УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОТИВОИЗНОСНЫХ МАГНИТНЫХ ПРИСАДОК Российский патент 2009 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к области испытаний материалов в среде чистых углеводородных жидкостей и содержащих специальные присадки, изменяющие физические свойства жидкостей.

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.

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.

Существенным недостатком этого прибора является невозможность определения стойкости смазывающей пленки и закономерностей изменения скорости изнашивания в процессе испытания магнитных присадок.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Главными достоинствами прибора являются его простота в обращении, отсутствие электропроводящих элементов внутри прибора (повышается безопасность во время проведения опыта), его относительно простая конструкция.

Диапазон необходимой напряженности магнитных силовых линий, создаваемых прибором, 10²-10⁴ А/м.

Предложенное изобретение относится к области испытаний материалов в среде чистых углеводородных жидкостей и содержащих специальные присадки, изменяющие физические свойства жидкостей. Данное изобретение направлено на обеспечение возможности выбора оптимальной магнитной присадки и оптимальной напряженности магнитного поля, создаваемого в зоне трения, для повышения смазочной способности дизельного топлива. Предложенное устройство для определения эффективности противоизносных присадок содержит подвижный и неподвижный образцы, помещенные в камеру с испытуемой жидкостью, содержащей магнитную присадку, при этом 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. 2 ил.

Устройство для определения эффективности противоизносных присадок, содержащее подвижный и неподвижный образцы, помещенные в камеру с испытуемой жидкостью, отличающееся 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.