Для індустріальної оливи (рис. 3.12.в) при зміні N від 200 до Nкр.=592 Н: при 20єС h0 змінюється від 16,79 до 16,80 нм, hф від 41,57 до 33,41 нм, при 90єС h0 від 5,15 до 5,16 нм, hф – від 12,76 до 10,26 нм, при цьому величина критерію гідродинамічного ефекту Sh змінюється в межах Sh0=(5,73-5,74)·10-15 м2 і Shф=(3,52-2,27)·10-14 м2 при 20єС та Sh0=(5,40-5,41)Ч Ч10-16  м2 і Shф=(3,32-2,14)·10-15 м2 при 90єС.

Для вазелінової оливи (рис. 3.12 г) при зміні N від 200 до Nкр.=492 Н: при 20єС h0 змінюється від 18,96 до 18,98 нм, hф – від 29,11 до 26,64 нм, при 90єС h0 від – 5,37 до 5,38 нм, hф від 8,25 до 7,55 нм, при цьому величина критерію гідродинамічного ефекту змінюється в межах Sh0=(7,31-7,33)·10-15 м2, Shф=(1,72-1,44)·10-14м2 при 20єС та Sh0=(5,87-5,89)·10-16 м2, Shф=(1,39-1,16)·10-15 м2 при 90єС.

Як видно з цих результатів, мастильна наноплівка на поверхні сталі ШХ-15 в інтервалі t=20-90єС та N=200-Nкр. Н знаходиться в стані жорсткого граничного тертя, при цьому цей стан найбільше жорсткий при 90єС, ніж при більш низьких температурах.

Повернемося до рис. 3.11, на якому приведені криві залежності товщини наноплівки мастильних олив від температури, і будемо оперувати усередненими даними за навантаженнями.

Як видно з рис. 3.11, товщина плівки h0, hф різко зменшується зі зростанням температури: а) для авіаційної оливи (рис. 3.11 а) при герцівському контакті h0 – від 62,13 до 9,63 нм при зміні температури від 20 до 90єС, при цьому величина критерію гідродинамічного ефекту Sh0 зменшується від 7,85·10-14 м2 до 1,89·10-15 м2, а в кінці 1 хв. випробувань hф – від 107,32 до 16,63 нм при зміні температури від 20 до 90єС, при цьому Shф зменшується від 2,35·10-13 до 5,64·10-15 м2; б) для компресорної оливи (рис. 3.11 б) на початку випробувань товщина наноплівки h0 зменшується від 38,21 до 7,48 нм при зміні температури від 20 до 90єС, при цьому Sh0 змінюється від 2,97·10-14м2 до 1,14·10-15 м2, а в кінці випробувань товщина плівки hф зменшується від 55,07 до 10,78 нм при зміні температури від 20 до 90єС, при цьому Shф змінюється від 6,18·10-14м2 до 2,24·10-15 м2; в) для індустріальної оливи (рис. 3.11 в) на початку випробувань товщина наноплівки h0 зменшується від 16,78 до 5,15 нм при зміні температури від 20 до 90єС, при цьому Sh0 змінюється від 5,72·10-15 м2 до 5,40·10-16 м2, а в кінці випробувань товщина наноплівки hф зменшується від 36,47 до 11,20 нм при зміні температури від 20 до 90єС, при цьому Shф змінюється від 2,72·10-14 м2 до 2,57·10-15 м2; г) для вазелінової оливи (рис. 3.11 г) на початку випробувань товщина наноплівки h0 зменшується від 18,95 до 5,37 нм при зміні температури від 20 до 90єС, при цьому Sh0 змінюється від 7,31·10-15 м2 до 5,87·10-16 м2, а в кінці випробувань товщина наноплівки hф зменшується від від 27,68 до 7,85 нм при зміні температури від 20 до 90єС, при цьому Shф змінюється від 1,56·10-14 м2 до 1,26·10-15 м2.

Рис.3.13. Залежність критичного навантаження в точці контакту, що витримує мастильна плівка, від її товщини в кінці 1 хв. випробувань hф і температури (єС): 1 – 20; 2–45; 3 – 60; 4–90 (точки на одній кривій відповідають різним мастильним рідинам)

Таким чином, можна стверджувати, що з підвищенням температури і навантаження відбувається стоншення мастильної плівки до h0=5,15-9,63 нм та hф=7,85-16,63 нм при зменшенні величини критерію гідродинамічного ефекту до Sh0=(0,54-1,89)·10-15 м2 та Shф=(1,26-5,64)·10-15 м2, що приводить до критичного стану наноплівки мастильних олив, який завершується настанням прориву плівки і металічним контактом на окремих ділянках мікровиступів шорсткої поверхні.

Таблиця 3.6

Лінійна кореляція (б=0,05; f=2) між критичним навантаженням та товщинами наноплівки h0, hф і величинами критеріїв гідродинамічних ефектів Sh0, Shф

Кореляційний зв’язок між величинами у і х | rх,у | rкр. [1] | z | (z0,975 ·у z ) [52]

Nікр. ~ h0 | 0,806 | 0,95 | 1,116 | 1,96

Nікр. ~ hф | 0,778 | 0,95 | 1,040 | 1,96

Nікр. ~ Sh0 | 0,782 | 0,95 | 1,050 | 1,96

Nікр. ~ Shф | 0,703 | 0,95 | 0,873 | 1,96

Між критичним навантаженням Nікр. та товщинами наноплівок h0, hф і величинами критеріїв гідродинамічних ефектів Sh0, Shф не існує тісного лінійного кореляційного зв’язку, але коефіцієнти кореляції достатньо високі (принаймні для б=0,4 такий зв’язок ймовірний) (табл. 3.6). Як видно з рис. 3.11, між цими величинами існує нелінійний зв’язок.

Критичне навантаження залежить від товщини наноплівки мастильної оливи на твердих поверхнях (рис. 3.13). Як видно з рис. 3.13, з підвищенням температури спостерігається звуження ділянки товщини наноплівки для різних мастил і її переміщення в область малих значень товщин плівки.

Експериментальні дані залежностей критичного навантаження на одну кульку Nікр. (у) від товщини мастильної плівки hф (х) в кінці 1 хв. випробувань на ЧКМТ чотирьох мастильних олив апроксимуються рівняннями:

20єС y = 0,0005x3 - 0,1332x2 + 10,639x + 0,3399,R2 = 1; (3.42)

35єС y = 0,0018x3 - 0,3244x2 + 18,812x - 60,69, R2 = 1 (3.43)

45єС y = -0,2616x2 +