Значною перешкодою широкому використанню водно-гліколевих олив на основі етиленгліколю в трибомеханічних системах є його висока токсичність. В зв’язку з цим в роботі [36] пропонують використовувати в якості гліколю пропіленгліколь, який дозволяє гомогенізувати незмішуючі компоненти і сприяє розчиненню речовини як гідрофільного, так і гідрофобного типу.

Перспективними полігліколями є лапроли [36]. Вони уявляють собою водорозчинні поліетери – гідроксилвмісні олігомери. Тому застосування лапролів, які добре розчиняються в воді і в більшості органічних розчинників, представляє беззаперечний інтерес.

Четвертим компонентом водно-гліколевих олив є присадки, які забезпечують необхідні експлуатаційні властивости. Серед великої кількості присадок в першу чергу слід відмітити комплекс антикорозійних і антипінних присадок в складі: суміш 0,2% амінів, 1,5% бензотриазолу, 0,1% бензойної кислоти, 1,5% триазолу, 2% триетаноламіну і 0,01% проксанолу ЦЛ-1.

Змінюючи концентрацію води, моногліколю і полігліколю, можна отримати водно-гліколеві оливи з різними фізико-хемічними показниками.

Не дивлячись на широкі можливості модифікації пористих матеріалів, які застосовують в якості вальниць ковзання, введенням у склад протизносних і антифрикційних присадок (сірки, фосфору, цинку, графіту і т. і.), доволі перспективним напрямком вважається просочування пористого каркасу мастильними матеріалами [50].

Просочування сприяє значному підвищенню ефективності самозмащування, ніж введення різних присадок в склад матриці.

Найпоширенішими матеріалами для просочування є мінеральні оливи. Підвищення ефективності самозмащування цих матеріалів досягається введенням дрібнодисперсних полімерів, загущуючих олив, трибополімероутворюючих присадок. Однак введення дисперсних полімерів і загущуючих присадок при великих навантаженнях може погіршувати самозмащуваність через зменшення транспортуючої здатности оливонаповнених капілярів в результаті підвищення в’язкости середовища.

У роботі [50] досліджено триботехнічні характеристики трибоспряжень з елементами із порошкових матеріалів, просочених олігогліколями різної молекулярної маси.

Просочування пористих порошкових матеріалів олігогліколями сприяє покращенню їх триботехнічних характеристик.

Поліетиленгліколі та присадки на їх основі є високоефективними полімервмісними МОР [10]. Полімери, що входять до складу МОР, адсорбуючись на металі під дією високої температури і механічних напруг, піддаються механо- і термодеструкції. При цьому утворюються високоактивні уламки макромолекул, що володіють високою хемічною активністю і здатні хемічно взаємодіяти з оброблюваним матеріалом, знижуючи рівень вільної поверхневої енергії, полегшуючи процеси його деформації і руйнування. Одними із найбільш вживаними в даній галузі є поліалкіленгліколі. Полігліколі, особливо поліетилен і поліпропілен, їх кополімери, етери та естери різних кислот мають велике значення для отримання спеціальних змащувальних матеріалів, гальмівних рідин, гідравлічних рідин і МОР:

при змішуванні з водою чи іншими компонентами вони практично незаймисті;

завдяки вмісту атомів Оксигену вони мають кращу розчинюючу здатність в порівнянні з вуглеводнями.

РОЗДІЛ 2

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

2.1. Методика дослідження в’язкісно-температурних властивостей

полігліколевих олив

В’язкісно – температурні властивости нафтенових, полібутенових, полігліколевих та інших олив оцінювали за:

показниками динамічної зt та кінематичної нt в’язкостей в діапазоні температур 20-100є C за допомогою віскозиметра ВПЖ-4 (табл. 3.1);

термічними коефіцієнтами – співвідношеннями в’язкостей при двох температурах t1 і t2:

, (2.1)

де - кінематична в’язкість при 45 єC () або при 50 єC ();

- кінематична в’язкість при 90 єC () або при 100 єC ();

(*для полібутенів );

температурним коефіцієнтом в’язкости

або , (2.2)

наприклад: для малов’язких і середньов’язких олив

; (2.3)

для високов’язких олив

(2.4)

(в роботі використали коефіцієнт і );

інтервальним коефіцієнтом в’язкости

(2.5)

(в роботі використали коефіцієнт

; (2.6)

параметрами і кривої ,де - тангенс тупого кута нахилу прямої до вісі абсцис (в роботі використали більш зручніше для визначення гострого кута прямої залежності в’язкости від зворотної температури:

, (2.7)

де , ). (2.8)

Критеріями оцінки в’язкісно-температурних властивостей було обрано:

1) для , ;

2) для , ;

3) для , ;

4) середню арифметичну ; (2.9)

5) середню квадратичну ; (2.10)

6) середнє квадратичне відхилення від середньої арифметичної

. (2.11)

2.2. Методика дослідження антифрикційних властивостей

Висока чутливість точкового контакту до процесів, що виникають і супроводжують тертя та зношування твердих тіл [49], спонукали вибрати для дослідження схему контакту «куля-куля», який реалізується в чотирикульовій машині тертя (ЧКМТ) [14, 49].

Чотири кульки для вальниць діаметром 12,7 мм зі сталі ШХ-15 (HRC 60-65), були складені у піраміду (рис. 2.1). Три долішні кульки були поміщені у підп'ятник і закріплені притискним кільцем. Горішня кулька жорстко була зафіксована у спеціальному патроні на кінцівці прямовисного валу [14, 49].

Геометрія тетраедра (рис. 2.1) визначає значення лінійної швидкості у зоні контакту х і величину нормальної складової Ni в теоретичній точці контакту осьової сили N на 3 кульки [14]:

(2.12)

(2.13)

де d=12,7·10-3[м] – діаметр кульок;

щ=2рn – кутова швидкість обертання горішньої кульки, с-1 (n – число обертів цієї кульки за секунду; частота обертання f); б=35є20м – кут між висотою і ребром правильного тетраедра (кут в основі піраміди з чотирьох кульок) (рис. 2.1).

Випробування на навантажувальну здатність плівок мастильних олив проводили при 1140 обертів за хвилину горішньої кульки (f=19с-1), що відповідало лінійній швидкості у зоні контакту х=0,4384 м/с.

При визначенні навантаження заїдання – критичного навантаження Niкр., при якому спостерігається підвищений знос сталі, –навантаження N змінювали ступенями від 100-200 Н до Nкр., а в ділянці Nкр.- через 10-25 Н. Кожний дослід тривав 1 хв. і проводився окремо з новою порцією мастила. ЧКМТ була обладнана тензометричним пристроєм і потенціометром КСП-4, що дозволяло перехід до Nкр. фіксувати за різким зростанням моменту тертя (коефіцієнта тертя). Температуру мастильної оливи визначали за ~2,5 мм від зони контакту, яка в момент задиру становила 90±5єС.

Рис. 2.1. Схема чотирикульового контакту

Початковий р0 та у кінці випробування рк тиски у зоні контакту, що витримувала мастильна плівка, розраховували за [45]:

; (2.14)

, (2.15)

де dз – діаметр плями