU2453832C1 (ru) Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов
Kovalsky et al. Results of the study of the influence of oxidative processes on the viscosity-temperature characteristics of mineral motor oils
RU2650602C1 (ru) Способ определения температурной области работоспособности смазочных материалов
RU2621471C1 (ru) Способ определения интенсивности процессов окисления смазочных масел
SU917059A1 (ru) Способ контрол служебных свойств смазывающих масел
RU2298173C1 (ru) Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов
SU941899A1 (ru) Способ определени работоспособности смазочного масла
RU2240558C1 (ru) Способ определения термической стабильности смазочного масла
Shram et al. Study of dependence of kinematic viscosity and thermal-oxidative stability of motor oils
RU2138046C1 (ru) Способ вибродиагностики смазочной способности масел узлов механизмов

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050307