CC BY
46
13. STS AIST 5.6-2010. Testing of agricultural machinery. Sowing and planting machines. Indicators of the destination. General requirements. - Moscow: Rosinformagrotech, 2011. - 72 p.
14. Fedorenko, V. F. Resource-saving in the AIC: a scientific publication / V. F. Fedorenko. - M.: Rosinformagrotekh, 2012. - 384 p.
15. Khalansky, V. M. Agreecultural machines / V. M. Khalansky, I. V. Gorbachev. - Moscow: KolosS, 2003, 624 p.
16. Dieckmann, U. Gedanken zum Zuckerrubenbau heute U. Dieckmann // Landtechnik. - 1972. -№ 3. - P.37-43.
17. Grossflachendrillmaschinen mit Breitreifen // Landmashinen runaschau.- 1987. - № l.- S.9.
18. Guzek, K. Proguamawanie kryterion maszyny rolnizej / K. Guzek // Maszyny i Giagniki Rolnicze. - 1975. - № 20. - Р. 11-16.
УДК 621.892, 665.765
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ СМАЗКИ ДЛЯ ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ ПАР ТРЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ
Е. Б. Миронов, канд. техн. наук, доцент
ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет», г. Княгинино, Россия, т. 89535728212, mironov-e@mail.ru
Значительную часть в структуре затрат сельскохозяйственных организаций занимают топливо, смазочные масла и пластичные смазки, доля последних составляет 5-6 % от общего количества используемых нефтепродуктов. При этом, из-за особенностей технологии производства и применения в пластичных смазках дорогостоящих и ограниченных ресурсов, в качестве которых выступают базовые масла и функциональные присадки, они обладают высокой стоимостью, что, в конечном счете, повышает стоимость эксплуатации сельскохозяйственной техники.
Применяемые в настоящее время пластичные смазки (Литол-24 и Солидол-Ж) обладают рядом существенных недостатков, снижающих ресурс деталей и сборочных единиц, в особенности, работающих при высоких температурах и значительных нагрузках.
В работе представлены результаты исследования разрабатываемой экспериментальной смазки для тяжелонагруженных пар трения, которая будет представлять альтернативу как зарубежным, так и отечественным смазочным материалам.
Ключевые слова: исследование, нагрузка, смазка пластичная, техника сельскохозяйственная, узел трения.
Введение. Надежность сельскохозяйственной техники напрямую зависит от режимов и условий работы пар трения, которые в процессе эксплуатации могут испытывать высокие температуры и нагрузки, агрессивное воздействие технических жидкостей и сред, абразивное изнашивание и многое другое.
С целью снижения влияния вышеуказанных факторов применяют различные смазочные материалы, в частности пластичные смазки, которые, по сравнению с маслами, имеют ряд существенных преимуществ: возможность их использования в открытых и негерметизированных узлах трения, труднодоступных механизмах, где невозможна частая замена смазочного материала, в сопряжениях, где наблюдается переменный скоростной режим работы, вынужденный контакт с водой либо с агрессивными средами и т. д. [2, 10, 11, 14].
В настоящее время ведутся работы по улучшению трибологических характеристик
смазок путем введения в них полимерных и наноматериалов, позволяющих расширить их антифрикционные, противокоррозионные и другие свойства [1, 16-18]. Однако, высокая стоимость делает их недоступными для большинства сельскохозяйственных организаций. Более того, с целью снижения стоимости и, как следствие, доступности пластичных смазок для широкого круга потребителей разработана технология их приготовления на основе отработанных масел, что говорит о сложном положении этой отрасли народного хозяйства [15].
В отечественном сельскохозяйственном машиностроении широкое применение нашли смазки на основе кальциевых и литиевых мыл [13]. Так, согласно инструкции по эксплуатации и техническому обслуживанию зерноуборочного комбайна РСМ-1 «Вектор», во всех узлах трения, кроме редукторов, КПП, двигателя и гидравлических систем рекомендуется использовать ли-
Нива Поволжья № 4 (49) ноябрь 2018 149
тиевую смазку Литол-24 (МЛи 4/12-3) по ГОСТ 21150-87 [4].
Смазка представляет собой смесь нефтяных минеральных масел, загущенных литиевым мылом 12-гидрооксистеариновой кислоты, и пакет функциональных присадок [12].
В качестве смеси масел в известной смазке используют масло базовое селективной очистки МС-20 и масло индустриальное И-12А. В качестве смеси присадок используют загущающую присадку КП-10 и антиокислительную присадку Нафтам-2 или Борин [9].
Данная смазка предназначена для применения в узлах трения колесных и гусеничных транспортных средств, промышленного оборудования и судовых механизмах различного назначения, работающих при температурах от -40 до +120 °С (кратковременно до +130 °С) [9].
Смазка обладает хорошей водостойкостью, механической стабильностью и работоспособностью в широком интервале температур [7].
Как отмечают авторы, наряду с хорошими реологическими, консервационными и другими эксплуатационными характеристиками ей присущи следующие недостатки:
- низкие противоизносные и противоза-дирные свойства при высоких удельных нагрузках, т. е. в тяжелонагруженных узлах трения качения и скольжения применение смазки Литол-24 невозможно: по своим трибологическим характеристикам она относится к смазкам средненагруженных узлов трения;
- верхний температурный рабочий интервал составляет 110-130 °С и кратковременно до 200 °С, а в тяжелонагруженных узлах трения обычно развивается температура 200-250 °С;
- для современной техники ресурс работы смазки, применяемой как несменяемая смазка, недостаточный (например, в некоторых автомобильных узлах трения 12 года) [8].
Кроме этого, смазку отличает невысокая эффективность повышения ресурса работы узлов трения и недостаточно высо-
а б
Рис. 1. Исследование свойств смазки: а - определение эффективной вязкости на вискозиметре АКВ-2ЖВ, б - определение трибологических свойств на четырехшариковой машине трения ЧМТ-1
кие противоизносные свойства, особенно в период приработки подшипников [5, 6].
Таким образом, создание недорогой пластичной смазки для высоконагруженных узлов трения является актуальной задачей с научной и практической точек зрения.
В качестве такой смазки может выступать композиция на основе индустриального масла загущенного литиевым мылом с добавлением в качестве антифрикционной и противозадирной присадки дисульфида молибдена.
Методы и материалы. Исследование физико-химических свойств экспериментальной смазки проводилось в соответствии со стандартными методиками в испытательной аккредитованной лаборатории ООО «ВНПП» г. Ростов-на-Дону [3].
Лаборатория оснащена современным оборудованием, на котором определяли следующие основные показатели смазки: пенетрацию при +25 °С, вязкость эффективную при -20 °С и 0 °С (рис. 1, а), коллоидную стабильность, температуру капле-падения, испаряемость при 120 °С за 1 час, массовую долю свободных щелочей и кислот, а также определялись трибологиче-ские характеристики на четырехшариковой машине трения при температуре +25±1 °С (рис. 1, б).
Результаты. В результате испытаний были получены экспериментальные данные, приведенные в таблице.
Заключение. Проведенные испытания показали, что смазка, несмотря на хорошие
показатели критической нагрузки Ркр и нагрузки сваривания Рсв, обладает высоким значением показателя износа. Это, в первую очередь, объясняется тем, что входящий в её состав дисульфид молибдена начинает включаться в работу при высоких нагрузках (выше 980 Н).
Одним из путей снижения этого показателя является введение в состав смазки противоизносных присадок на основе ди-алкилдитиофосфата цинка (типа ДФ-11, А-22 и т. п.). Они обеспечат снижение износа пар трения при работе на холостом ходу и незначительных нагрузках.
Таким образом, дальнейшим продолжением данной работы будет являться доработка состава смазки, оптимизация содержания ее компонентов и проведение повторных испытаний с целью улучшения ее эксплуатационных свойств.
Литература
1. Аль-Саади, Д. А. Ю. Совершенствование технологии и устройства для модифицирования пластичных смазок графена-ми [Текст]: дис. ... к-та техн. наук: 05.20.03 / Аль-Саади, Дар Али Юсиф. - Тамбов, 2017. - 187 с.
2. Гайдар, С. М. Исследование эффективности триботехнических препаратов на основе наноматериалов /С. М. Гайдар, М. Ю. Карелина //Грузовик. - 2015. - № 4. - С.17-29.
3. Испытание смазок в Ростове-на-Дону. [Электронный ресурс]. URL: http://vnpplab. ru/ (дата обращения: 01.04.2018).
Результаты испытаний
Показатель Оборудование Единица измерения Метод испытания (НД) Результат испытания
1. Пенетрация при +25 °С с перемешиванием 60 двойных тактов Пенетрометр «ПН-1М» мм 10-1 ГОСТ 5346-78 метод В 330
2. Вязкость эффективная: Вискозиметр «АКВ-2ЖВ» Пас ГОСТ 7163-84
- при - 20 °С и среднем градиенте скорости деформации 10 с-1 1285
- при 0 °С и среднем градиенте скорости деформации 10 с-1 166
3. Коллоидная стабильность, % отпрессованного масла Аппарат «АКС-1» % ГОСТ 7142-74 метод А с доп. по п.5.4 ТУ 6,15
4. Массовая доля свободной щелочи в пересчете на №ОН - мг КОН/г ГОСТ 6707-76 0,44
5. Температура каплепадения - °С ГОСТ 6793-74 53
6. Испаряемость при 120 °С за 1 час Аппарат «Папок Р» % ГОСТ 9566-74 0,82
7. Трибологические характеристики на четырехшариковой машине трения при +25+5 °С: Машина «ЧМТ-1» ГОСТ 9490-75
- показатель износа мм 0,65
- критическая нагрузка, Ркр Н 1235
- нагрузка сваривания, Рсв Н 4900
- индекс задира Н 787
Нива Поволжья № 4 (49) ноябрь 2018 151
4. Комбайн самоходный зерноуборочный РСM-1 «Вектор»: Инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию [Электронный ресурс]. URL: http:IIwww. bshte. ruIdocI servicesI rsm_101. PDF (дата обращения: 01.04.2018).
5. Пат. 2368653 Российская Федерация, MПК7 d0M 177I00, d0M 125I26. Способ получения пластичных смазок [Текст] !В. И. Колесников, А. П. Сычев, А. В. Лапицкий, И. В. Колесников; заявитель и патентообладатель Колесников В. И., Сычев А. П., Лапиц-кий А. В., Колесников И. В. - № 200714197I04; заявл. 18.12.2007; опубл. 27.09.2009. Бюл. № 27. - 5 с.
6. Пат. 2376343 Российская Федерация, MПК7 d0M 141I08, d0M 135I20, d0M 129I40, d0M 117I04, d0N 10I02, d0N 10I02, Пластичная смазка [Текст] IА. Г. Пономаренко, Г. Г. Чигаренко, Т. А. Ширяева, А. Д. Гарновский, А. С. Бурлов; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Южный федеральный университет», научно-производственное и коммерческое общество с ограниченной ответственностью «Дон-Ивек» - № 2008140999I04; заявл. 15.10.2008; опубл. 20.12.2009. Бюл. № 35. - 4 с.
7. Пат. 2414504 Российская Федерация, MПК7 d0M 125I04, d0N 30I06, Пластичная смазка [Текст] IM. Б. Цетлин, M. Н. Mихеева, Ю. А. Абузин, Е. А. Черняк, С. Ф. Ромашин; заявитель и патентообладатель ФГУ Российский научный центр «Курчатовский институт» -№ 2009147366I04; заявл. 22.12.2009; опубл. 20.03.2011. Бюл. № 8. - 6 с.
8. Пат. 2443765 Российская Федерация, MПК7 d0M 141I08, d0M 125I02, d0M 125I22, d0M 143I06, d0M 135I36, d0M 117I00, d0N 30I06, Смазка для узлов трения подшипников качения и скольжения [Текст] !В. Е. Букин; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет» - № 2010139907I04; заявл. 28.09.2010; опубл. 27.02.2012. Бюл. № 6. - 6 с.
9. Пат. 2630305 Российская Федерация, MПК7 d0M 169I04, d0M 117I02, d0M 101I02, d0N 30I06, Смазка многоцелевая пластическая антифрикционная [Текст] !К. В. Верета, А. С. Дыкин, Т. А. Кочерга, О. Н. Гетманец, Н. А. Черникова; заявитель и патентообладатель ООО «Инновационные технологии смазок» - № 2016105627; заявл. 18.10.2016; опубл. 21.09.2016. Бюл. № 24. - 7 с.
10. Повх, И. С. Влияние рецептурно-технологических факторов на характеристики комплексных литиевых смазок с улучшенными низкотемпературными свойствами [Текст]: дис. ... к-та техн. наук: 05.17.07 I Ирина Сергеевна Повх - Mосква, 2015. - 126 с.
11. Попов, П. С. Влияние состава и свойств дисперсионной среды на качество сульфо-натных пластичных смазок [Текст]: дис. ... к-та техн. наук: 05.17.07 I Павел Станиславович Попов - Mосква, 2016. - 168 с.
12. Смазка Литол-24. [Электронный pecуpс]. URL: http:IIwww. zarechie. ruIcatalogueI lubricantsImulti-purposeIlitol-24. html_(дата обращения: 01.04.2018).
13. Терентьев, В. В. Влияние мезогенной присадки бегената меди на реологические и триботехнические характеристики пластичных смазок [Текст] I В. В. Терентьев, О. Б. Акопова, И. А. Телегин II Жидкие кристаллы и их практическое использование. - 2017. - № 17 (1). -С. 93-100.
14. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: справочник I И. Г. Анисимов, К. M. Бадыштова, С. А. Бнатов [и др.]; под ред. В. M. Школьни-кова. - Изд. 2-е перераб. и доп. - Mосква: Техинформ, 1999. - 596 с.: ил.
15. Шихалев, И. Н. Обоснование параметров и характеристик процесса приготовления пластичных смазок на основе отработанных масел для их использования в сельскохозяйственной технике [Текст]: дис. ... к-та техн. наук: 05.20.03 I Илья Николаевич Шихалев. - Тамбов, 2016. - 220 с.
16. Cao, Z. Corrosion Resistance and Tribological Characteristics of Polyaniline as Lubricating Additive in Grease I Zhengfend Cao, Yanqiu Xia II Journal of Tribology. - 2017. - Vol. 139. - Issue 6.
17. Jayant, S. Development of Nanocomposite Grease: Microstructure, Flow, and Tribological Studies I Singh Jayant, Tandon Naresh, Deepak Kumar II Journal of Tribology. - 2017. - Vol. 139. -Issue 5.
18. Kozdrach, R. The Application of Polyvinilpyrrolidone as a Modifier of Tribological Properties of Lubricating Greases Based on Linseed Oil I Rafat Kozdrach, Jarostaw SkowroDski II Journal of Tribology. - 2018. - Vol. 140. - Issue 6.
UDC 621.892, 665.765
THE STUDY OF EXPERIMENTAL GREASE FOR HEAVILY LOADED FRICTION PAIRS
OF AGRICULTURAL MACHINERY
E. B. Mironov, Ph. D., associate professor
SBEI of HE «Nizhny Novgorod State Engineering and Economic University», Knyaginino, Russia,
t. 89535728212, mironov-e@mail. ru
A significant part of the cost structure of agricultural organizations is fuel, lubricating oils and lubricating greases, the share of the last named is 5-6 % of the total amount of used oil products. At the same time, due to the peculiarities of the production technology and to the use in lubricating grease of expensive and limited resources, such as base oils and functional additives, which are expensive, that's why the cost of operating agricultural equipment ultimately increases.
Currently used lubricating grease (Litol-24 and Solidol-ZH) with a number of significant drawbacks that reduce the life of machine parts and assembly units, especially those operating under high temperatures and considerable loadings.
The paper presents the results of a study of the experimental grease being developed for heavily loaded friction pairs, which will be an alternative to both foreign and domestic lubricants.
Keywords: research, load, lubricating grease, agricultural machinery, friction knit.
References:
1. Al-Saadi, D. A. Yu The improvement of technology and device for modifying greases with gra-phene: dis.... Candidate of Engineering Sciences. Tambov, 2017, 187 p.
2. Gaidar, S. M. The study of the effectiveness of tribotechnical preparations based on nanomaterials. Gruzovik, 2015, № . 4, p. 17-29.
3. Testing of greases in Rostov-on-Don [Electronic resource]. http://vnpplab. ru/ (access date: 01.04.2018).
4. Self-propelled combine harvester RSM-1 «Vector»: Operation and maintenance manual [Electronic resource]. http://www. bshte. ru/doc/services/rsm_101. PDF (access date: 01.04.2018).
5. The patent of the RF № 2368653, IPC7 С10М 177/00, С10М 125/26. The method of obtaining greases. V. I. Kolesnikov, A. P. Sychev, A. V. Lapitsky, I. V. Kolesnikov Publ. 27.09.2009. Bul. № . 27.
6. Patent of the RF № 2376343, IPC7 C10M 141/08, C10M 135/20, C10M 129/40, C10M 117/04, C10N 10/02, C10N 10/02, Plastic grease. A. G. Ponomarenko, G. G. Chigarenko, T. A. Shiryaeva, A. D. Garnovsky, A. S. Burlov Publ. 20.12.2009. Bul. № 35
7. The patent of the RF № 2414504, IPC7 C10M 125/04, C10N 30/06, Plastic grease. M. B. Tsetlin, M. N. Mikheeva, Yu. A. Abuzin, E. A. Chernyak, S. F. Romashin Publ. 20.03.2011. Bul. № 8.
8. The patent of the RF № 2443765, IPC7 С10М 141/08, С10М 125/02, С10М 125/22, С10М 143/06, С10М 135/36, С10М 117/00, C10N 30/06 The grease for friction units of rolling bearings and sliding. V. Е. Bukin Publ. 27.02.2012. Bul. № 6.
9. The patent of the RF № 2630305, IPC7 С10М 169/04, С10М 117/02, С10М 101/02, C10N 30/06, Multi-purpose lubricating antifriction grease. K. V. Vereta, A. S. Dykin, T. A. Kocherga, О. N. Getmanets, N. A. Chernikova Publ. 21.09.2016. Bul. № 24.
10. Povkh, I. S. The influence of prescription-technological factors on the characteristics of complex lithium greases with improved low-temperature properties: dis.... Candidate of Engineering Sciences. Moscow, 2015, 126 p.
11. Popov, P. S. The influence of the composition and properties of the dispersion medium on the quality of sulphonate greases: dis.... Candidate of Engineering Sciences. Moscow, 2016, 168 p.
12. Litol-24 grease [Electronic resource]. http://www. zarechie. ru/catalogue/lubricants/multi-purpose/litol-24. html (access date: 01.04.2018).
13. Terentyev, V. V. The influence of mesogenic copper behenate additive on the rheological and tribological characteristics of greases. Liquid crystals and their practical use, 2017, № 17 (1), p. 93-100.
14. Fuels, lubricants, technical fluids. Assortment and application: reference. By ed. V. M. Shkolnikov. Moscow: Techinform, 1999, 596 p.
15. Shikhalev, I. N. The justification of the parameters and characteristics of the process of making
greases based on waste oils for their use in agricultural machinery: dis.... Candidate of Engineering
Sciences. Тамбов, 2016, 220 p.
16. Cao, Z. Corrosion Resistance and Tribological Characteristics of Polyaniline as Lubricating Additive in Grease / Zhengfend Cao, Yanqiu Xia // Journal of Tribology. - 2017. - Vol. 139. - Issue 6.
17. Jayant, S. Development of Nanocomposite Grease: Microstructure, Flow, and Tribological Studies / Singh Jayant, Tandon Naresh, Deepak Kumar // Journal of Tribology. - 2017. - Vol. 139. -Issue 5.
18. Kozdrach, R. The Application of Polyvinilpyrrolidone as a Modifier of Tribological Properties of Lubricating Greases Based on Linseed Oil / Rafat Kozdrach, Jarostaw Skowronski // Journal of Tribology . - 2018. - Vol. 140. - Issue 6.
Нива Поволжья № 4 (49) ноябрь 2018 153
