Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Разработка и исследование триботехнических свойств смазочных материалов, наполненных порошками геомодификаторов трения

Диссертация: Разработка и исследование триботехнических свойств смазочных материалов, наполненных порошками геомодификаторов трения
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В данной работе предлагается заменить природный серпентин искусственным, который может быть получен в коллоидном состоянии (мелкодисперсный) и не содержать грубых включений и примесей. В этом случае специальными приемами можно замедлить формирование коллоидных частиц серпентина и получить гетерогенную систему с нужным уровнем дисперсности. Такая замена позволит решить ряд проблем, возникающих при… Читать ещё >

Содержание

  • 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
    • 1. 1. Общие вопросы трения и изнашивания
    • 1. 2. Влияние смазочных материалов на процесс трения и изнашивания
    • 1. 3. Улучшение триботехнических свойств смазочных материалов добавками
      • 1. 3. 1. Присадки к маслам и смазкам
      • 1. 3. 2. Наполнители к маслам и смазкам
    • 1. 4. Методы и средства безразборного восстановления трущихся соединений автомобильной техники
      • 1. 4. 1. Металлоплакирующие смазочные материалы
      • 1. 4. 2. Полимерсодержащие препараты
      • 1. 4. 3. Металлокерамические восстановители
    • 1. 5. Свойства и способы получения минералов
      • 1. 5. 1. Синтез серпентина
      • 1. 5. 2. Синтез талька
      • 1. 5. 3. Синтез форстерита
    • 1. 6. Актуальность работы и постановка задачи
  • 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
    • 2. 1. Определение триботехнических характеристик разработанных смазочных материалов
    • 2. 2. Методика получения серпентиноподобных соединений
    • 2. 3. Гидролиз этилсиликата
    • 2. 4. Получение силикатов и гидросиликатов магния по растворной технологии
      • 2. 4. 1. Приготовление раствора соли магния и определение содержания в нем MgO
      • 2. 4. 2. Расчет необходимых количеств исходных веществ для синтеза силикатов и гидросиликатов магния
    • 2. 5. Гидротермальный способ получения серпентина
    • 2. 6. Определение дисперсности синтезированных порошков серпентина
    • 2. 7. Рентгеноструктурный контроль синтезированных порошков серпентина
  • 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТ
    • 3. 1. Исследование влияния минералов, полученных по золь-гель технологии, на основные триботехнические характеристики пары трения
    • 3. 2. Исследование влияния серпентина, полученного гидротермальным синтезом, на основные триботехнические характеристики пары трения
    • 3. 3. Исследование влияния искусственно полученных серпентинов на триботехнические свойства пары трения, содержащей металл с низкой твердостью
    • 3. 4. Рентгеноструктурный контроль порошков наполнителя
    • 3. 5. Контроль гранулометрического состава порошков наполнителя

Разработка и исследование триботехнических свойств смазочных материалов, наполненных порошками геомодификаторов трения (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Смазочные материалы и композиции занимают значительное место в машиностроении при обработке металлов, при работе узлов трения в различного рода механизмах. Основное значение этих материалов и композиций — предупреждение разогрева трущихся деталей, снижение износа, продление долговечности деталей машин, создание особого граничного слоя в зоне трения.

Перспективным направлением в исследовании смазочных материалов и композиций является поиск новых жидкостей и масел, улучшающих качество, а также поиск различного рода добавок, наполнителей, присадок преимущественно твердого характера, позволяющих более расширить качество смазок и композиций, а также область их применения при различных условиях службы (температура, нагрузка, скорость).

В качестве присадок используются графит, дисульфид молибдена, гексагональный нитрид бора (белый графит) и другие. Одним из последних направлений в этой области является применение природного тонкоизмельченного серпентина в количестве 2.40 мае. %, позволяющего улучшить износостойкость трущихся деталей, повысить микротвердость поверхности трения деталей, понизить коэффициент трения. Однако природный серпентин загрязнен целым рядом примесей. Его применение в качестве компонента смазки требует обогащения, состоящего из дробления, тонкого помола, отделения примесей от основного минерала, что повышает себестоимость такого рода наполнителей. Кроме того, такая технология подготовки серпентина не исключает полного освобождения его от сопутствующих примесей. Также к недостаткам использования природного серпентина в роли присадки к смазочным материалам можно отнести следующее: измельченный серпентин имеет большой разброс содержания отдельных компонентов (магния, кремния, асбеста, железа, никеля, базальта, шамота и др.) — большой разброс по гранулометрическому составу, наличие крупных частиц до 40 мкм, которые могут задерживаться фильтрами. Некоторые композиции содержат частицы кварца, что может привести к абразивному износу поверхностей трения. Применение таких композиций не уменьшает износ поверхностей трения (интенсивность изнашивания составляет 3−8 мкм/км), а коэффициенты трения достигают при этом 0,1 -0,12.

В данной работе предлагается заменить природный серпентин искусственным, который может быть получен в коллоидном состоянии (мелкодисперсный) и не содержать грубых включений и примесей. В этом случае специальными приемами можно замедлить формирование коллоидных частиц серпентина и получить гетерогенную систему с нужным уровнем дисперсности. Такая замена позволит решить ряд проблем, возникающих при использовании природного серпентина.

Кроме того, в процессе исследований проводится попытка определить, какой из основных компонентов, входящих в состав серпентина оказывает большее влияние на триботехнические свойства минерала. Для этой цели предлагается проведение также исследований талькоподобных и форстеритоподобных систем, являющихся аналогами серпентина и имеющих практически одинаковую химическую формулу.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

Общие выводы.

1. Разработаны и исследованы наполнители к смазочным материалам на основе природного минерала — серпентина и искусственных серпентинов.

2. Исследованиями установлено, что оптимальным наполнителем является искусственный серпентин, полученный по золь-гель технологии.

3. Экспериментально доказано, что введение в базовое масло И-20 разработанного наполнителя приводит к улучшению его триботехнических свойств:

— уменьшению коэффициента трения в 18−20 раз, по сравнению с трением без наполнителя;

— снижению интенсивности изнашивания в 4 — 5 раз;

— повышению микротвердости стальных поверхностей трения в 2 -3 раза.

4. Определено, что искусственный наполнитель — серпентин оказывает положительное действие в различных схемах трения (контакт пары трения по поверхности и контракт пары трения в точке), при различных условиях трения и при различных материалах деталей пар трения.

5. Металлографические исследования поверхностей трения и измерение микротвердости их подтверждают появление на поверхностях трения слоя с повышенными механическими свойствами, способствующего улучшению триботехнических характеристик пар трения.

6. Сопоставление межплоскостных расстояний, рассчитанных по рентгенограммам исследуемых веществ, подтвердило, что в процессе синтеза образуются системы, аналогичные структуре природного минерала — серпентина.

7. Разработаны технические условия на смазочную композицию, содержащую в качестве наполнителя искусственный серпентин, полученный по золь-гель технологии. Разработанная композиция успешно апробирована в узлах трения различного назначения.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Д.Н. Триботехника. Износ и безызносность. — М.: МСХА, 2001. — 616 с.
  2. И.В. Новые аспекты науки о трении и износе. // Физико -химическая механика контактного взаимодействия и фреттинг коррозия. -Киев: Книга, 1973. — С. 3 -4.
  3. С.В. Смазка и долговечность двигателей внутреннего сгорания.
  4. Киев: Техника, 1977. 207 с.
  5. В.Н. и др. Абразивное изнашивание. М.: Машиностроение, 1990.-221 с.
  6. И.В., Виноградова И. Э. Коэффициенты трения. М.: Машгиз, 1962.-220 с.
  7. И.В., и др. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. — 526 с.
  8. Н.Б., Рыжов Э. В. Качество поверхности и контакт деталей машин.-М.: Машиностроение, 1981.-244 с.
  9. Н.К., Петроковец М. И. Трибология. Принципы и приложения.- Гомель: ИММС НАНБ, 2002. 310 с.
  10. Буяновский И.А.и др. Граничная смазка: этапы развития трибологии. М.:1. Нефть и газ, 2002.-230 с.
  11. Ю.С., Артемьева В. П. Новое в трибологии смазочных материалов. М.: Нефть и газ, 2001. — 480 с.
  12. .И. Трение, смазка и износ в машинах. Киев: Техника, 1970. -395 с.
  13. Ю.Н. Ключевые варианты в расчетах интенсивности изнашивания при трении. // Машиноведение. 1980. — № 2. — С. 93−99.
  14. Э.Д. и др. Моделирование трения и изнашивания в машинах. М.:
  15. Машиностроение, 1982. 344 с.
  16. А.В. и др. Материалы в триботехнике нестационарных процессов. М.: Наука, 1986. — 240 с.
  17. И.В. и др. Усталостный механизм и краткая методика аналитической оценки величины износа поверхностей трения при скольжении. М.: Наука, 1967. — 380 с.
  18. И.В., Альсин В. В. Расчетный метод оценки трения и износа эффективный путь повышения надежности и долговечности машин. -М.: Знание, 1976.-55 с.
  19. А.Р. Метод оценки характеристик фрикционной усталости материалов. В кн.: Исследования по триботехники. М.: НИИМАШ, 1975. -С. 217−225.
  20. JT.M., Куксенова Л. И. Структура поверхностных слоев металлапри трении // Поверхность. Физика, химия, механика. — 1983. — № 8. — С. 144- 153.
  21. Л.М., Куксенова Л. И. Металловедение в науке о трении и изнашивании // Металловедение и термическая обработка металлов. -1965.-№ 5.-С. 12−23.
  22. Л.М., Куксенова Л. И. Структура и износостойкость металла.
  23. М.: Машиностроение, 1982.-209 с.
  24. В.П., Точинский Э. И. Структура тонких металлических пленок. Минск.: Наука и техника, 1968. — 209 с.
  25. Campbell М.Е., Thompson М.В. Lubrication Handbook. NASA, 1972.-500 p.
  26. Dunken H. Die Bedeutung tribochemischer Umsetzungen // Zwischen Additivs und Metallen bei Reibungs- und Verschleibvorgangen. 1973. -№ 11. S. 213.
  27. Д.Н. Триботехника. M.: Машиностроение, 1999. — 336 с.
  28. Ю.А., Виноградова И. Э. Смазка механизмов машин. М.: Гостоптехиздат, 1960. — 170 с.
  29. И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. — 480 с.
  30. А.С. Молекулярная физика граничного трения. М.: Физматгиз, 1963.-472 с.
  31. А.А., Гаркунов Д. Н. Долговечность трущихся деталей машин. -М.: Машиностроение, 1967.-394 с.
  32. Пат. № 2 059 121 (РФ) МПК6 F16 С 33/14. Способ формирования сервовитной пленки на трущихся поверхностях / Яковлев Г. М.- заявитель и патентообладатель Яковлев Г. М. № 93 016 432/28- заявл. 30.03.93- опубл. 27.04.96, Бюл. № 32.
  33. Пат. № 2 179 270 (РФ) МПК7 F16 С 33/14. Способ формирования покрытия на трущихся поверхностях / Сергачев А. П., Павлов К.А.- заявитель и патентообладатель Сергачев А. П., ООО «ГТМ-Проект». № 2 000 131 915/28- заявл.20.12.00- опубл. 02.10.02, Бюл. № 04.
  34. П.А. Влияние активных смазочных средств на деформирование сопряженных поверхностей трения. В кн.: О природе трения твердых тел. -Минск: Наука и техника, 1971. С. 8−18.
  35. P.M. и др. Смазочные материалы: Антифрикционные и противоизносные свойства. Методы испытаний. М.: Машиностроение, 1989.-224 е.: ил.
  36. И.М. Антифрикционные и фрикционные металлокерамические материалы. Сб.: Современные проблемы порошковой металлургии. — Киев, 1970.-С. 141 — 152.
  37. Н.Ф., Ермаков С. С. Металлокерамические материалы и изделия Изд. 2-е- перераб. и доп. — JL: Машиностроение, 1967. — 224 с.
  38. А.П. Повышение износостойкости поверхностей трения применением пластичных смазок с наполнителями // Вестник машиностроения. — 1983. — № 4. — С. 19−20.
  39. Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. М.: Наука, 1970.-226 с.
  40. В.Д. Прочность кварцевого песка // Машиноведение. — 1971. -№ 1.-С. 101 — 105.
  41. А.С., Онищук H.IO. Свойства и применение металлоплакирующих смазок. М.: ЦНИИТЭ Нефтехим, 1985. — 59 с.
  42. Пат. № 2 131 450 (РФ) 6 С 10 М 125/26. Смазочная композиция / Киселев П. В., Прохоров М. П., Козлов JI.K.- заявитель и патентообладатель Киселев П. В., Прохоров М. П., Козлов Л. К. № 96 108 723/04- заявл. 26.04.96- опубл. 10.06.99, Бюл. № 35.
  43. Пат. № 34 768 Украша. MKI С10М 125/10. Склад для обработки пар тертя /Александров С.М., Бузов В. В., Галщов Е. А., Зозуля B. JL, Зозуля С.Л.- опубл. 15.06.2001. Бюл. № 5.
  44. .И. и др. Механо-химические процессы при граничном трении. -М.: Наука, 1972. 170 с.
  45. А.А., Рузанов Ф. И. Трение на основе самоорганизации. М.: Наука, 1992.- 135с.
  46. Л.И. и др. Повышение надежности трибосопряжения. Санкт-Петербург.: МКС, 2001. — 135 с.
  47. Д.Н., Балабанов В. И. Восстановление двигателей внутреннего сгорания без их разборки // Тяжелое машиностроение. — 1999. — № 2. — С. 18−23.
  48. В.И. Безразборное восстановление трущихся соединений. М.: МГАУ им. Горячкина, 1999. — 72 с.
  49. Энерго- и ресурсосберегающая технология: Рекламный каталог корпорации ХАДО. Харьков, 2002. — 72 с.
  50. Пат. № 2 260 035 (РФ) МПК7 С 10 М 125/00. Смазочная композиция / Сафонов В. В. и др.- заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И.
  51. Вавилова». № 2 004 106 038/04- заявл. 01.03.04- опубл. 10.09.05. Бюл. № 21.
  52. Пат. № 2 033 900 (РФ), МПК6 В 22 F3/26. Смесь для пропитки порошковых антифрикционных материалов / Мельников В. Г. и др.- заявитель и патентообладатель НПП «Технология». № 93 032 453/02- заявл. 21.06.93- опубл. 30.04.95, Бюл. № 7.
  53. Пат. № 2 070 220 (РФ) МПК6 С 10 М 169/04. Смазочная композиция / Мельников В. Г., Замятина Н. И., Пятачков А.А.- заявитель и патентообладатель Иван. гос. хим-технол. академия. № 93 055 671/04- заявл. 14.12.93- опубл. 10.12.96, Бюл. № 35.
  54. В.В., Мельников В. Г., Замятина Н. И., Бельцова Е. А. Реализация безызносного трения в индустриальных маслах с присадками. Межвуз. сб. науч. тр.: Физика, химия и механика трибосистем. — Иваново, ИвГУ, 2002. — С. 98 — 99.
  55. В.В., Мельников В. Г. Исследование свойств разработанных присадок на основе солей мягких металлов // Эффект безызносности и триботехнологии. — 2004. — № 1. — С. 16−20.
  56. О. «Хочу добавки»/ Газета БИЗНЕС № 41 (508) -http://www.business.ua/autocratia/i508/al4072.
  57. С.Е. Бондаренко, В. З. Какоткин, В. Н. Балабин. Синтезатор металлов Форсан http://www.mexina.ru
  58. А.Н. ГТМ технология, способ формирования износостойкого покрытия на трущихся поверхностях // - Эффект безызносности и триботехнологии. — 2003. — № 1. — С. 111 — 115.
  59. Центр Новейших Технологий. Композиция Силикатно-керамическая -http://www.cnt-moscow.ru/ru/kck.
  60. Пат. № 2 006 708 (РФ) МПК5 F16 С 33/14. Способ формирования сервовитной пленки на трущихся поверхностях / Яковлев Г. М.- заявитель и патентообладатель Яковлев Г. М. № 92 016 184/27- заявл. 22.12.92- опубл. 30.01.94, Бюл. № 02.
  61. Пат. № 9 201 684 (РФ) МПК6 F 16 С 33/14. Способ формирования сервовитной пленки на контактируемых и трущихся поверхностях / Яковлев Г. М.- заявитель и патентообладатель Яковлев Г. М. -№ 92 016 184/28- заявл. 22.12.92- опубл. 20.08.96. Бюл. № 34.
  62. Пат. № 2 057 257 (РФ) МПК6 F 16 С 33/14. Способ формирования покрытия на трущихся поверхностях / Хренов АЛО. и др.- заявитель и патентообладатель Научно-производственная инновационная фирма
  63. Энион-Балтика" и Научно-производственная фирма «АНВ-Спектр». -№ 94 008 433/28- заявл. 21.03.94- опубл. 27.03.96. Бюл. № 31.
  64. А.В. Минералогия. Изд. четвертое. Под ред. В. А Зильберминца. Москва Ленинград: Государственное издательство, 1924. — 350 с.
  65. De Vynck I. Transformation hydrothermale de gels appurtenant aux sustemes MgO Si02 — H20 et MgO — A1203 — Si02 — F. «Bull. Soc. chim. belg», -1977.-T86,-№ 5,-S. 331 -341.
  66. Lishi Kazuaki, Saito Motoiki Synthesis of antigorite. «Amer. Miner.», 1973. -T 58, — № 10,-S. 915−919.
  67. T.B. Структурообразование в гидрозолях кремнезема: дис. канд. хим. наук. М., 1981. — 145 с.
  68. С.И. и др. Изучение методами светорассеяния закономерностей агрегации твердой фазы в долях кремниевой и алюмокремниевой кислот // Коллоидный журнал. — 1973. — Т. 35. — № 5. -С. 1062 — 1066.
  69. В.И. и др. Характеристические функции рассеяния дисперсных систем. Саратов: Саратовский университет, 1977. — 176 с.
  70. С.И. и др. Исследование микронеоднородностей в гидрогелях кремниевой и алюмокремниевой кислот // Коллоидный журнал. — 1973. -Т. 35.-№ 5.-С. 935 -938.
  71. Н.А., Саркисов П. Д. Основы золь гель технологии нанодисперсного кремнезема. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. — 208 с.
  72. Gillery F.H. The X-ray study of sunthetic Mg A1 serpentines and clorites // -Amer. Mineralogist. — 1959. — T. 44. — № 1. S. 143 — 152.
  73. Высоцкий 3.3. и др. Строение первичных частиц, составляющих скелет гелей кремниевой кислоты // Адсорбция и адсорбенты. — Киев: Наука Думка, 1972. — Вып. 1. — С. 63 — 67.
  74. А.В. Химическое строение силикагеля и его адсорбционные свойства // Поверхностные химические соединения и их роль в явлениях адсорбции. — М.: МГУ, 1957. — С. 90 — 128.
  75. А.В. К вопросу строения гелей кремневой кислоты // -Коллоидный журнал. 1936. — Т. 2. — № 1. — С. 17−25.
  76. В.В. и др. Ионные формы гидрогелей и строение глобул ксерогелей поликремниевой кислоты // Докл. АН СССР, — 1968. — Т. 179. -№ 3. — С. 1392 — 1395.
  77. Е.К. Курс минералогии. Учебник для университетов. М.: Высшая школа, 1971. — 608 с.
  78. И. Минералогия. М.: Мир, 1971. — 584 с.
  79. Пат. № 10 125 879 Германия, МПК7 С 01 В 33 122, С 08 К 3134. Способ получения синтетического талька. Vertahren zur Herstellung Von synthetischen Talkum: Itn Nanovation Gmb H, DE, Wittmer Rainer. № 1 025 879/8- заявл. 27.05.01- опубл. 28.11. 02.
  80. И.Г. и др. Химический метод синтеза форстерита для конденсаторов // Химия и технология материалов для электронной техники. — М.: ВНИИ реактивэлектрон, 1990. — С. 64 — 70.
  81. Т.М. Состав и строение агрегатов первичных частиц в золях и гелях кремнезема // Коллоидный журнал. — 1985. — Т. 47. — № 4. — С. 686 -691.
  82. А., Зайцев А. Мотор не обманешь // Пятое колесо. — 2003. -№ 11 (127).-С. 1−12.
  83. P.M., Лашхи В. Л., Буяновксий И. А. Смазочные материалы. М.: Машиностроение, 1989. — 217 с.
  84. А.В. Смазочные материалы, техника смазки, опоры скольжения и качения. Под ред. М. Хебды, А. В. Чичинадзе М.: Машиностроение, 1990.-412 с.
  85. Л.В. Взаимное внедрение поверхностных слоев металлов как одна из причин изнашивания при несовершенной смазке. В кн.: Трение и износ в машинах. М.: АН СССР, 1959. — С. 48 — 60.
  86. .И., Колениченко Н. В. Качество поверхности и трение в машинах. Киев: Техника, 1969. — 215 с.
  87. И.В., Ямпольский Г. Я. О механизме абразивного износа //
  88. Известия АН СССР. Физика, 1968. № 11, — С. 81 — 87.
  89. В.А. Роль структуры поверхностных слоев в процессе внешнего трения полимерных материалов. Минск: Наука и техника, 1989. — 115 с.
  90. JT.IO. Исследование методов испытаний на изнашивание. -М.: Наука, 1978.-116 с.
  91. Словарь-справочник по трению, износу и смазке. Киев: Наука Думка, 1979.- 188 с.
  92. А.А. и др. Ускоренная методика оценки противоизносных и антифрикционных свойств пластичных смазок // Заводская лаборатория. — 1984. -№ 2.-С. 78−80
  93. А.А., Замятина Н. И. Экспрессная методика оценки смазочных свойств жидкостей и пластичных смазок по схеме трения «диск шарик» // - Заводская лаборатория. — 1986. — № 4. — С. 64 — 67.
  94. Р. Химия кремнезема: Пер. с англ. -М.: Мир, 1982. ч.1. -416 с.
  95. .И. и др. Механо химические процессы при граничном трении. -М.: Наука, 1972. — 170 с.
  96. B.C. и др. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ: учеб. пособие. М.: Высшая школа, 1981. — 335 е.: ил.
  97. Л.И. Рентгеноструктурный контроль машиностроительных материалов: Справочник. -М.: Машиностроение, 1979. 134 е.: ил.
  98. Л.И. Рентгеноструктурный анализ. Получение и измерение рентгенограмм. Справочное руководство. М.: Наука, 1976. — 326 с.
  99. А.К. Математическая обработка результатов химического анализа. Л.: Химия, 1984. — С. 83 — 84.
  100. В.А. Введение в анализ экспериментальных данных. -Иваново: ИвГУ, 1993.- 168 с.
  101. Г. Корн. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1974. — 619 с.
  102. Ю.С. Математическая статистика. М.: Легкая индустрия, 1970−310 с.
  103. В.П. и др. Исследование влияния на микротвердость поверхности пар трения смазочных композиций, наполненных порошками силикатов // Изв. Вуз. Химия и химическая технология. — 2007. — Т. 50. -Вып. 1.-С. 110−111.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!