CC BY
40
УДК 620.197:631.3 DOI: 10.32786/2071-9485-2019-01-46
НОВАЯ ЗАЩИТНАЯ СМАЗКА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ
NEW PROTECTIVE LUBRICANT FOR STORAGE OF AGRICULTURAL MACHINERY
Н.В. Степанов, кандидат технических наук С.Н. Шуханов, доктор технических наук
N.V. Stepanov, S.N. Shukhanov
ФГБОУ ВО «Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского»,
г. Иркутск
FGBOOU WAUGH «Irkutsk state agricultural university to them. A.A. Ezhevsky», Irkutsk
Развитие агропромышленного комплекса на современном этапе предполагает создание технических средств и технологий, работающих на инновационных принципах. Устойчивая, долгосрочная и безотказная работа сельскохозяйственной техники во многом зависит от ее надлежащего технического обслуживания, ремонта и хранения. Обзор литературных источников и патентный поиск современных защитных масел для хранения агроинженерных систем технического обеспечения АПК позволил разработать новую защитную смазку. Проведенными исследованиями доказано, что повышение эффективности противокоррозионной зашиты деталей сельскохозяйственной техники в условиях открытого хранения в нерабочий период может быть достигнуто за счет применения разработанной защитной смазки из отработанных автотракторных масел и отходов целлюлозной промышленности. Установлено, что оптимальный состав разработанной защитной композиции, должен содержать компоненты масс в следующем соотношении, %: первый вариант: отработанное моторное масло - 20,0; омыленный таловый пек - 2,0; серная кислота - 0,2; вода - остальное; второй вариант: отработанное моторное масло - 25,0; омыленный таловый пек - 2,5; серная кислота - 0,25; вода - остальное; третий вариант: отработанное моторное масло - 30; омыленный таловый пек - 3,0; серная кислота -0,3; вода - остальное. Достаточной эффективной толщиной пленки защитного покрытия является 0,15 мм, что обеспечивает увеличение защитной способности в 2,73 раза, снижение расходов на консервацию на 20 %, а также повышение производительности труда в 1,5 раза при постановке машин на хранение. Применение смазочных смесей при постановке сельскохозяйственной техники на хранение позволит исключить коррозию за счет высокой адгезии смазок к поверхности деталей. Использование смазочных смесей на основе отходов промышленности таловый пек и отработанных моторных масел позволит отказаться от применения дорогостоящих масел и масляных нефтяных соединений.
Development of agro-industrial complex at the present stage assumes creation of the technical means and technologies working at the innovative principles Steady, long-term and no-failure operation of agricultural machinery in many respects depends on its appropriate maintenance, repair and storage. The review of references and patent search of modern protective oils allowed to develop new protective lubricant for storage of agroengineering systems of technical support of agrarian and industrial complex. By the conducted researches it is proved that increase in efficiency anticorrosive can be sewn up details of agricultural machinery in the conditions of open storage during the non-working period it is reached due to use of the developed protective lubricant from the fulfilled autotractor oils and waste of the cellulose industry. It is established that the optimum structure of the developed protective composition, has to contain components of masses in the ratio, %: the first option: the fulfilled engine oil - 20.0; the saponified tall pitch - 2.0; sulfuric acid - 0.2; water - the rest; the second option: the fulfilled engine oil - 25.0; the saponified tall pitch - 2.5; sulfuric acid - 0.25; water - the rest; the fulfilled engine oil - 30; the saponified tall pitch - 3.0; sulfuric acid - 0.3; water - the rest. Sufficient effective thickness of a film of a protective coating are 0.15 mm that provides increase in protective ability by 2.73 times, decrease in expenses on preservation by 20% and also increase in labor produc-
tivity by 1.5 times at statement of cars on storage. Use of lubricant mixes at statement of agricultural machinery on storage will allow to exclude corrosion due to high adhesion of lubricants to a surface of details. Use of lubricant mixes on the basis of industry waste tall pitch and the fulfilled engine oils will allow to refuse use of expensive oils and oil connections.
Ключевые слова: защитные смазки, коррозия, сельскохозяйственная техника, хранение.
Key words: protective lubricant, corrosion, agricultural machinery, agro-industrial complex, storage.
Введение. Развитие агропромышленного комплекса на современном этапе предполагает создание технических средств и технологий, работающих на инновационных принципах [1-10]. Устойчивая, долгосрочная и безотказная работа сельскохозяйственной техники во многом зависит от ее надлежащего технического обслуживания, ремонта и хранения. Для надежного хранения машин и аппаратов агропромышленного назначения необходимо разработать защитную смазку на уровне патентопригодности.
Материалы и методы. Обзор литературных источников и патентный поиск современных защитных масел для хранения агроинженерных систем технического обеспечения АПК. Испытание защитных свойств смазок и анализ полученных результатов.
Результаты и обсуждение. При эксплуатации сельскохозяйственной техники происходит неуклонное снижение надежности как в процессе использования, так и при хранении. Величина износа зависит от конструктивных особенностей машин, от условий и интенсивности их эксплуатации, от качества изготовления, консервации и условий хранения. ГОСТ 7751-2009 устанавливает требования к подготовке техники к длительному хранению, в том числе обязательную консервацию деталей и составных частей.
Это позволит увеличить долговечность и повысить техническую готовность машин, сократить количество отказов, снизить затраты на эксплуатацию. Установлено, что основными климатическими факторами, влияющими на изменение качественного состояния сельскохозяйственной техники в условиях открытого хранения, являются среднегодовые значения относительной влажности воздуха и концентрации сернистого газа. Они оказывают наиболее существенное влияние на интенсивность коррозионного износа.
Существуют многочисленные варианты классификации ингибиторов коррозии. По действию на процесс коррозии ингибиторы разделяют на анодные и экранирующие. Их можно объединить также в две группы: А - ингибиторы, создающие на поверхности защитную пленку, и Б - ингибиторы, уменьшающие агрессивность среды по отношению к металлу. Могут быть ингибиторы смешанного типа А-Б или Б-А. Каждую из групп можно разделить на три класса: 1 - ингибиторы, тормозящие коррозионный процесс; 2 - ингибиторы, удлиняющие индукционный период коррозии (иммунизаторы); 3 - ингибиторы, пассивирующие поверхность металла вследствие образования на ней защитной пленки.
В настоящее время появился большой класс маслорастворимых ингибиторов, образующих коллоидные растворы в минеральных маслах. Эти ингибиторы не полностью поддаются классификации по данной системе. Исходя из практических результатов применения различных нефтяных защитных покрытий и ингибиторов все ингибиторы для защиты металлов от атмосферной коррозии можно условно разделить на три основные группы: водорастворимые, водомаслорастворимые и маслорастворимые.
Водорастворимые ингибиторы, образующие коллоидные растворы в воде, но не растворяющиеся в минеральных маслах, - это соединения, вырабатывающиеся в химической промышленности и применяющиеся в виде водных и загущенных растворов, порошков и в виде жидкости для пропитки бумаги.
Водомаслорастворимые ингибиторы коррозии растворяются и в воде, и в масле. Растворимость их может быть различной. Водомаслорастворимые ингибиторы - сильные эмульгаторы. В водных средах они способны эмульгировать или даже растворять неполярные углеводородные соединения. Маслорастворимые ингибиторы - вещества: окисленный петролатум, маслорастворимые сульфонаты, нитрованное масло. Эти соединения применяются главным образом для введения в масла и смазки.
Водорастворимые ингибиторы, в свою очередь, по химическому составу делятся на неорганические и органические. Неорганические ингибиторы - нитрат натрия, хрома-ты, фосфаты и силикаты. Неорганические водорастворимые ингибиторы коррозии -сильные пассиваторы металла. Они переводят двухвалентные соединения железа, олова, меди в трехвалентные окисные соединения, создающие защитные пассивирующие пленки. Органических водорастворимых ингибиторов атмосферной коррозии известно очень много, но несмотря на их многообразие, все они содержат в молекуле две основные части: органический радикал и активную группу, например NO2, КН2, СO4.
Механизм действия органических ингибиторов коррозии очень сложен, и в результате происходят следующие основные явления: физическая адсорбция ингибиторов на металле; образование защитной пленки коллоидно - дисперсного ингибитора; образование поверхностных химических соединений.
Отработанные моторные масла являются отходами смазочных материалов двигателей и представляют собой высокотоксичные продукты. Повторное использование их осуществляется по нескольким направлениям: добавление отработанного масла и сырой нефти на нефтеперерабатывающих предприятиях, сжигание на энергетических установках в качестве топлива, регенерация с целью повторного применения по прямому назначению и использование для защиты деталей сельскохозяйственной техники от атмосферной коррозии при ее хранении.
Для приготовления композиций на основе эмульсионных смазок нами предлагается использовать отработанное масло автотракторных двигателей и омыленный таловый пек - отходы сульфатно-целлюлозного производства Братского ЛПК (ОСТ 1-13142-82), являющейся поверхностно-активным веществом.
Омыленный талловый пек - побочный продукт сульфатноцеллюлозного производства ЛПК. Таловый пек, которого на Братском ЛПК образуется несколько сотен тонн в год, представляет собой сложную смесь продуктов этерификации гидроксилсо-держащих соединений талового масла (стеарины, фонолы, спирты жирного ряда, спирты смоляные), смоляных и жирных кислот, а также продуктов полимеризации ненасыщенных жирных кислот.
Таловый пек является кубовым остатком при ректификации сырого талового масла. Сырое таловое масло состоит из смеси смоляных и жирных кислот, с содержанием 1 % лигнина. Продуктом ректификации являются дистиллированное таловое масло и канифоль. Количество кубового остатка (таловый пек) составляет 250 кг на 1 тонну сырого талового масла. Он представляет собой твердый гидрофобный продукт с низкой температурой размягчения. Растворимая форма талового пека (омыленный) осуществляется обработкой его раствором едкого натрия.
Омыленный талловый пек - твердый продукт в виде непрозрачной темно-коричневой массы, размягчающейся при нагревании, полностью растворяющейся в воде, щелочных растворах. Содержит натриевые мыла смоляных и жирных кислот и не-омыляемые вещества. Температура размягчения 40 °С, щелочность составляет 3-10 %, пенообразующая способность не менее 60 мл. Концентрация водных растворов омыленного талового пека при отдельном дозировании составляет 1,006 г/см'. Хранят омыленный таловый пек при температуре выше 10 °С.
Введение в обработанное моторное масло омыленного талового пека обеспечивает получение стабильной эмульсии за счет наличия в составе смоляных и жирных кислот. В результате реакций компонентов и серной кислоты образуются натриевые мыла, которые являются гидрофильными эмульгаторами и дают эмульсию типа водо-маслорастворимых ингибиторов коррозии.
Смазку готовили путем эмульгирования расчетных компонентов в отработанном моторном масле, при комнатной температуре с механическим перемешиванием в лопастном смесителе до получения однородной пасты. Продолжительность приготовления составляет 10-20 минут.Смазка на основе обработанных моторных масел по консистенции представляет собой пасту серовато-желтого цвета, легко наносимую на поверхность деталей кистью или разбрызгиванием. Смазка обладает высокой адгезией к поверхности металлических деталей и обеспечивает нанесение смазки равномерным тонким слоем как в холодном, так и в горячем состояниях.
Ниже представлены варианты разработанной смазки, позволяющие исключить коррозию на поверхностях деталей сельскохозяйственной техники, при следующем соотношении компонентов, масс. %
1 2 3
Отработанное моторное масло 20,0 25,0 30,0;
Омыленный таловый пек 2.0 2,5 3,0;
Серная кислота 0,2 0,25 0,30
Вода Остальное
Все компоненты, кроме отработанного моторного масла, используются в виде водных растворов. При приготовлении смазки рекомендуется следующая последовательность загрузки составляющих компонентов: омыленный таловый пек + отработанное моторное масло + серная кислота вместе с расчетным количеством воды. После длительного хранения смазку необходимо перемешивать в течение 1 -2 минут. 1
0,9
ГМ § 0,8
0,7
™ 0,6
{5 0,5 (и
^ 0,4 £
О. 0,3 ф
О 0,2
а
од
0 Т-1-1-1-1-1-1
120 240 360 480 600 720
Время испытания в везерометре , час Рисунок - Коррозионный износ защитных смазочных покрытий при испытании в камере везерометра в течение 720 часов: 1 - отработанное моторное масло; 2 - смазка К-17; 3 - смазка НГ-204; 4 - отработанное моторное масло + омыленный таловый пек + серная кислота + вода
***** ИЗВЕСТИЯ *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
№ 1 (53) 2019
Перед проведением производственных испытаний смазки были проведены ускоренные лабораторные испытания. Исследования проводились в камере везерометра АВК-2, где защитные смазки подвергались интенсивному воздействию факторов, имеющих место при длительном хранении машин на открытых площадках. На рисунке приведены результаты испытаний различных видов смазок.
Проведенные испытания по выявлению защитной способности масел и их смесей показывают высокий коэффициент защитной способности К=0.92-0,97 (таблица). Эти смазки могут быть рекомендованы и использованы для защиты от коррозии сельскохозяйственной техники при хранении на открытых площадках.
Таблица - Результаты коррозионных испытанных и защитных свойств смазок
Наименование смазочного покрытия на образцах Коррозионный износ за 720 часов испытаний в камере везерометра. г/ дм2 Коэффициент защитной способности. К защ.
Отработанное моторное масло 0,97 0,12-0,35
Смазка К-17; К-19 0,70 0,47-0, 57
Смазка НГ -204 0,55 0,65-0.71
ОММ+OTП+H2SO4+H2O 0,23 0,92-0,97
Процессом торможения электродного механизма атмосферной коррозии является введение в отработанные масла пассивирующих веществ. В данном случае в составе смазки используется омыленный талловый пек.
Заключение. Проведенными исследованиями доказано, что повышение эффективности противокоррозионной зашиты деталей сельскохозяйственной техники в условиях открытого хранения в нерабочий период может быть достигнуто за счет применения разработанной защитной смазки из отработанных автотракторных масел и отходов целлюлозной промышленности.
Установлено, что оптимальный состав разработанной защитной композиции должен содержать компоненты масс в следующем соотношении, %:
1 2 3
Отработанное моторное масло 20,0 25,0 30,0;
Омыленный таловый пек 2.0 2,5 3,0;
Серная кислота 0,2 0,25 0,30
Вода Остальное
Достаточной эффективной толщиной пленки защитного покрытия является 0,15 мм, что обеспечивает увеличение защитной способности в 2,73 раза, снижение расходов на консервацию на 20 %, а также повышение производительности труда в 1,5 раза при постановке машин на хранение.
Применение смазочных смесей при постановке сельскохозяйственной техники на хранение позволит исключить коррозию за счет высокой адгезии смазок к поверхности деталей. Использование смазочных смесей на основе отходов промышленности: талового пека и отработанных моторных масел - позволит отказаться от применения дорогостоящих масел и масляных нефтяных соединений.
Экономические расчеты и результаты производственных испытаний показывают, что использование защитой композиции активного действия в качестве единого консервационного материала защиты деталей сельскохозяйственной техники от атмосферной коррозии повышает защитную способность и дает значительную экономию средств на постановку машин на хранение на открытых площадках.
Библиографический список
1. Алтухов, И.В. Экспериментальная ИК - установка для сушки плодов и овощей [Текст]/ И.В. Алтухов, В.Д. Очиров, В.А. Федотов // Вестник ИрГСХА. - 2017. - № 81-2. - С. 90-96.
2. Алтухов, С.В. Анализ гидродинамических характеристик распылителей форсунок ДВС [Текст]/ С.В. Алтухов, С.Н. Шуханов // Тракторы и сельхозмашины. - 2018. - № 3. - С. 3-6.
3. Болоев, П.А. Ресурсосберегающие технологии возделывания зерновых культур в условиях Восточной Сибири [Текст]/ П.А. Болоев, С.Н. Шуханов, Г.Н. Поляков // Аграрный научный журнал. - 2015. - № 10. - С. 31-34.
4. Болоев, П.А. Оценка глубины заделки семян зерновых культур посевными комплексами [Текст]/ П.А. Болоев, Г.Н. Поляков, С.Н. Шуханов // Пермский аграрный вестник. -2016. - 1 (13). - С. 45-50.
5. Бутенко, А.Ф. Экспериментальное определение параметров активного питателя ленточного метателя зерна [Текст] / А.Ф. Бутенко, А.В. Асатурян, С.М. Чепцов // Вестник АПК Ставрополья. - 2015. - № 1 (17). - С. 17-21.
6. Бутенко А.Ф. К обоснованию эффективности использования комбинированного ленточного метателя зерна [Текст]/ А.Ф. Бутенко, А.В. Асатурян // Международный технико-экономический журнал. - 2018. - № 1. - С. 80-86.
7. Поляков, Г.Н. Оценка качества семян с помощью комплексного показателя [Текст]/ Г.Н. Поляков, С.Н. Шуханов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2016. - № 5 (61). - С. 60-62.
8. Сухаева, А.Р. Состояние вопроса самонагревания хлебной массы в скирдах [Текст]/ А.Р. Сухаева, С.Н. Шуханов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2018. - № 3 (71). - С. 165-167.
9. Шуханов, С.Н. Определение концентрации газа в смазочном материале трансмиссий энергонасыщенных тракторов сельскохозяйственного назначения [Текст]/ С.Н. Шуханов // Тракторы и сельхозмашины. - 2017. - № 8. - С. 37-40.
10. Шуханов, С.Н. Усовершенствованный способ возделывания корнеплодов в сухо-степной зоне [Текст]/ С.Н. Шуханов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2018. - № 1 (69). - С. 112-113.
11. Шуханов, С.Н. Совершенствование измельчителя корнеплодов [Текст]/ С.Н. Шуханов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2018. - № 14(72). -С.185-186.
12. Nuralin, B. Constructive - regine parameters of rotor - brush cleaner for tuberous foots dry cleaning [Текст]/ B. Nuralin, A. Bakushev, M. Janaliev, Z. Kubashev, N. Omarova, V. Zakharov // Jornal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. - 2018. - Т. 40. - № 2. - Р. 113.
Reference
1. Altuhov, I. V. Jeksperimental'naya IK - ustanovka dlya sushki plodov i ovoschej [Tekst]/ I. V. Altuhov, V. D. Ochirov, V. A. Fedotov // Vestnik IrGSXA. - 2017. - № 81-2. - P. 90-96.
2. Altuhov, S. V. Analiz gidrodinamicheskih harakteristik raspylitelej forsunok DVS [Tekst]/ S. V. Altuhov, S. N. Shuhanov // Traktory i sel'hozmashiny. - 2018. - № 3. - P. 3-6.
3. Boloev, P. A. Resursosberegayuschie tehnologii vozdelyvaniya zernovyh kul'tur v uslovi-yah Vostochnoj Sibiri [Tekst]/ P. A. Boloev, S. N. Shuhanov, G. N. Polyakov // Agrarnyj nauchnyj zhurnal. - 2015. - № 10. - P. 31-34.
4. Boloev, P. A. Ocenka glubiny zadelki semyan zernovyh kul'tur posevnymi kompleksami [Tekst]/ P. A. Boloev, G. N. Polyakov, S. N. Shuhanov // Permskij agrarnyj vestnik. - 2016. - 1 (13). -P. 45-50.
5. Butenko, A. F. jeksperimental'noe opredelenie parametrov aktivnogo pitatelya lentochnogo metatelya zerna [Tekst] / A. F. Butenko, A. V. Asaturyan, S. M. Chepcov // Vestnik APK Stav-ropol'ya. - 2015. - № 1 (17). - P. 17-21.
6. Butenko A. F. K obosnovaniyu jeffektivnosti ispol'zovaniya kombinirovannogo lentochnogo metatelya zerna [Tekst]/ A. F. Butenko, A. V. Asaturyan // Mezhdunarodnyj tehniko-jekonomicheskij zhurnal. - 2018. - № 1. - P. 80-86.
7. Polyakov, G. N. Ocenka kachestva semyan s pomosch'yu kompleksnogo pokazatelya [Tekst]/ G. N. Polyakov, S. N. Shuhanov // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2016. - № 5 (61). - P. 60-62.
8. Suhaeva, A. R. Sostoyanie voprosa samonagrevaniya hlebnoj massy v skirdah [Tekst]/ A. R. Suhaeva, S. N. Shuhanov // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. -2018. - № 3 (71). - P. 165-167.
9. Shuhanov, S. N. Opredelenie koncentracii gaza v smazochnom materiale transmissij jener-gonasyschennyh traktorov sel'skohozyajstvennogo naznacheniya [Tekst]/ S. N. Shuhanov // Traktory i sel'hozmashiny. - 2017. - № 8. - P. 37-40.
10. Shuhanov, S. N. Usovershenstvovannyj sposob vozdelyvaniya korneplodov v suhostepnoj zone [Tekst]/ S. N. Shuhanov // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. -2018. - № 1 (69). - P. 112-113.
11. Shuhanov, S. N. Sovershenstvovanie izmel'chitelya korneplodov [Tekst]/ S. N. Shuhanov // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2018. - № 14(72). - P. 185-186.
12. Nuralin, B. Constructive - regine parameters of rotor - brush cleaner for tuberous foots dry cleaning [Tekst]/ B. Nuralin, A. Bakushev, M. Janaliev, Z. Kubashev, N. Omarova, V. Zakharov // Jornal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. - 2018. - T. 40. - № 2. - P. 113.
E-mail: [email protected]
УДК 620.193:629.3.083.5 DOI: 10.32786/2071-9485-2019-01-47
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОЙКИ ДЕТАЛЕЙ ПРИ РЕМОНТЕ АВТОМОБИЛЕЙ
INCREASE THE EFFICIENCY OF WASHING DETAILS DURING
REPAIRING CARS
В.В. Быков1, доктор технических наук, профессор Б.П. Загородских2, доктор технических наук, профессор Ш.В. Садетдинов3, доктор химических наук, профессор В.М. Юдин4, доктор технических наук, профессор
V.V. Bykov1, B.P. Zagorodskikh2, Sh.V. Sadetdinov3, V.M. Yudin4
1 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова 3 Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары 4Российский государственный аграрный заочный университет, г. Балашиха
IMoscow State Technical University named after N.E. Bauman 2Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavilova 3Chuvash State University. I.N. Ulyanova, Cheboksary, 4Russian State Agrarian Correspondence University, Balashikha
Для удаления различных загрязнений с поверхности деталей при ремонте агрегатов раньше использовали нефтепродукты, что приводило к загрязнению окружающей среды и нерациональному использованию природных ресурсов. В настоящее время в ремонтном производстве для мойки деталей в моечных машинах и установках различного типа применяют синтетические моющие средства (СМС) Тракторин, МЛ-51, МЛ-52, Лабамид-101, Лабамид-202, Лабамид-203, Лабамид-204, AM-15, Аэрол, МС-6, МС-8, Темп и др. Однако они обладают низким пассивирующим действием по отношению к очищаемой поверхности и нуждаются в повышении противокоррозионных свойств. Для решения этой проблемы в работе разработаны новые составы технических моющих препаратов на основе амидоборатного соединения (тетра-формамидпентаборат аммония - ТФПА), полученного исследованием системы пентаборат аммония - формамид - вода при 25 °С. Результаты испытаний моющей способности 3 %-х растворов AM-15, МЛ-52 и МС-6 и составов с добавкой пентабората аммония, формамида и ново-
