Способ определения работоспособности смазочного масла

Способ определения работоспособности смазочного масла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социапистичесиик респубпин

ОПИСАНИЕ 941899

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 03. 07. 80 (21) 2951335/23-04 с присоединением заявки,%

{23) Приоритет (5l ) М. 3(л.

6 01 Н 33/30

5пударстееаы6 коектет

ИСР ао делен кзабретенкк и открытки.

Опубликовано 07. 07 82 Бюллетень М 25

Дата опубликования описания 07. 07. 82 (53) УДК621.891. .32(088.8) В.А. Михеев, В. В. Николаев, Ю. И. Турский и Ю. В, Луныфэв

: i (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СМАЗОЧНОГО

МАСЛА

Изобретение относится к способу определения работоспособности смазочных масел в механо".динамических условиях применительно к работе в тяжелонагруженных подшипниках качения.

При разработке или подборе масла для тяжелонагруженных механизмов проводят прямые эксплуатационные испытания масел непосредственно в реальных изделиях, отдельных его агрегатах, или проводят ресурсные испытания масел на стендах, максимально приближенных по условиям работы к работе реальных изделий.

Известен способ определения работоспособности смазки в подшипниках качения путем испытания ее в услови" ях, соответствующих эксплуатационным при заданных значениях скорости, на- ро грузки, температуры. По окончании опыта устанавливают состояние смазки, характер ее распределения в подшип" никовом узле и легкость вращения под2 шипника. На основании полученных данных оценивают эксплуатационные свойства смазки (1 .

Недостатком стендовых испытаний является их большая длительность и низкая воспроизводимость результа товс

Известен способ определения сма" зывающих свойств масел на четырехшариковой машине, на которой могут быть определены следующие показатели: Ру " критическая нагрузка заедат ния, P - условная нагрузка сввривания; диаметр пятна износа (2J.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения работоспособности масел путем испытания их на подшипниках качения при переменной и осевой нагрузках. По отношению време" ни работы подшипника до его выкраши» вания на испытуемом масле ко времени работы на эталонном масле судят

3 94189 о работоспособности смазочного масла (3).

Особенность способа заключается в том, что испытания проводят не при постоянной нагрузке, а периодически 5 повторяющимися циклами: нагружениеразгружение. В период нагружения нагрузку ступенчато увеличивают до принятого значения. .Однако эта особенность, призван- 10 ная сократить время испытаний, не изменяет характер самого способа стендовых испытаний и не исключает присущие им недостатки.

Недостатками известного способа являются низкая воспроизводитель,ность резуль1атов, большая длительность испытаний и, кроме того, невысокая точность. способа за счет того, что о свойствах испытуемого масла 20 ,судят не прямым образом, оценивая .отдельные его качества, а косвеннымпо разрушению испытуемого подшипника.

При таком подходе качество самого подшипника, а точнее разброс качест- 25 ва,-предпятствует достоверной оценке свойств самого масла.

Следует также отметить, что в известном способе оценивают антипит" тинговые свойства масла, т.е. его 30 способность противостоять усталостному выкоашиванию.

Вместе с тем, для работы в тяжелонагруженных подшипниках качения важ.ное значение имеют и другие свойства масла, а именно: нагрузочная способность и способность предотвращать процесс заедания трущихся поверхностей.

Эти качества масла известным способом не оцениваются. ЬО

Цель изобретения - повышение точности, сокращение продолжительности, трудоемкости и стоимости способа, а, также воэможность получать не косвенную, а прямую информацию о таких 4 свойствах масла, как нагрузочная спо,собность и способность предотвращать

Ф

:задир трущихся поверхностей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения работоспособности смазочного масла путем ступенчатого повышения нагрузки в тяжелонагруженном подшипнике качения при постоянной его частоте вращения, на каждой ступени определяют температу- 55 ру разогрева подшипника и по изменению температуры саморазогрева подшип.ника при нагрузке, соответствующей началу разрушения смазочного слоя, судят о работоспособности смазочного масла.

Указанное отличие позволяет повысить точность, существенно сократить расход материалов (подшипники, объем масла. и др.) и затраты труда, а также значительно сократить продолжительность испытания смазочного масла для оценки его нагрузочной способности и способности предотвращать процесс эаедания трущихся поверхностей высоконагруженных подшипников качения.

На чертеже представлены кинематические кривые, характеризующие предлагаемый способ.

Способ реализован при испытании масел в рабочем узле с подшипником качения с линейным контактом (например,. роликовом коническом) . Испытуемое масло заливают в рабочий узел до верхней кромки подшипника.

Рабочий узел помещают в теплоизоляционную камеру минимально возможного объема.

Стенд имеет систему нагружения, систему привода и систему измерения температуры подшипника.

Нагружение, например осевое, и пе редачу вращения подшипника осуществfIRlQT через теплоизоляционную камеру с минимальной теплопередачей.

Измерение и регистрацию температу.ры производят непосредственно на неподвижном кольце работающего подшипника.

Конструкция испытательной части стенда подчинена идее калориметрического устройства с тем, чтобы измерение температуры подшипника производить с максимальной чувствительностью и точностью.

Начинают испытание с опыта при нагрузке Р4 (заданной или произвольно выбранной). С момента включения стенда с помощью самописца записывают температурную кривую самораэогрева подшипника до момента достижения установившегося температурного режима (2-3 ч).

Если нагруэочная способность мас-. ляного слоя выше приложенной нагрузки, то кинематические кривые имеют вид, соответствующий нагрузкам Р и

Pg (на чертеже а и б). Начальная температура невысокая и соответствует установившемуся режиму.

941899

Тогда опыт останавливают, нагрузку повышают на одну ступень (устанавливается экспериментально) и процедура повторяется.

Испытание продолжают таким образом до момента, когда в первый период после пуска стенда начинается интенсивный рост температуры саморазогрева подшипника.

Это означает, что нагрузочная способность смазочного слоя превышена и наступает переход от контактногидродинамического режима смазки к смешанному и граничным режимам смазки.

При этом возможны два случая поведения масла.

В первом случае процесс разрушения смазочной пленки развивается спонтенно, температура подшипника непрерывно возрастает и возникает повреждение подшипника вследствие задира. Кинетическа;-. кривая ОА имеет вид, сбответствующий нагрузке

Р (на чертеже а). Точка А - разрушение подшипника.

Во втором случае кинетическая кривая 0BCD имеет вид, представленный (на чертеже б) для той же нагрузки Р или некоторой более высокой ЗО нагрузки Р..

Участок OB соответствует кривой

0А (на чертеже а). Здесь имеет место интенсивный рост температуры и начало процесса заедания. 35

В точке В процесс разрушения смазочного слоя прекращается и начинается снижение температуры вплоть до невысокого установившегося значения в точке С. 40

Вид кривой OBCD указывает на то, что на участке ОВ протекают реакции, инициированные температурой, которые приводят к образованию вторичного смазочного слоя с повышенной нагру-.. эочной способностью.

Иэ данных таблицы, следует, что используя метод оценки смазывающих ,свойств на четырехшариковой машине по ГОСТ 9490-75, невозможно дифференцировать испытуемые масла для высоконагруженных подшипников качения. Спо\ соб определения работоспособности смазочного масла согласно изобретению однозначно разделяют испытанные масла. Так, масло И 1 только при нагрузке в 1000 кг обнаруживает необратимое нарастание температуры в подшипнике, т.е. обеспечивает надежную защиту трущихся поверхностей. подшипника от заедания и повреждений, тогда как масло и 2 уже при нагрузке

150 кг не может предотвратить повреж" дения подшипника.

Сравнение результатов испытания масел и 1 и М 2 по способу согласно изобретению с результатами стендовых испытаний этих же масел показывает хорошую корреляцию. Таким образом, использование предлагаемого способа

Таким образом, устанавливается,что масло У 2 обладает специфической способностью образовывать с металличесSO кой поверхностью высокопрочный защитный смазочный слой, предотвращающий поверхности трения от разрушения.

Следовательно, масло, имеющее вид кинетической кривой температуры саморазогрева типа OBCD (на чертеже б)

55 имеет лучшие смазывающие свойства и более высокую работоспособность.

Масло Р 2 оценивается как хорошее.

Масло я" 1 имее. иной вид кинематической кривой, не обладает достоинствами масла и 2 и оценивается как плохое. Чем выше нагрузка, при кото" рой масло способно обеспечить температурные кривые типа ОВСО, тем выше качество масла.

Продолжительность испытания по предлагаемому способу составляет 1012 ч, что на несколько порядков менее продолжительности эксплуатационных испытаний и ресурсных испытаний на стендах.

Для подтверждения преимуществ предлагаемого способа по сравнению с используемыми, проведены сравнитель" ные испытания по нагрузочной способности образцов двух масел.

В .качестве способов были выбраны: способ определения смазывающих свойств на четырехшариковой машине, испытание на реальном стенде. Эти способы широко используются в промышленности для оценки смазывающих свойств масел различного назначения, в том числе и для оценки масел, применяемых в высоконагруженных подшипниках качения, в то время, как известный способ не позволяет оценить этот показатель у масла.

В таблице приведены результаты Испытания масел для высоконагруженных подшипников качения разными способами.

941899

Обьект испытания

-пп

Способ

250

250

О,б3

0,62

150

1000

3. Натурный стенд. оценки работоспособности мазочного масла позволяет быстро (no сравнению с натурными время испытания сокращается на 2 порядка), точно и надежно оценить качество смазочны масел для высоконагруженных подшипников качения.

Способ будет использован в химмо" тологии и машиностроении как точный и надежный инструмент оценки нагрузочной способности смазочного масла и его способности предотвращать процесс эаедания трущихся поверхностей высоконагруженных подшипников качения.

1. Определение смазывающих свойств на четырехшариковой машине.

Нагрузка сваривания

С

Диаметр пятна износа, d мм

2. Предлагаемый способ

Нагрузочная способность, кг (нагрузка, при которой наблюдается необратимый рост температуры) 8ремя работы стенда до выхода подшипника из строя, ° ÷ формула:. изобретения

Способ определения работоспособности смазочного масла путем ступенчатого повышения нагрузки в тяжелонагруженном подшипнике качения при постоянной его частоте вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени испытания, на каждой ступени определяют температуру .разогрева подшипника и по изменению температуры саморазогрева подшипника при нагрузке, соответствующей началу

Способ можно использовать при разработке новых смазочных масел для высоконагруженных подшипников качения в качестве экспресс-метода оценки качества новых композиций, для сравнения отечественных и зарубежных сортов масел одного назначения, а также при синтезе новых классов присадок для выдачи рекомендаций для направленного синтеза, Предлагаемый метод может быть применен при конструировании новых типов высоконагруженных подшипников качения.

Иасло Р 1 Иасло Р 2

1000-1500 10-20! разрушения смазочного слоя, судят о работоспособности смазочного масла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 427281, кл. G 01 М 33/30 197" °

2. Папок К.К. и др. Словарь по топливам, маслам, присадкам и специальным жидкостям. И., "Химия", 1975, с 343-344.

3. Авторское свидетельство СССР

N 487347, кл. G 01 N 33/30, 1975 (прототип).

941899 ф)

Ф

С С.

ы

% с м

Время,4

8реюю, Ч

Составитель Л. Иванова

Редактор В. Лазаренко Техред К. Иыцьо Корректор И.Шарови

Заказ 4828/33 Тираж 88> .- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, .Раувская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патеит", г. Ужгород, ул. Проектная, 4