Підвищення зносостійкості трібосистем гідромашин використанням робочих рідин рослинного походження : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : 05.02.04 - Тертя та зношування в машинах

Abstract

Дисертаційна робота направлена на підвищення зносостійкості трібосистем гідромашин при використанні робочих рідин рослинного походження та розробку практичних рекомендацій щодо їх експлуатації з метою підвищення ресурсу та екологічності експлуатації. Обрані базові рослинні олії для виготовлення робочих рідин, визначені їх основні фізико-хімічні показники та трібологічні характеристики. В роботі отримані залежності тріботехнічних характеристик прямих та зворотних трібосистем при застосуванні робочих рідин на базі рослинних олій – соняшникової та ріпакової. Отримані критеріальні рівняння подібності, розраховані масштабні коефіцієнти переходу від натури до моделі для параметрів, що входять в критеріальні рівняння подібності. Встановлено, що застосування робочих рідин рослинного походження призводить до зниження швидкості зношування, сили тертя та часу припрацювання трібосистем за рахунок високого вмісту олеїнової кислоти. За допомогою трібохімічних досліджень та аналізу поверхонь тертя встановлено, що у зворотних трібосистемах за матеріалами та за геометрією відбулось помітне зменшення глибини наклепаного шару та підвищення мікротвердості поверхні. Виявлено схильність робочих рідин на базі соняшникової та ріпакової олій до проявлення та інтенсифікації явища вибіркового переносу, а, саме, реакцій відновлення міді на сталевому та чавунному трібоелементах в вигляді тонких сервовитних плівок.

Диссертационная работа направлена на повышение износостойкости трибосистем гидромашин при использовании рабочих жидкостей растительного происхождения и разработку практических рекомендаций по эксплуатации гидромашин с целью повышения ресурса и экологичности эксплуатации. Выбраны базовые растительные масла для изготовления рабочих жидкостей с высоким содержанием олеиновой кислоты, определены их основные физико-химические показатели и трибологические характеристики. В работе получены зависимости триботехнических характеристик прямых и обратных трибосистем при применении рабочих жидкостей на базе растительных масел – подсолнечного и рапсового, в сравнении с товарными нефтяными и синтетическими. Полученные критериальные уравнения подобия, рассчитаны масштабные коэффициенты перехода от натуры к модели для параметров, входящих в критериальные уравнения подобия. С помощью методики физического моделирования установлено, что применение рабочих жидкостей растительного происхождения приводит к снижению скорости изнашивания, силы трения и времени приработки трибосистемы за счет высокого содержания олеиновой кислоты, которая является мощным поверхностно-активным веществом. С помощью трибохимических исследований и анализа поверхностей трения установлено, что в обратных трибосистемах по материалам, и обратных трибосистемах по материалам и геометрии одновременно произошло заметное уменьшение глубины наклепанного слоя и повышение микротвердости поверхности. Выявлено склонность рабочих жидкостей на базе растительных масел – подсолнечного и рапсового, к проявлению и интенсификации явления избирательного переноса, а, именно, реакций восстановления меди на стальном и чугунном трибоелементах в виде тонких сервовитних пленок.

The thesis deals with increase of wear resistance in tribosystems of hydraulic machines during the use of phytogenic hydraulic fluids and development of practical recommendations as to their application with the purpose of resource increase and ecological compatibility of operation. The interdependence between tribotechnical features of direct and reverse tribosystems during the use of phytogenic hydraulic fluids (sunflower or rape seeds) has been revealed. The simulation criterion equations, as well as scale factors for life-to-model transition for parameters which are a part of simulation criterion equations have been developed. The application of phytogenic hydraulic fluids causes has been found to decrease in wear rate, friction force and the term of tribosystem burn-in due to high oleic acid content. By means of tribochemical investigations and analysis of friction surfaces it has been established that visible reduction of cold-hardening depth and increase in surface microhardness took place in reverse tribosystems according to the factors of geometry and materials. The disposition of hydraulic fluids on the base of sunflower and rape seed oils to wear-free transfer, in particular copper layer restoration on the steel and cast iron triboelements in the form of protective (servovite) film, has been revealed.