СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2018 года по МПК G01N33/30 G01N3/56 

Описание патента на изобретение RU2646811C1

Изобретение относится к способам исследования трибологических свойств смазочных материалов, используемых в машиностроении.

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, а в качестве параметра используют их отношение [а.с. 1054732 СССР, МКИ3 G01N 3/56. Способ определения смазывающей способности масел / БИ Ковальский, Г.М. Сорокин, А.П. Ефремов. №3468408/25-28 приор. 08.07.1982 Опубл. 15.11.83, бюл. №42].

Известна машина для испытания материалов на трение типа 2168 УМТ, осуществляющая испытания фрикционных, антифрикционных и смазочных материалов на трение и износ (сайт http://www.tochpribor-nw.ru/production/frictiontesting, http://lib.madi.ru/fel/fel1/fel16M509.pdf). Схемы испытаний: диск-палец, диск-колодка. Привод машины - электромеханический с плавным регулированием скорости вращения диска. В процессе работы с помощью пневматического устройства прижимают образец к диску и измеряют силу прижима. При испытаниях измеряют момент трения, силу прижима, температуру, частоту вращения, путь трения (суммарное число оборотов диска).

Недостаток данных способов состоит в том, что результаты испытаний не дают возможности оценить степень молекулярной ориентации в смазочном слое и его эффективную толщину. При этом наличие ориентированных слоев и эффективная толщина смазочного слоя также определяют качество смазочных материалов.

Известна машина трения МТУГ-01, предназначенная для проведения испытаний на трение и износ металлических и неметаллических материалов в условиях применения различных смазочных материалов (сайт http://www.nanotech.ru/pages/about/mtu-1.htm).

Испытания основаны на взаимном перемещении прижатых друг к другу с заданным усилием испытываемых образцов в среде смазочных материалов или без них. В процессе испытания регистрируют момент трения с графическим отображением его изменения, а также температуру испытуемых образцов. Схема контакта: торец вращающегося ролика и неподвижный диск. Момент трения регистрируется тензодатчиком, температура - термопарой.

К недостаткам описанного способа относится недостаточная точность определения смазывающей способности испытуемого материала, так как здесь нет возможности идентифицировать толщину и оценить степень молекулярной ориентации в смазочном слое.

Известна универсальная машина трения СМЦ-2 (сайт http://www.gubkin.ru/faculty/mechanical_engineering/chairs_and_departments/Uchebn_nauch_proizv_centr_po_remontu/experiment/experimentl.php), осуществляющая испытания материалов на трение и изнашивание при качении, качении с проскальзыванием и скольжении по схемам «диск-палец», «диск-диск», «кольцо-кольцо», «диск-колодка», «торец-торец», «цилиндр-цилиндр». Диск (цилиндрический образец) устанавливают на валу привода машины, вращение которого производится электродвигателем через ременную передачу. Нагружение образцов производится через контртело, установленное в колодке и взаимодействующее с диском, а каретка перемещения уравновешивается противовесом, что позволяет проводить испытания при малых нагрузках на пару трения.

К недостаткам машины трения СМЦ-2 следует отнести погрешности измерения, вызванные массивным механизмом нагружения и биением поверхности трения, трением в подшипниках, кроме того, нет возможности идентифицировать эффективную толщину и оценить степень молекулярной ориентации в смазочном слое.

Известно устройство, осуществляющее способ определения коэффициента трения материалов по схеме диск-колодка, содержащее колодку с контртелом и диск, установленный на валу привода. Диск (образец) закрепляют на выходном валу привода, который взаимодействует с двумя диаметрально расположенными колодками с контртелами, натруженными через систему рычагов, образующую замкнутый силовой подвижный контур и взаимодействующую с измерительным устройством. При измерении возникающий при вращении диска момент трения передается на измерительное устройство, по показаниям которого осуществляется определение коэффициента трения. Температура в зоне контакта регистрируется термопарой [патент 2461811 Российская Федерация, МПК G01N 19/02 (2006.01). Устройство для определения коэффициента трения материалов / В.А. Борисенко, С.А. Барышников, В.В. Ерофеев, Н.В. Кравченко, У.В. Парамонова.; заявитель и патентообладатель ФГОУВПО "Челябинская государственная агроинженерная академия" - №2011116403/28; заявл. 25.04.2011; опубл. 20.09.2012, бюл. №26]

К недостаткам способа, осуществляемого данным устройством, также и в вышеописанном способе, следует отнести неспособность оценить степень молекулярной ориентации в смазочном слое и его эффективную толщину. При этом наличие ориентированных слоев и эффективная толщина смазочного слоя определяет качество смазочных материалов.

За прототип принят 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 величину тока измеряют 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. Далее строят их графические зависимости и оценивают смазочную способность масла по параметрам: приспосабливаемости, скорости приспосабливаемости масла к данным условиям трения и коэффициенту совместимости масла, приспосабливаемость масла определяют по периоду времени от начала уменьшения тока до его стабилизации, скорость приспосабливаемости - по углу наклона графических зависимостей к оси ординат, коэффициент совместимости масла КС определяют по формуле

где IЗ - заданная величина тока, пропускаемого через пару трения при неподвижности;

IС - величина постоянного тока при его стабилизации в процессе трения [патент 2186386 Российская Федерация, МПК G01N 33/30, G01N 3/56 Способ определения смазывающей способности масел / Б.И. Ковальский, С.И. Васильев, С.Б. Ковальский, Д.Г. Барков; заявитель и патентообладатель Красноярский государственный технический университет - №2001106404/04; заявл. 06.03.2001; опубл. 27.07.2002, бюл. №21].

К недостаткам прототипа относится то что, при таком способе также нельзя оценить степень молекулярной ориентации в смазочном слое и толщину смазочного слоя. При этом наличие ориентированных слоев и эффективная толщина смазочного слоя также определяет качество смазочных материалов

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение диапазона оцениваемых свойств смазочных материалов и, как следствие, повышение качества и полноты их оценки, что, в свою очередь, позволяет разрабатывать наиболее эффективные смазочные средства.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения смазывающей способности масел эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через нее электрический ток при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения, согласно изобретению определяют электрическую емкость между верхней и нижней поверхностями пары трения палец-диск в присутствии слоя смазки и по полученным показаниям судят о диэлектрической проницаемости исследуемого материала и ориентации молекул в слое, при этом чем больше коэффициент упорядоченности молекул в ориентированном слое (ближе к единице), а вектор преимущественной ориентации молекул совпадает с вектором электрического поля, создаваемого вследствие измерения емкости, тем диэлектрическая проницаемость смазочного материала выше и выше смазочные свойства испытуемого образца; совместно с измерениями емкости производят измерение толщины пленки с помощью лазерного измерителя; результаты получают при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения, после чего судят об эффективности смазочного материала и о роли трибоактивных компонентов в составе смазочного материала путем сопоставления данных испытания с требуемыми параметрами.

Технический результат, заключающийся в расширение диапазона оцениваемых свойств смазочных материалов, достигается за счет контроля диэлектрической проницаемости смазочного средства и эффективной толщины смазочного слоя.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

Пару трения подключают по схеме «палец-диск». В неподвижном состоянии в присутствии слоя смазочного материала с помощью измерителя емкости (измеритель RLC-параметров GW 78105G) производят измерение емкости и с помощью лазерного измерителя толщины (лазерный измеритель RAS-TM-10) определяют толщину смазочного слоя. Далее придают вращение диску до заданной угловой скорости, добиваясь установившегося режима трения путем стабилизации частоты вращения, и производят новые измерения емкости, а также одновременно с этим - толщины смазочного слоя. Необходимость одновременного измерения толщины слоя обусловлена тем, чтобы рассчитывать удельные величины сдвиговых деформаций по толщине слоя и контролировать режим граничного трения при работе фрикционной пары, что сделает оценку ориентационных эффектов более достоверной. По полученным показаниям судят о диэлектрической проницаемости исследуемого материала (так как она пропорциональна электрической емкости) и степени ориентации молекул в слое. При этом чем больше коэффициент упорядоченности молекул в ориентированном слое (ближе к единице), а вектор преимущественной ориентации молекул совпадает с вектором электрического поля, создаваемого вследствие измерения емкости, тем диэлектрическая проницаемость смазочного материала выше и выше смазочные свойства испытуемого образца.

Похожие патенты RU2646811C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2016
  • Блинов Олег Владимирович
  • Годлевский Владимир Александрович
RU2646796C2
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 ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭНДОПРОТЕЗОВ СУСТАВОВ С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПАРОЙ ТРЕНИЯ 2013
  • Некрасов Вадим Игоревич
  • Мишин Владислав Владимирович
RU2556789C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМАЗЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МАСЕЛ 2010
  • Ковальский Болеслав Иванович
  • Петров Олег Николаевич
  • Кузьменко Алёна Владимировна
  • Ромащенко Алексей Сергеевич
  • Берко Александр Валентинович
RU2419791C1
СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ 2015
  • Нестеренко Владимир Петрович
  • Петров Александр Васильевич
  • Волков Сергей Владимирович
  • Ефременков Андрей Борисович
  • Чазов Павел Викторович
  • Моховиков Алексей Александрович
RU2591874C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ 2004
  • Кириллов Андрей Кириллович
  • Верещака Анатолий Степанович
RU2280538C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМАЗЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МАСЕЛ 2012
  • Шрам Вячеслав Геннадьевич
  • Ковальский Болеслав Иванович
  • Безбородов Юрий Николаевич
  • Малышева Наталья Николаевна
RU2484463C1
Способ определения функционального зазора между поверхностями трения-скольжения 2018
  • Санинский Владимир Андреевич
  • Кононович Мария Андреевна
RU2692294C1
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СМАЗОЧНОГО МАСЛА С ПРИСАДКАМИ 2015
  • Воронин Сергей Владимирович
  • Дунаев Анатолий Васильевич
  • Любимов Дмитрий Николаевич
  • Остриков Валерий Васильевич
  • Соловьев Сергей Александрович
RU2624927C2

Реферат патента 2018 года СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к исследованию трибологических свойств смазочных материалов, используемых в машиностроении. Способ заключается в эксплуатации пары трения в присутствии смазки, пропускании через нее электрического тока при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения, при этом определяют электрическую емкость между верхней и нижней поверхностями пары трения палец-диск в присутствии слоя смазки и по полученным показаниям судят о диэлектрической проницаемости исследуемого материала и ориентации молекул в слое, при этом чем больше коэффициент упорядоченности молекул в ориентированном слое (ближе к единице), а вектор преимущественной ориентации молекул совпадает с вектором электрического поля, создаваемого вследствие измерения емкости, тем диэлектрическая проницаемость смазочного материала выше и выше смазочные свойства испытуемого образца; совместно с измерениями емкости производят измерение толщины пленки с помощью лазерного измерителя; результаты получают при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения, после чего судят об эффективности смазочного материала и о роли трибоактивных компонентов в составе смазочного материала путем сопоставления данных испытания с требуемыми параметрами. Достигается возможность расширения диапазона оцениваемых свойств смазочных материалов.

Формула изобретения RU 2 646 811 C1

Способ определения смазывающей способности масел, заключающийся в эксплуатации пары трения в присутствии смазки, пропускании через нее электрического тока при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения, отличающийся тем, что определяют электрическую емкость между верхней и нижней поверхностями пары трения палец-диск в присутствии слоя смазки и по полученным показаниям судят о диэлектрической проницаемости исследуемого материала и ориентации молекул в слое, при этом чем больше коэффициент упорядоченности молекул в ориентированном слое (ближе к единице), а вектор преимущественной ориентации молекул совпадает с вектором электрического поля, создаваемого вследствие измерения емкости, тем диэлектрическая проницаемость смазочного материала выше и выше смазочные свойства испытуемого образца; совместно с измерениями емкости производят измерение толщины пленки с помощью лазерного измерителя; результаты получают при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения, после чего судят об эффективности смазочного материала и о роли трибоактивных компонентов в составе смазочного материала путем сопоставления данных испытания с требуемыми параметрами.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2646811C1

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМАЗЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МАСЕЛ 2001
  • Ковальский Б.И.
  • Васильев С.И.
  • Ковальский С.Б.
  • Барков Д.Г.
RU2186386C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА 2006
  • Хазанов Александр Алексеевич
  • Силин Николай Витальевич
  • Гончаров Евгений Николаевич
  • Кац Марат Абрамович
RU2317538C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЗНАЧЕНИЙ ВЛАЖНОСТИ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ В ЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ 1992
  • Гершгорен В.А.
  • Грачев А.Г.
RU2034287C1
СПОСОБ ОЦЕНКИ ПРОТИВОЗАДИРНЫХ СВОЙСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ 2008
  • Абрамов Алексей Николаевич
  • Шолом Владимир Юрьевич
  • Майстренко Александр Викторович
  • Тюленев Денис Генрихович
  • Нигматуллин Ришат Гаязович
  • Савельева Наталья Владимировна
  • Шолом Андрей Владимирович
  • Крамер Ольга Леонидовна
  • Трофимов Андрей Сергеевич
RU2376601C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТЕРИЯ ЗАДИРОСТОЙКОСТИ МАСЕЛ И СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2012
  • Киселев Борис Ростиславович
  • Годлевский Владимир Александрович
  • Березин Константин Геннадьевич
RU2487350C1
Способ защиты переносных электрических установок от опасностей, связанных с заземлением одной из фаз 1924
  • Подольский Л.П.
SU2014A1

RU 2 646 811 C1

Авторы

Блинов Олег Владимирович

Годлевский Владимир Александрович

Сандлер Владимир Абрамович

Харламов Роман Игоревич

Железнов Антон Геннадьевич

Даты

2018-03-07Публикация

2017-01-11Подача