Восстановление изношенных поверхностей узлов трения с применением геомодифиеаторов трения МАК СУПРО

Аннотация. В статье описаны существующие способы снижения трения и износа деталей и узлов машин и механизмов на этапе эксплуатации. Обсуждаются характеристики геомодификаторов трения (ГМТ) как антифрикционных противоизносных присадок. Приведены примеры практического использования ГМТ МАК «Супро» с целью восстановления изношенных поверхностей узлов трения.

  Основным фактором, лимитирующим долговечность двигателя внутреннего сгорания, является износостойкость его деталей, а именно, деталей цилиндропоршневой группы. Повышение износостойкости можно осуществлять различными способами, большинство из которых применяется на этапе производства или капитального ремонта двигателей. С экономической и практической точки зрения представляет особый интерес решение данной проблемы на этапе эксплуатации уже действующих двигателей. Здесь возможно применение только двух направлений — создание новых смазочных материалов и применение присадок, причем последнее экономически наиболее целесообразно и практически менее трудоемкое.

  Среди антифрикционных и противоизносных присадок в смазочное масло известны:

—         присадки, формирующие на поверхности трения в процессе работы объекта тонкий слой мягких металлов, разделяющих эти поверхности (например, «РИМЕТ», «Lubrifilm»);

—         присадки, активизирующие силы сцепления смазочного масла с поверхностью трения (поверхностно-активные вещества), такие, как «Аспект- модификатор», , «PMF-200», «Форум», «Slider-2000»;

—         кондиционеры металла, генерирующие на поверхностях трения ультратонкий слой нового разделительного материала в процессе физико-химических превращений («ЕR», «MILITEK», «FENOM»).

  Мягкие металлы (молибден, олово, медь, серебро и др.) могут вноситься в зону трения либо в молекулярном тонкодисперсном виде, либо на ионном уровне в результате химических реакций компонентов смазочного масла с источником мягкого металла.

  Осуществление первого способа связано с двумя проблемами: 1) создание устойчивой взвеси тонких частиц мягких металлов; 2) соотношение между допустимой концентрацией таких металлов в циркулирующем масле и концентрацией достаточной для обеспечения эффекта плакирования хотя бы на полный ресурс смазочного масла.

  Таким образом, даже в случае успешного решения этих проблем, эффективность таких присадок крайне ограничена по времени работы. Кроме того, тонкий разделительный слой мягких металлов не предохраняет поверхность трения от задиров в экстремальных случаях, то есть при прекращении циркуляции смазки.

  Второй способ связан с реализацией избирательного переноса, управление которым носит пока сугубо случайный характер и проявляется крайне редко.

  Присадки, активизирующие силы сцепления смазочного масла с поверхностью трения, могут быть весьма эффективными по противоизносным и, особенно, противозадирным характеристикам. Но у них есть существенные недостатки: 1) воздействие таких присадок продолжается до тех пор пока они присутствуют в смазочном масле в достаточной концентрации; 2) такие присадки как правило не только не являются антифрикционными, но даже способны увеличивать сопротивление трения; 3) обычно высокие концентрации таких присадок могут влиять на реологию смазочного масла.

  Кондиционеры металла в силу сложности процессов физико-химических превращений не обладают универсальностью по материалам и режимам работы трибоузлов, хотя могут являться наиболее перспективным направлением.

  Принципиально другими по характеру воздействия являются геомодификаторы трения (ГМТ) [1], известных марок Супро, Форсан, РВС, Супротек,. Это присадки, приготовленные на основе природных минералов ультраосновных пород [2]. Попадая в зону трения, они вносят структурные изменения в поверхность трения, которые способны её модифицировать в триботехнически выгодном направлении.

  Основными преимуществами геомодификаторов трения являются:

способность создавать динамические защитные пленки, образованные тонкодисперсными продуктами износа и самого геомодификатора в виде квазисжиженного слоя на длительный период, что позволяет многократно снижать скорость изнашивания узлов трения;

снижение коэффициента трения, а следовательно механических потерь;

низкая стоимость геомодификатора;

экологическая чистота природного продукта.

  Наиболее отличительной характеристикой геомодификаторов трения является возможность восстановления узлов трения двигателей, механизмов и устройств за счет инициирования самоорганизующихся трибопроцессов в направлении восстановления физических связей поверхностного слоя с тонкодисперсной средой основного материала в смазочной среде двигателей внутреннего сгорания, механизмов и устройств.

  Восстановление геометрических размеров изношенных деталей происходит на основе самоорганизующихся процессов из исходного материала трибоузла и материала тонкодисперсного природного минерала.

  Обычно стационарное состояние пограничного слоя трибоузла соответствует динамическому равновесию процессов разрушения и восстановления физических связей. Изношенная деталь находится в циклическом состоянии процессов разрыхления, диспергирования и ротационного движения частиц износа [3]. Добавление тонкодисперсного (0,01-5 мкм) порошка ГМТ в штатный смазочный материал двигателя, механизма, устройства в количестве (0,01-0,4 масс. %), приводит к нарушению указанного динамического равновесия в сторону восстановления физических связей.

  Самоорганизация заключается в наследственной «памяти» [3] материала. Входящие в состав порошка Alи Feявляются катализаторами образования пиролитического углерода по границам зерен до подповерхностного слоя, а основной состав ГМТ модифицирует граничный слой с высокой степенью свободных связей присоединяющих «потерянный» материал из дисперсной среды.

  Эффективность восстановления поверхностей трения при эксплуатации за счет использования ГМТ подтверждается следующими примерами:

  Пример 1. Однократная обработка 2-х подшипников 5-36236 приводит к снижению торцевого биения с 30 мкм до 10 мкм.

  Пример 2. Однократная обработка шпиндельного подшипника коробки скоростей токарного станка 1К-62приводит к уменьшению люфта с 0,10 до 0,03 мм.

  Пример 3. Стендовые испытания дизеля 2Ч8,5/11 с ГМТ, введенным в смазочную среду, и последующая работа при штатной нагрузке в течение 50 часов показали следующее [5,6]. Зазоры колец в поршневой канавке уменьшились до паспортных значений, на 30-40% восстановились зазоры в замке компрессионных и маслосъемных колец (расточенные перед экспериментом до максимума). Кроме того, наблюдалось снижение расхода масла на угар в 3 раза.

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *