RU2348025C1

RU2348025C1 - Device to define efficiency of anti-wear magnetic additives

Info

Publication number: RU2348025C1
Application number: RU2007130137/28A
Authority: RU
Inventors: Аршавир Петрович Перекрестов (RU); Аршавир Петрович Перекрестов; Василий Александрович Чанчиков (RU); Василий Александрович Чанчиков
Priority date: 2007-08-06
Filing date: 2007-08-06
Publication date: 2009-02-27

Abstract

FIELD: physics, tests.

SUBSTANCE: invention relates to testing of materials in the medium of pure hydrocarbon fluids containing special additives affecting physical properties of fluids. The proposed device comprises fixed and movable specimens placed to the chamber with fluid under test containing a magnetic additive. Note here that the fixed specimen lower part is connected, via a magnetic circuit, to permanent magnets representing cylinders enclosed in lateral diamagnetic shell. Note also that the central magnet polarity is opposite to that of surrounding magnets.

EFFECT: selection of optimum magnetic additive and optimum magnetic field intensity in friction zone to increase lube capacity of diesel fuel.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области испытаний материалов в среде чистых углеводородных жидкостей и содержащих специальные присадки, изменяющие физические свойства жидкостей.The invention relates to the field of testing materials in an environment of pure hydrocarbon liquids and containing special additives that change the physical properties of liquids.

Известен прибор HFRR (см. Т.Н.Митусова, Е.В.Полина, М.В.Калинина. Современные дизельные топлива и присадки к ним. - М., Изд. «Техникам ООО «ТУМА ГРУПП», 2002 г., стр.28), состоящий из пары трения: подвижного образца (шарика) и неподвижного образца (пластинки). При совершении возвратно-поступательного движения с высокой частотой шарика относительно пластинки, под действием нагружающих сил, происходит изнашивание поверхности шарика и пластинки. На практике такая конструкция имеет существенный недостаток, так как не позволяет испытывать и оценивать эффективность магнитных присадок.Known device HFRR (see T.N. Mitusova, E.V. Polina, M.V. Kalinina. Modern diesel fuels and additives to them. - M., Publishing House "Technicians LLC" TUMA GROUP ", 2002, p. 28), consisting of a pair of friction: a moving sample (ball) and a fixed sample (plate). When making a reciprocating motion with a high frequency of the ball relative to the plate, under the action of loading forces, the surface of the ball and plate wears out. In practice, this design has a significant drawback, since it does not allow testing and evaluating the effectiveness of magnetic additives.

Наиболее близкой по технической сути к предлагаемому устройству является «Машина для испытания на трение и износ материалов и смазок» SU 1173269 А1, служащая для нагружения испытуемого образца и измерения сил трения в контактирующей паре. Данное устройство не может при фиксированной нагрузке изменять процесс трения и изнашивания, а тем более оценивать действие присадок на магнитной основе.The closest in technical essence to the proposed device is the "Machine for testing friction and wear of materials and lubricants" SU 1173269 A1, which serves to load the test sample and measure the friction forces in the contacting pair. This device cannot change the process of friction and wear at a fixed load, and even more so evaluate the effect of additives on a magnetic basis.

Существенным недостатком этого прибора является невозможность определения стойкости смазывающей пленки и закономерностей изменения скорости изнашивания в процессе испытания магнитных присадок.A significant drawback of this device is the inability to determine the resistance of the lubricating film and the patterns of change in the wear rate during the testing of magnetic additives.

Техническая задача - создание устройства, позволяющего оценить износ пары трения в углеводородной среде, содержащей магнитную присадку, в зависимости от характеристик магнитного поля, действующего на смазочную среду.The technical problem is the creation of a device that allows you to assess the wear of a friction pair in a hydrocarbon medium containing a magnetic additive, depending on the characteristics of the magnetic field acting on the lubricating medium.

Технический результат - созданное устройство дает возможность выбора оптимальной магнитной присадки и оптимальной напряженности магнитного поля, создаваемого в зоне трения, для повышения смазочной способности дизельного топлива.EFFECT: created device makes it possible to select the optimal magnetic additive and the optimal magnetic field strength created in the friction zone to increase the lubricity of diesel fuel.

Он достигается тем, что неподвижный образец нижней частью через магнитопровод соединен с постоянными магнитами, выполненными в форме цилиндров, заключенных в боковую диамагнитную оболочку, причем полярность магнита в центре противоположна полярности окружающих его магнитов. Магниты создают в зоне трения необходимую напряженность, с помощью чего мы можем выяснить смазочную способность испытуемой магнитной присадки, которая зависит от толщины смазывающего слоя на неподвижном образце, т.е. от количества притянутых в зону трения магнитных частиц присадки и их трибологических свойств. Постоянные магниты выполнены в виде цилиндров, намагниченных по длине. Конструкция прибора проста и безопасна.It is achieved by the fact that the stationary sample is connected to the lower part through a magnetic circuit with permanent magnets made in the form of cylinders enclosed in a lateral diamagnetic shell, and the polarity of the magnet in the center is opposite to the polarity of the magnets surrounding it. Magnets create the necessary tension in the friction zone, with the help of which we can find out the lubricity of the tested magnetic additive, which depends on the thickness of the lubricating layer on a stationary sample, i.e. from the amount of magnetic particles of the additive drawn into the friction zone and their tribological properties. Permanent magnets are made in the form of cylinders magnetized in length. The design of the device is simple and safe.

В процессе работы данного устройства металлоплакирующие частицы магнитной присадки осаждаются на металлические поверхности трения и удерживаются на них под действием магнитного поля. При изменении напряженности магнитного поля изменяется и толщина смазывающего слоя, чем достигаются оптимальные смазывающие свойства магнитных присадок.In the process of operation of this device, metal-clad particles of a magnetic additive are deposited on metal friction surfaces and are held thereon under the influence of a magnetic field. With a change in the magnetic field strength, the thickness of the lubricating layer also changes, thereby achieving optimal lubricating properties of magnetic additives.

На фиг.1-2 изображено предлагаемое устройство. Оно имеет корпус 1, ванночку 2 с углеводородной средой 3, в которую помещены неподвижный образец (пластинка) 4 и подвижный образец (шарик) 5. Подвижный образец (шарик) 5 прикреплен к вибратору 6 и совершает возвратно-поступательное движение с высокой частотой. Нагрузочное устройство 7 обеспечивает необходимую нагружающую силу. Ванночка 2 лежит на обойме с постоянными магнитами 8, которые создают необходимую напряженность магнитного поля. Нагревательный элемент 9 обеспечивает нагрев углеводородной среды 3 до оптимальной температуры, которая регулируется контактным термометром 10.Figure 1-2 shows the proposed device. It has a housing 1, a bath 2 with a hydrocarbon medium 3, in which a stationary sample (plate) 4 and a movable sample (ball) are placed 5. The movable sample (ball) 5 is attached to the vibrator 6 and performs a reciprocating movement with high frequency. The loading device 7 provides the necessary loading force. The bath 2 lies on a holder with permanent magnets 8, which create the necessary magnetic field strength. The heating element 9 provides heating of the hydrocarbon medium 3 to the optimum temperature, which is regulated by a contact thermometer 10.

На фиг.2 изображено поперечное сечение обоймы с постоянными магнитами. Она имеет диамагнитную оболочку 1 с вложенными в нее постоянными магнитами 2, имеющими определенное направление магнитных полюсов 3.Figure 2 shows a cross section of a holder with permanent magnets. It has a diamagnetic shell 1 with permanent magnets 2 embedded in it, having a certain direction of the magnetic poles 3.

Устройство работает следующим образом. По поверхности неподвижного образца (пластинки) 4 подвижный образец (шарик) 5 совершает возвратно-поступательное движение высокой частоты. Нагрузочным устройством 7 создается нагрузка в зоне трения. Обойма с постоянными магнитами 8, создающими магнитное силовое поле, расположена таким образом, чтобы обеспечивать стабильную намагниченность неподвижного образца и образования на нем смазывающего слоя определенной толщины. Эти параметры можно изменять, либо устанавливая различные по своим характеристикам магниты, либо изменяя количество магнитов в приборе. Изменяя режим работы нагревательного элемента 9, мы можем изменять температуру испытуемой жидкости и поддерживать ее в определенном диапазоне с помощью контактного термометра 10 (например, при температуре 60°С). Частицы магнитной присадки притягиваются к поверхности трения неподвижного образца. По истечении 45 минут под микроскопом измеряется диаметр пятна износа на неподвижном образце. Чем меньше диаметр пятна износа, тем меньше интенсивность изнашивания и, следовательно, лучше смазочные свойства топлива.The device operates as follows. On the surface of the stationary sample (plate) 4, the movable sample (ball) 5 performs a reciprocating motion of high frequency. Load device 7 creates a load in the friction zone. The holder with permanent magnets 8, creating a magnetic force field, is positioned so as to provide stable magnetization of the stationary sample and the formation of a lubricating layer of a certain thickness on it. These parameters can be changed either by installing magnets of various characteristics, or by changing the number of magnets in the device. By changing the operating mode of the heating element 9, we can change the temperature of the test fluid and maintain it in a certain range using a contact thermometer 10 (for example, at a temperature of 60 ° C). Magnetic additive particles are attracted to the friction surface of a stationary sample. After 45 minutes, the diameter of the wear spot on a fixed sample is measured under a microscope. The smaller the diameter of the wear spot, the lower the wear rate and, consequently, the better lubricating properties of the fuel.

Положительный эффект предлагаемого изобретения достигается тем, что конструкция трибометра позволяет создавать и регулировать напряженность магнитного поля в зоне трения, под действием которого частицы магнитной присадки осаждаются на поверхностях трущейся пары. Изменяя напряженность магнитного поля, определяем оптимальное значение для создания максимального противоизносного эффекта присадки.The positive effect of the invention is achieved by the fact that the design of the tribometer allows you to create and adjust the magnetic field in the friction zone, under the influence of which particles of magnetic additives are deposited on the surfaces of the rubbing pair. By changing the magnetic field strength, we determine the optimal value to create the maximum anti-wear effect of the additive.

Главными достоинствами прибора являются его простота в обращении, отсутствие электропроводящих элементов внутри прибора (повышается безопасность во время проведения опыта), его относительно простая конструкция.The main advantages of the device are its ease of use, the absence of electrically conductive elements inside the device (increased safety during the experiment), its relatively simple design.

Диапазон необходимой напряженности магнитных силовых линий, создаваемых прибором, 10²-10⁴ А/м.The range of required magnetic field lines generated by the device is 10 ² -10 ⁴ A / m.

Claims

A device for determining the effectiveness of anti-wear additives containing movable and fixed samples placed in a chamber with a test liquid, characterized in that the fixed sample is connected to the permanent part through a magnetic circuit with permanent magnets made in the form of cylinders enclosed in a side diamagnetic shell, the magnet being polarized in the center is opposite the polarity of the magnets surrounding it.