СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМАЗЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МАСЕЛ Российский патент 2013 года по МПК G01N33/30 G01N3/56 

Описание патента на изобретение RU2484463C1

Изобретение относится к технологии оценки качества жидких смазочных материалов, 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, 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, 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 смазывающую способность масла по параметрам: приспосабливаемости, скорости приспосабливаемости масла к данным условиям трения и коэффициенту совместимости масла (патент РФ №2186386 С1, дата приоритета 06.03.2001, дата публикации 27.07.2002, авторы Ковальский Б.И. и др., RU).

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 пару трения электрический ток, причем берут пробу масла постоянной массы, нагревают в выбранном температурном диапазоне при атмосферном давлении в течение постоянного времени, фотометрируют, определяют коэффициент поглощения светового потока, строят графическую зависимость коэффициента поглощения светового потока от температуры нагревания и по точке перелома кривой зависимости, соответствующей окончанию работоспособности масла, определяют значение коэффициента поглощения светового потока, далее пробу испытывают на машине трения при постоянных режимах трения и пропускании постоянного тока через пару трения от внешнего стабилизированного источника питания заданной величины, устанавливаемой при неподвижной паре трения, измеряют диаметр пятна износа одного из элементов пары трения, строят графическую зависимость диаметра пятна износа от коэффициента поглощения светового потока и по значению коэффициента поглощения светового потока, полученному из графической зависимости коэффициента поглощения светового потока от температуры, определяют точку, соответствующую окончанию работоспособности масла, и на участке кривой от оси ординат до этой точки определяют смазывающую способность масла (патент РФ №2419791 С1, дата приоритета 09.03.2010, дата публикации 27.05.2011, авторы Ковальский Б.И. и др., RU, прототип).

Недостатком известных способов, включая прототип, является то, что они не обладают достаточной информативностью, так как не учитывают совместного влияния продуктов температурной деструкции и нагрузки на смазывающие свойства масел и не определяют температурную область его работоспособности, исключающую схватывание поверхностей трения.

Задачей изобретения является повышение информативности способа путем учета совместного влияния продуктов температурной деструкции и нагрузки на смазывающие свойства масел и определения температурных областей их работоспособности с высокими и низкими смазывающими свойствами масел различной базовой основы.

Для решения поставленной задачи в способе определения смазывающей способности масел, заключающемся в том, что пробу масла постоянной массы нагревают в выбранном температурном диапазоне при атмосферном давлении в течение постоянного времени, испытывают на машине трения, измеряют диаметр пятна износа, согласно изобретению, пробу термостатированного масла при каждой температуре испытывают на машине трения при трех нагрузках, измеряют диаметр пятна износа при каждой нагрузке, строят графические зависимости диаметров пятен износа от температуры термостатирования для каждой нагрузки, определяют температурные области с минимальным, максимальным и стабильным значениями диаметров пятна износа, а смазывающую способность масел определяют по зависимостям диаметра пятна износа от нагрузки при температурах окончания температурных областей.

На фигурах 1-3 представлены графические зависимости диаметров пятен износа от температуры термостатирования при различных нагрузках соответственно: минерального моторного масла М8-Г; частично синтетического моторного масла ТНК 5W-40 SL/CF и синтетического моторного масла Esso Ultron 5W-40 SL/CF и нагрузки: а - 13Н; б - 23Н; в - 33Н. На фиг.4 представлены графические зависимости диаметров пятен износа исследуемых масел в области I (кривые 1.1, 2.1, 3.1) и в области II (кривые 1.2, 2.2, 3.2) при максимальных значениях износа в данных областях от нагрузки испытания (13Н, 23Н, 33Н).

Пример конкретного выполнения способа. Испытанию подвергались: зимнее минеральное моторное масло М8-Г (фиг.1), универсальное всесезонное частично синтетическое моторное масло ТНК 5W-40 SL/CF (фиг.2) и синтетическое Esso Ultron 5W-40 SL/CF (фиг.3).

Пробу масла постоянной массы (80±0,1 г) нагревают в диапазоне температур Т от 140 до 300°С, повышая температуру в каждом последующем опыте на 10°С, и термостатируют в течение постоянного времени (8 час). Испытания начинают при температуре 140°С для моторных масел, 80°С для трансмиссионных, индустриальных и гидравлических масел и проводят при атмосферном давлении. После термостатирования пробу масла испытывают на трехшариковой машине трения со схемой трения "шар-цилиндр" последовательно при нагрузках 13, 23 и 33Н, и постоянных параметрах: скорости скольжения - 0,68 м/с, температуре испытания - 80°С и времени испытания - 2 ч. Затем измеряют диаметр пятна износа на каждом шаре и определяют среднеарифметическое значение при разных нагрузках. После этого температуру испытания масла повышают на 10°С и испытывают по вышеописанной технологии. После завершения испытания масла во всем температурном диапазоне от 140 до 300°С строят графические зависимости величины износа (диаметра) от температуры термостатирования, для каждой нагрузки, по которым определяют изменение смазывающих свойств масел различных базовых основ: минерального (фиг.1), частично синтетического (фиг.2), синтетического (фиг.3).

Установлены три характерных температурных области, для каждой нагрузки, различающиеся величиной износа и температурным диапазоном в зависимости от базовой основы масел и нагрузки. Результаты испытания сведены в таблицу и представлены на фиг.1-3.

Таблица Марка масла Нагрузка, Н Смазывающие свойства Температурная область Величина износа, мм Температурный диапазон, °С М8-Г 13 I от 0,23 до 0,26 до 160 II от 0,23 до 0,75 от 160 до 220 III от 0,75 до 0,72 от 220 до 300 23 I от 0,29 до 0,3 до 160 II от 0,3 до 0,69 от 160 до 180 III от 0,69 до 0,83 от 180 до 300 33 I от 0,3 до 0,32 до 160 II от 0,32 до 0,81 от 160 до 200 III от 0,81 до 0,91 от 200 до 300 ТНК 5W-40 SL/CF 13 I от 0,26 до 0,29 до 160 II от 0,29 до 0,48 от 160 до 190 III от 0,48 до 0,5 от 190 до 290 23 I от 0,28 до 0,32 до 160 II от 0,32 до 0,6 от 160 до 200 III от 0,6 до 0,54 от 200 до 290 33 I 0,34 до 160 II от 0,34 до 0,72 от 160 до 200 III от 0,72 до 0,67 от 200 до 290 Esso Ultron 5W-40 SL/CF 13 I от 0,27 до 0,24 до 170 II от 0,24 до 0,59 от 170 до 240 III от 0,59 до 0,58 от 240 до 290 23 I от 0,29 до 0,31 до 160 II от 0,31 до 0,54 от 160 до 180 III от 0,54 до 0,66 от 180 до 290 33 I от 0,3 до 0,34 до 170 II от 0,34 до 0,66 от 170 до 200 III от 0,66 до 0,64 от 200 до 290

Например, для минерального масла М8-Г и нагрузки 13Н (фиг.1) первая температурная область (I), до изгиба зависимости U=f(T), износ практически не зависит от температуры термостатирования в диапазоне температур от 140 до 160°С и находится в пределах от 0,23 до 0,26 мм.

Во второй температурной области II для нагрузки 13Н в диапазоне температур от 160 до 220°С износ увеличивается до 0,75 мм, т.е. в этом температурном диапазоне минеральное масло снижает свои смазывающие свойства в результате образования продуктов температурной деструкции.

В третьей температурной области III при нагрузке 13Н в температурном диапазоне от 220 до 280°С износ стабилизируется на уровне 0,75 мм и только при температурах 290 и 300°С он уменьшается до значения 0,72 мм. Таким образом, в этом температурном диапазоне продукты температурной деструкции обеспечивают практически постоянство смазывающих свойств минерального масла (фиг.1а).

Увеличение нагрузки при трении скольжения до 23 и 33Н практически не влияют на температурный диапазон области 1, но увеличивает износ (фиг.4 кривые 1.1, 2.1, 3.1). Для второй температурной области нагрузка влияет на температурный диапазон, так для нагрузок он составляет: 13Н от 160 до 220°С; 23Н от 160 до 180°С и 33Н от 160 до 200°С, кроме того, нагрузка влияет на износ (фиг.4 кривые 1.2, 2.2, 3.2).

Аналогичная картина наблюдается при исследовании частично синтетического (фиг.2) и синтетического (фиг.3) масел. Данные по температурным областям по износу и температурным диапазонам приведены в таблице.

Согласно полученных результатов испытания моторных масел различной базовой основы (фиг.4), в температурной области I лучшими смазывающими свойствами с увеличением нагрузки характеризуются минеральное масло М8-Г (кривая 1.1) и синтетическое масло Esso ultron 5W-40 SL/CF (кривая 3.1) и незначительно им уступает частично синтетическое масло ТНК 5W-40 SL/CF.

Во второй температурной области с увеличением нагрузки лучшими смазывающими свойствами характеризуется синтетическое моторное масло Esso ultron 5W-40 SL/CF (кривая 3.2), а худшими минеральное моторное масло М8-Г (кривая 1.2).

Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что он позволяет определить температурную область термостатированных масел с высокими смазывающими свойствами масел различной базовой основы, температурную область с низкими смазывающими свойствами и область стабилизации смазывающих свойств, оценить влияние нагрузки на температурный диапазон этих областей и продуктов температурной деструкции на износ, что в целом позволяет обоснованно отбирать более термостойкие масла и совершенствовать систему классификации по группам эксплуатационных свойств.

Похожие патенты RU2484463C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМАЗЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МАСЕЛ 2010
  • Ковальский Болеслав Иванович
  • Петров Олег Николаевич
  • Кузьменко Алёна Владимировна
  • Ромащенко Алексей Сергеевич
  • Берко Александр Валентинович
RU2419791C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОТИВОИЗНОСНЫХ СВОЙСТВ МАСЕЛ 2011
  • Ковальский Болеслав Иванович
  • Юдин Алексей Владимирович
  • Рунда Михаил Михайлович
  • Берко Александр Валентинович
RU2454653C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМАЗЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МАСЕЛ 2009
  • Ковальский Болеслав Иванович
  • Безбородов Юрий Николаевич
  • Юдин Алексей Владимирович
  • Берко Александр Валентинович
RU2408866C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНОЙ СТАБИЛЬНОСТИ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2006
  • Ковальский Болеслав Иванович
  • Даниленко Виктор Сергеевич
  • Малышева Наталья Николаевна
  • Безбородов Юрий Николаевич
RU2318206C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТОЙКОСТИ СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ 2009
  • Ковальский Болеслав Иванович
  • Безбородов Юрий Николаевич
  • Петров Олег Николаевич
  • Юдин Алексей Владимирович
  • Ромащенко Алексей Сергеевич
RU2409814C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ 2011
  • Ковальский Болеслав Иванович
  • Безбородов Юрий Николаевич
  • Малышева Наталья Николаевна
  • Кузьменко Алёна Владимировна
  • Рунда Михаил Михайлович
  • Мальцева Екатерина Геннадьевна
RU2454654C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНОЙ СТАБИЛЬНОСТИ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2009
  • Ковальский Болеслав Иванович
  • Безбородов Юрий Николаевич
  • Юдин Алексей Владимирович
  • Ананьин Николай Николаевич
  • Мальцева Екатерина Геннадьевна
RU2408886C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНОЙ СТАБИЛЬНОСТИ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2017
  • Ковальский Болеслав Иванович
  • Ермилов Евгений Александрович
  • Безбородов Юрий Николаевич
  • Петров Олег Николаевич
  • Сокольников Александр Николаевич
RU2637621C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ 2011
  • Верещагин Валерий Иванович
  • Ковальский Болеслав Иванович
  • Юдин Алексей Владимирович
  • Рунда Михаил Михайлович
RU2451293C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ПРОДУКТАМИ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕСТРУКЦИИ И ИСПАРЕНИЯ СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ ПРИ ТЕРМОСТАТИРОВАНИИ 2020
  • Ковальский Болеслав Иванович
  • Сокольников Александр Николаевич
  • Петров Олег Николаевич
  • Шрамм Вячеслав Геннадьевич
RU2741242C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 484 463 C1

Реферат патента 2013 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМАЗЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МАСЕЛ

Изобретение относится к технологии оценки качества жидких смазочных материалов, в частности к определению их смазывающей способности. В способе, заключающемся в том, что пробу масла постоянной массы нагревают в выбранном температурном диапазоне при атмосферном давлении в течение постоянного времени, испытывают на машине трения, измеряют диаметр пятна износа, согласно изобретению, пробу термостатированного масла при каждой температуре испытывают на машине трения при трех нагрузках, измеряют диаметр пятна износа при каждой нагрузке, строят графические зависимости диаметров пятен износа от температуры термостатирования для каждой нагрузки, определяют температурные области с минимальным, максимальным и стабильным значениями диаметров пятна износа, а смазывающую способность масел определяют по зависимостям диаметра пятна износа от нагрузки при температурах окончания температурных областей. Достигается повышение информативности определения. 4 ил., 1 табл., 1 пр.

Формула изобретения RU 2 484 463 C1

Способ определения смазывающей способности масел, заключающийся в том, что пробу масла постоянной массы нагревают в выбранном температурном диапазоне при атмосферном давлении в течение постоянного времени, испытывают на машине трения, измеряют диаметр пятна износа, отличающийся тем, что пробу термостатированного масла при каждой температуре испытывают на машине трения при трех нагрузках, измеряют диаметр пятна износа при каждой нагрузке, строят графические зависимости диаметров пятен износа от температуры термостатирования для каждой нагрузки, определяют температурные области с минимальным, максимальным и стабильным значениями диаметров пятна износа, а смазывающую способность масел определяют по зависимостям диаметра пятна износа от нагрузки при температурах окончания температурных областей.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2484463C1

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМАЗЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МАСЕЛ 2010
  • Ковальский Болеслав Иванович
  • Петров Олег Николаевич
  • Кузьменко Алёна Владимировна
  • Ромащенко Алексей Сергеевич
  • Берко Александр Валентинович
RU2419791C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМАЗЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МАСЕЛ 2001
  • Ковальский Б.И.
  • Васильев С.И.
  • Ковальский С.Б.
  • Барков Д.Г.
RU2186386C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМАЗЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МАСЕЛ 2009
  • Ковальский Болеслав Иванович
  • Безбородов Юрий Николаевич
  • Юдин Алексей Владимирович
  • Берко Александр Валентинович
RU2408866C1
Способ определения смазывающей способности масел 1982
  • Ковальский Болеслав Иванович
  • Сорокин Георгий Матвеевич
  • Ефремов Анатолий Петрович
SU1054732A1
Способ определения смазывающей способности масел 1989
  • Титовский Николай Николаевич
  • Мышкин Николай Константинович
  • Ковальский Болеслав Иванович
SU1670521A1
СПОСОБ ОЦЕНКИ СМАЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СМАЗКИ ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ МАТЕРИАЛА 1993
  • Глушенков А.П.
RU2075747C1
Способ определения смазочной способности смазочных материалов и устройство для его осуществления 1984
  • Задорин Михаил Владимирович
  • Литвинов Алексей Алексеевич
  • Корнеев Святослав Александрович
SU1226310A1

RU 2 484 463 C1

Авторы

Шрам Вячеслав Геннадьевич

Ковальский Болеслав Иванович

Безбородов Юрий Николаевич

Малышева Наталья Николаевна

Даты

2013-06-10Публикация

2012-04-06Подача