Научная статья на тему 'ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ УЛЬТРАЗВУКА НА СМАЗОЧНЫЕ СВОЙСТВА МОТОРНЫХ МАСЕЛ И ИЗНОС УЗЛОВ ТРЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ УЛЬТРАВУКОВОЙ ОБРАБОТКЕ МАСЕЛ'

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ УЛЬТРАЗВУКА НА СМАЗОЧНЫЕ СВОЙСТВА МОТОРНЫХ МАСЕЛ И ИЗНОС УЗЛОВ ТРЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ УЛЬТРАВУКОВОЙ ОБРАБОТКЕ МАСЕЛ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
118
25
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МОТОРНОЕ МАСЛО / УЛЬТРАЗВУК / ЧАСТОТА / КОЭФФИЦИЕНТ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ / ИЗНОС ПАР ТРЕНИЯ

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Симдянкин Аркадий Анатольевич, Успенский Иван Алексеевич, Слюсарев Михаил Николаевич

Проблема и цель. Целью настоящего исследования является оценка влияния частоты ультразвука на смазочные свойства моторных масел и износ узлов трения двигателей при ультразвуковой обработке масел. Методология. Предметом исследований является ультразвуковая обработка моторных масел и вызываемые ею изменения износа узлов трения. Были проведены следующие эксперименты: оценка влияния частоты ультразвука на изменение коэффициента поверхностного натяжения моторных масел при их ультразвуковой обработке; оценка влияния частоты ультразвуковой обработки смазки на износ образцов пар трения при износных испытаниях образцов на машине трения 2070 СМТ1М. Обработка моторного масла ультразвуком проводилась с помощью экспериментального устройства для генерации ультразвука переменной частоты. Обработке подвергались моторные масла: масло моторное «LukoilDIESELOIL» 10W-40 минеральное; масло моторное «SHELL Helix HX7 Diesel» 10W-40 полусинтетическое; масло моторное «ZIC X7 Diesel» 10W-40 синтетическое. Результаты. Были получены расчетно-экспериментальные зависимости коэффициента поверхностного натяжения от частоты ультразвукового сигнала для минерального, полусинтетического и синтетического моторных масел, а также зависимости фактора износа образцов пар трения от частоты ультразвука для синтетического моторного масла. Определен диапазон частот ультразвука (17-44 кГц), при котором ультразвуковая обработка синтетического моторного масла дает наибольшее снижение износа пар трения Заключение. На основании проведенных исследований рекомендуется проводить обработку моторного масла ультразвуком в диапазоне частот от 17 до 44 кГц. Рекомендуется также продолжение работ по доработке устройства для генерации ультразвука оптимальной частоты и адаптации его в систему смазки реальных дизельных автотракторных двигателей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Симдянкин Аркадий Анатольевич, Успенский Иван Алексеевич, Слюсарев Михаил Николаевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ESTIMATION OF THE INFLUENCE OF ULTRASONIC PARAMETERS ON LUBRICATING PROPERTIES OF ENGINE OILS AND THE WEAR OF ENGINE FRICTION UNITS WHEN ULTRASONIC OIL TREATMENT

Problem and purpose. The purpose of this study was to assess the effect of ultrasound frequency on lubricating properties of engine oils and the wear of friction units of engines when ultrasonic treatment of oils. Methodology. The subject of the research was the ultrasonic treatment of engine oils and the changes in the wear of friction units caused by it. The following experiments were carried out: evaluation of the effect of the ultrasound frequency on the change in the surface tension coefficient of motor oils when their ultrasonic treatment; evaluation of the effect of the frequency of ultrasonic treatment of the lubricant on the wear of samples of friction pairs during wear tests of samples on a 2070 SMT 1M friction machine. Ultrasonic treatment of engine oil was carried out using an experimental device for generating ultrasound of variable frequency. The following engine oils were processed: motor oil"Lukoil DIESEL OIL" 10W-40 mineral; motor oil "SHELL Helix HX7 Diesel" 10W-40 semi-synthetic and motor oil "ZIC X7 Diesel" 10W-40 synthetic. Results. Authors got calculated and experimental dependences of the surface tension coefficient on the frequency of an ultrasonic signal for mineral, semi-synthetic and synthetic motor oils, as well as the dependence of the wear factor of samples of friction pairs on the frequency of ultrasound for synthetic engine oil. The frequency range of ultrasound (17-44 kHz) was determined, in which the ultrasonic treatment of synthetic motor oil gave the greatest reduction in the wear of friction pairs. Conclusion. Based on the studies carried out, it is recommended to treat engine oil with ultrasound in the frequency range from 17 to 44 kHz. It is also recommended to continue work on improving the device for generating ultrasound of the optimal frequency and adapting it to the lubrication system of real diesel automotive engines.

Текст научной работы на тему «ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ УЛЬТРАЗВУКА НА СМАЗОЧНЫЕ СВОЙСТВА МОТОРНЫХ МАСЕЛ И ИЗНОС УЗЛОВ ТРЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ УЛЬТРАВУКОВОЙ ОБРАБОТКЕ МАСЕЛ»

15. Properties of rapeseed oil for use as a diesel fuel extender / K. McDonnell, S. Ward, J. Leahy, P. McNulty. //Journal of the American Oil Chemists' Society. - 1999. - № 76(5). - Р. 539-543. - DOI: 10.1007/ s11746-999-0001-y

16. Tucki K., Mruk R., Orynycz O., Gola A. The Effects of Pressure and Temperature on the Process of Auto-Ignition and Combustion of Rape Oiland Its Mixtures. //Sustainability. 2019; № 11(12), 3451. https://doi. org/10.3390/su11123451

17.Williams F.A. Combustion theory / F. A. Williams - Benjamin/Cummings : Menlo Park, 1984. https:// behineh-sazan.ir/wp-content/uploads/2016/12/Williams-F.A.-Combustion-Theory-2ed.-Benjamin-Pub.-1985. pdf (дата обращения: 26.10.2019).

18. Yang J., Golovitchev V.I., Lurbe P.R., Safnchez J.JL. Chemical Kinetic Study of Nitrogen Oxides Formation Trends in Biodiesel Combustion. //International Journal of Chemical Engineering. 2012:1-22. Available from: DOI: 10.1155/2012/898742

УДК 621.43 DOI 10.36508/RSATU.2021.49.1.023

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ УЛЬТРАЗВУКА НА СМАЗОЧНЫЕ СВОЙСТВА МОТОРНЫХ МАСЕЛ И ИЗНОС УЗЛОВ ТРЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ УЛЬТРАВУКОВОЙ ОБРАБОТКЕ МАСЕЛ

СИМДЯНКИН Аркадий Анатольевич, д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры технической эксплуатации транспорта (ТЭТ), [email protected]

УСПЕНСКИЙ Иван Алексеевич, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой ТЭТ, ivan.uspensckij@ yandex.ru

СЛЮСАРЕВ Михаил Николаевич, соискатель, кафедра ТЭТ, [email protected] Рязанский государственный агротехнологический университет им.П.А. Костычева

Проблема и цель. Целью настоящего исследования является оценка влияния частоты ультразвука на смазочные свойства моторных масел и износ узлов трения двигателей при ультразвуковой обработке масел.

Методология. Предметом исследований является ультразвуковая обработка моторных масел и вызываемые ею изменения износа узлов трения. Были проведены следующие эксперименты: оценка влияния частоты ультразвука на изменение коэффициента поверхностного натяжения моторных масел при их ультразвуковой обработке; оценка влияния частоты ультразвуковой обработки смазки на износ образцов пар трения при износных испытаниях образцов на машине трения 2070 СМТ1М. Обработка моторного масла ультразвуком проводилась с помощью экспериментального устройства для генерации ультразвука переменной частоты. Обработке подвергались моторные масла: масло моторное «LukoilDIESELOIL» 10W-40 минеральное; масло моторное «SHELL Helix HX7 Diesel» 10W-40 полусинтетическое; масло моторное «ZIC X7 Diesel» 10W-40 синтетическое. Результаты. Были получены расчетно-экспериментальные зависимости коэффициента поверхностного натяжения от частоты ультразвукового сигнала для минерального, полусинтетического и синтетического моторных масел, а также зависимости фактора износа образцов пар трения от частоты ультразвука длясинтетического моторного масла.Определен диапазон частот ультразвука (17-44 кГц), при котором ультразвуковая обработка синтетического моторного масла дает наибольшее снижение износа пар трения

Заключение. На основании проведенных исследований рекомендуется проводить обработку моторного масла ультразвуком в диапазоне частот от 17 до 44 кГц. Рекомендуется также продолжение работ по доработке устройства для генерации ультразвука оптимальной частоты и адаптации его в систему смазки реальных дизельных автотракторных двигателей.

Ключевые слова: моторное масло, ультразвук, частота, коэффициент поверхностного натяжения, износ пар трения.

Введение

Эффективность современного сельского хозяйства во многом зависит от надежности сельхозтехники, которая определяется износом узлов трения. Наиболее остро вопрос износостойкости узлов трения стоит в двигателях самоходных

сельхозмашин, агрегаты которых работают в условиях большого колебания температур, резкого изменения погодных условий, постоянной тряски, попадания грязи и пыли и пр., что резко уменьшает моторесурс двигателей и повышает стоимость их обслуживания [1,2]. Таким образом, важной

© Симдянкин А. А., Успенский И. А., Слюсарев М. Н., 2021 г

экономической задачей является создание и использование недорогих и эффективных способов снижения износа агрегатов двигателей мобильной сельскохозяйственной техники. В настоящее время известны исследования, посвящённые методам внешних энергетических воздействий на смазку в узлах трения [1], и, в частности, обработке смазки ультразвуком [3-7].Однако ни в одном из известных исследований не дано физическое обоснование влияния поверхностного натяжения смазочных масел на износ пар трения и не получены расчетно-экспериментальные зависимости смазочной способности моторных масел и износа пар трения от частоты ультразвука.Таким образом, на основании вышесказанного, может быть сформулирована цель исследования - получение расчетно-экспериментальных зависимостей смазочной способности моторных масел и износа пар трения от частоты ультразвука.

Краткое физическое обоснование влияния

поверхностного натяжения смазки на смазочную способность и износ пар трения

Рассмотрим режимы смазки агрегатов двигателей мобильной сельхозтехники. Под режимами смазки понимаются факторы работы смазываемых частей механизмов, определяющие их прямое взаимодействие при трении. Различают граничный, смешанный и гидродинамический режимы смазки. Выделяют также трение сухих поверхностей без смазки. Реализацию тех или иных режимов смазки можно приблизительно представить по значению интегральной толщины смазочного слоя (Л) [8, 9]:

(1)

где 1лт|п - толщина смазочного слоя в зоне минимального зазора, мкм; Ra1 и Ra2 - величины шероховатости поверхностей трущихся деталей, мкм.

Зависимость режимов смазки, коэффициента трения, характеристик и свойств смазки (СМ) и трущихся тел от величины Л приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Зависимость режимов смазки, коэффициента трения, характеристик и свойств смазки

(СМ) и трущихся тел от величины Л

Режимы смазки Коэффициент трения Главные характеристики СМ Основные свойства СМ Основные свойства твердого тела Л

Гидродинамическая 0,0001-0,001 Вязкость Ньютоновская жидкость, вязкость независима от давления Абсолютно жесткое и гладкое, износ отсутствует > 3

Смешанная (полу- и жидкостная) 0,08 - 0,15 Вязкость, поверхностная и химическая активность Несжимаемая жидкость, коллоидный раствор активных компонентов Коллоидный растворактив- ных компонентов Упруго-и/или пластически деформируемое, шероховатое 3> Л>1

Граничная 0,1 -0,18 Поверхностная и химическая активность Упруго-и/или пластически деформируемое, шероховатое <1

Высокие температуры, вибрация и другие факторы приводят к тому, что преимущественным режимом смазки автотракторных двигателей становится режим граничного трения. В этом режиме и происходит основной износ трущихся поверхностей [9, 10], причем износ деталей зависит от поверхностной активности моторного масла (его способности создавать граничный смазочный слой). Это и есть смазывающая способность (маслянистость) моторного масла. Смазывающая способность - это взаимное силовое влияние молекул воздуха, смазки и твердого тела на их границе. Экспериментально подтверждено, что смазывающая способность напрямую зависит от коэффициента поверхностного натяжения жидких смазочных масел [11, 12]. Показатель поверхностного натяжения неразрывно связан с явлением адгезии и с краевым углом смачивания.поверхности смазочным маслом. Адгезия обычно оценивается ра-

ботой, которую надо затратить, чтобы разделить жидкость и твердое вещество на поверхности соприкосновения площадью 1 м2. Чем больше данная работа и меньше показатель поверхностного натяжения жидкой смазки, а также краевой угол смачивания, тем лучше смазочное масло смачивает поверхность трения [14]. Работа адгезии вычисляется по формулеДюпре-Юнга:

Wa= а ( 1+^0), (2)

где а - показатель поверхностного натяжения жидкости на границе с воздухом, Н/м;

0 - краевой угол смачивания, град. Явление уменьшения износа трущихся деталей при облучении смазочного масла ультразвуковыми волнами связано с понижением коэффициента его поверхностного натяжения, что позволяет маслу свободно, без дополнительных усилий, распределяться по трущимся поверхностям, образуя при этом пленку оптимальной тол-

щины, позволяющей повышать антифрикционную способность контактирующих поверхностей. Зависимость фрикционных характеристик контактирующих деталей от поверхностного натяжения смазывающих масел объясняется молекулярно-кинетической теорией трения [15].

Методы и материалы Программа исследований включает следующие эксперименты:

- оценка влияния частоты ультразвука на изменение коэффициента поверхностного натяжения моторных масел при их ультразвуковой обработке;

- оценка влияния частоты ультразвуковой обработки смазки на износ образцов пар трения при износных испытаниях образцов на машине трения 2070 СМТ 1М.

Сравнительная оценка методов измерения поверхностного натяжения показала, что для практического измерения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей оптимальны два метода: метод отрыва кольца от поверхности раздела фаз и метод, основанный на счете капель. Эффективность данных методов обусловлена тем, что они просты в аппаратурной реализации и достаточно точны. Определение поверхностного натяжения моторных масел в данном исследовании проводится одновременно двумя методами. Для каждой частоты ультразвука проводятся три измерения коэффициента поверхностного натяжения (каждым из методов). Вычисляется среднеарифметическое значение коэффициента для каждого из методов. Затем вычисляется среднее, которое и записывается в итоговую таблицу. Методика измерения одновременно двумя методами представляет исследователю достаточно точный механизм и сводит к минимуму погрешности измерений, обусловленные конкретным лабораторным оборудованием.

Обработка моторного масла ультразвуком в эксперименте по оценке влияния частоты ультразвука на изменение коэффициента поверхностного натяжения моторных масел производится с помощью экспериментального устройства для генерации ультразвука переменной частоты (рис. 1).

Обработке подвергались моторные масла: масло моторное «LukoilDIESELOIL» 10W-40 минеральное; масло моторное «SHELL Helix HX7 Diesel» 10W-40 полусинтетическое; масло моторное «ZIC X7 Diesel» 10W-40 синтетическое.

Обработка моторного масла ультразвуком при износных испытаниях образцов на машине трения 2070 СМТ 1М производится с помощью экспериментального устройства для генерации ультразвука переменной частоты, причем ультразвуковой излучатель помещается внутрь испытательной камеры машины (рис. 2)

Обработке подвергалось синтетическое дизельное масло «ZIC X7 Diesel» 10W-40. Испытываемые пары трения изготовлены: ролик - из инструментальной легированной штампованной стали Х12Ф1 ГОСТ 5950-2000; колодка - из серого чугуна СЧ-21 ГОСТ 1412-85. Вид изготовленных для испытаний роликов и колодок изображен на

рисунке 3.

Испытания проводились в соответствии с требованиями документов [16, 17]. Интенсивность изнашивания образцов при проведении испытаний узлов трения на машинах трения определяется величиной показателя фактора износа [9, 18,19]:

Рис. 1 - Экспериментальное устройство для генерации ультразвука

где ^ - сумма интенсивностей изнашивания элементов пары;

Роп - оптимальная нагрузка, МПа.

Рис. 2 - Общий вид испытательной камеры машины трения 2070 СМТ 1М

Рис. 3 - Ролики с колодками

Результаты

В результате эксперимента по определению зависимости коэффициента поверхностного натяжения а от частоты ультразвукового сигнала

при мощности ультразвука свыше 25 Вт для минерального, полусинтетического и синтетического моторных масел получен сводный график, представленный на рисунке 4.

а зб

а г

£

34

\

\

■а с о м

■ОПС

32

О 10 20 ЭО АО 50

Частота сигнала Г (кГц)

а с - масло на синтетической основе; а м - масло на минеральной основе; апс - масло на полусинтетической основе Рис. 4 - График зависимости показателя поверхностного натяжения от частоты ультразвуковых волн для минерального, полусинтетического и синтетического дизельных масел

Данные зависимости были описаны следующими функциями:

для минерального масла: а = 37,5; У^1 е [0; 44] для полусинтетического:

(4)

для синтетического:

( 34,3; VF Ё [0; 11,99] а = | -0,377F + 38,71; VF 6 [12; 16,99] I 32,7; VF 6 [17; 43]

(5)

(6)

При этом адекватность полученных уравнений подтверждается критерием Фишера, а максимальная ошибка аппроксимации составляет величину 3,8 %.

Анализ результатов данных исследований показывает: при ультразвуковой обработке синтетического моторного масла «ZIC X7 Diesel» 10W-40 достигается максимальный эффект снижения а(более 5 %) в диапазоне частот сигнала 17-43 кГц и мощности источника ультразвука не менее 25 Вт.

В результате износных испытаний образцов

пар трения установлено, что при обработке синтетического дизельного масла «ZIC X7 Diesel» 10W-40 ультразвуковыми колебаниями с частотами в диапазоне 17-43 кГц, пятипроцентное снижение коэффициента поверхностного натяжения способствует формированию оптимального масляного клина между трущимися контактирующими поверхностями «ролика» и «колодки», что позволяет снизить фактор износа более чем на 27 %. Поэтому для определения износа образцов при обработке синтетического дизельного масла ультразвуковыми колебаниями на частотах более чем 17 кГц в формулу (3) был введен корректирующий коэффициент:

Ф = 0,718-^, ^

Р

гоп

Используя выражение (6), можно предположить, что изменения фактора износа для синтетических масел будут повторять характер изменений показателя поверхностного натяжения в зависимости от частоты колебаний(табл. 1).

График зависимости фактора износа от частоты ультразвука представлен на рисунке 5.

Таблица 2 - Зависимость Ф от частоты ультразвука для синтетического дизельного масла

«ZIC X7 Diesel» 10W-40

F, кГц а, мН/м Ф эксп Ф расч Погрешность, %

Погрешность, % 34,198 1,023 10-10 1,03-10-10 0,68

13 33,822 9,710-11

14 33,446 9,110-11

15 33,07 8,510-11

16 32,694 7,910-11

17 32,318 7,3510-11 7,310-11 -0,68

Рис. 5 - График зависимости значений фактора износа (Фрасч ) от частоты ультразвука для синтетического моторного масла «ZIC X7 Diesel» 10W-40

Тогда:

( 1,023 • Ю"10; VF в [0; 12]

Ф = ] -0,6 • 10_11F + 1,75 ■ 10~1С; VF Е [12; 17] ( 0,718 • 10"10;VF £ [17; 44]

(8)

Заключение

Анализ полученных расчетно-эксперимен-тальных зависимостей смазочной способности моторных масел и износа пар трения от частоты ультразвука позволяет определить диапазон частот ультразвука (17- 44 кГц), при котором ультразвуковая обработка синтетического моторного масла дает наибольшее снижение износа пар трения. На основании результатов исследований можно рекомендовать продолжение работ по доработке устройства для генерации ультразвука оптимальной частоты и адаптации его в систему смазки реальных дизельных автотракторных двигателей.

Список литературы

1. Аметов, В.А. Повышение эксплуатационной надежности агрегатов автотранспортных средств путем контроля и модифицирования смазочных масел: дисс. ... докт. техн. наук: 05.22.10 - Тюмень, 2006. - 382с URL: https://www.elibrary.ru/item. asp?id=15906954

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Кадыров, С.М. Долговечность автотракторных двигателей в условиях Средней Азии / С.М. Кадыров - Ташкент: Укитувчи, 1982. - 272 с URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01001124911

3. Kargin B.S., Anishenko A.S., Kargin S.B., Khiora V.S., Tkachev R.O., Voronina N.A. Investigation of the

vinfluenceofultrasonicvibrationsontheefficiency oftecnologicallibricants. VistnikPriazovskogoderzh avnogotekhnichnogouniversitetu.Tekhnichninauki = Priazovskiy State Tekhnical University Bulletin/ Engineering. 2015; 30-1:136-140. URL: http:// journals/uran.ua/vestnikpgtu_tech/articlt/view/51695

4. A.A. Simdiankin and M.N. Slyusarev.Study of the Influence of the Parametres of Ultrasonic Treament of Motor Oil on the Wear of Friction Paris during the Burn-In Period. /Jornal of Friction and Wear, 2019 Vol. 40, No. 4, pp. 368-373. URL: https://www.elibrary.ru/ item.asp?id=41644445

5.Simdiankin A. A., Uspensky I. A., Byshov N. V., and Slyusarev.M. N. Effect of Ultrasonic Treatment of the Lubricating Oil to the Work Units whith the Residual Effects in the Oil./Jornal of Friction and Wear, 2019 Vol.

40, No. 5, pp.599-606.URL:https://www.researchgate. net/publication/336751729_The_Effect_of_ Ultrasonic_Treatment_of_a_Lubricating_Oil_on_the_ Operation_of_a_Tribological_Assembly_and_the_ Assessment_of_the_Residual_Effects_in_the_Oil

6. Симдянкин, А.А. Оценка влияния ультразвуковой обработки моторного масла на износ пар трения при длительных износных испытаниях[ / А.А. Симдянкин, А.М.Давыдкин, М.Н. Слюсарев, А.М. Земсков // Вестник Мордовского университета, Том. 28, № 4. 2018. - С.583-602 DOI: https:// www.doi.org/10.15507/0236-2910.028.201804.583-602

7. Prakash S., Ghosh A.K. Ultrasonics and colloids. (Monograth).Asia Publishing House, London, 1962. URL: https://openlibrary.org/books/OL272259M/ Ultrasonics_and_colloids

8. Denisov A.S., Danilov I.K., Influence of lubrication conditions on the thickness of the oil layer in the connecting rod bearings of the diesel engine. Vistnik SGTU = Saratov State Technical University Bulletin 2005; 1(6): 74-80. URL: https://cyberleninka. ru/article/n/vliyanie-usloviy-smazki-na-tolschinu-maslyanogo-sloya-v-shatunnyh-podshipnikah-dizelnogo-dvigatelya/viewer

9. Полюшкин, Н.Г. Основы теории трения, износа и смазки. Учебное пособие [Текст] / Н.Г. Полюш-кин.- Красноярск: изд. Красноярск.гос. агр. ун-та, 2013. - 192 с. URL: http://www.kgau.ru/sveden/2017/ mech/metod_350306_16.pdf

10. Виноградов, Г.В. Механизм противоизнос-ного и антифрикционного действия смазочных сред при тяжелых режимах граничной смазки / Г.В. Виноградов, Ю.Я. Полонский // О природе трения твердых тел: сборник научных трудов. - Минск: Наука и техника, 1971. С. 281-304. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01007162801

11.Арчбютт, Л.Л. Трение, смазка и смазочные материалы. Руководство по теории и практике смазки и по методам испытания смазочных материалов / Л.Л. Арчбютт, Р.М. Дилей. -М: Госгоргеол-нефтиздат, 1934. - 703 с. URL: https://search. rsl.ru/ru/record/01009309144

12. Калмыков, В.В. Исследование зависимости смазываемости конструкционных материалов от величины поверхностного натяжения масел/ В.В. Калмыков, Д.А. Мельников, М.С. Горбачева, А.А. Сухарева// Современные наукоемкие технологии. - 2017. - № 6. - С. 47-51.URL: https://www.elibrary.

ru/item.asp?id=29767733

13. Заславский, Ю.С. Трибология смазочных материалов / Ю. С. Заславский - Москва: Химия, 1991. - 240 с. URL: https://search.rsl.ru/ru/ record/01001580855

14. Рогачев М.К. Новые химические реагены и составы технологических жидкостей для добычи нефти. - Уфа: Гилем, 1999. 75 с. URL: https://gse. ua/ru/biblioteka/knigi/322-b-m-steshin.html

15. Крагельский, И.В. Основы расчетов на трение и износ /И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, В.С. Комбалов. - М: Машиностроение, 1977. - 526 с. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01007676293

16. Межгосударственный стандарт ГОСТ 23.224-86 "Обеспечение износостойкости изделий. Методы оценки износостойкости восстановленных деталей" URL: http://docs.cntd.ru/document/

17. Руководство РД 50-662-88 "Методические указания. Методы экспериментальной оценки фрикционной совместимости материалов трущихся сопряжений." / М: Издательство стандартов, 1988. - 31 с. URL: http://docs.cntd.ru/ document/675402208

18. Махкамов К.Х. Расчет износостойкости машин. Учебное пособие. [Текст] / К.Х. Махкамов. - Ташкент: Таш ГТУ, 2002. - 144 с. URL: https://www.studmed.ru/view/mahkamov-kh-raschet-iznosostoykosti-mashin-uchebnoe-posobie_ c4401fbdf08.html?page=1

19. Лужнов, Ю.М. Основы триботехники: учебное пособие [Текст] / Ю.М. Лужнов, В.Д. Александров; под ред. Ю.М. Лужнова. - М: МАДИ, 2013. - 136 с. URL: https://www.elibrary.ru/item. asp?id=21663455

gost-23-224-86

ESTIMATION OF THE INFLUENCE OF ULTRASONIC PARAMETERS ON LUBRICATING PROPERTIES OF ENGINE OILS AND THE WEAR OF ENGINE FRICTION UNITS WHEN ULTRASONIC

OIL TREATMENT

SIimdyankin Arkady A., Doctor of Technical Science, Full Professor, Professor of the Department of Transport Maintenance (TM), [email protected]

Uspenskiy Ivan A., Doctor of Technical Science, Full Professor, Head of the Department of TM, ivan. [email protected]

Slyusarev Mikhail N., Applicant, Department of TM, [email protected] Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev

Problem and purpose. The purpose of this study was to assess the effect of ultrasound frequency on lubricating properties of engine oils and the wear of friction units of engines when ultrasonic treatment of oils. Methodology. The subject of the research was the ultrasonic treatment of engine oils and the changes in the wear of friction units caused by it. The following experiments were carried out: evaluation of the effect of the ultrasound frequency on the change in the surface tension coefficient of motor oils when their ultrasonic treatment; evaluation of the effect of the frequency of ultrasonic treatment of the lubricant on the wear of samples of friction pairs during wear tests of samples on a 2070 SMT1M friction machine. Ultrasonic treatment of engine oil was carried out using an experimental device for generating ultrasound of variable frequency. The following engine oils were processed: motor oil "Lukoil DIESEL OIL" 10W-40 mineral; motor oil "SHELL Helix HX7 Diesel" 10W-40 semi-synthetic and motor oil "ZIC X7 Diesel" 10W-40 synthetic. Results. Authors got calculated and experimental dependences of the surface tension coefficient on the frequency of an ultrasonic signal for mineral, semi-synthetic and synthetic motor oils, as well as the dependence of the wear factor of samples of friction pairs on the frequency of ultrasound for synthetic engine oil. The frequency range of ultrasound (17-44 kHz) was determined, in which the ultrasonic treatment of synthetic motor oil gave the greatest reduction in the wear of friction pairs.

Conclusion. Based on the studies carried out, it is recommended to treat engine oil with ultrasound in the frequency range from 17 to 44 kHz. It is also recommended to continue work on improving the device for generating ultrasound of the optimal frequency and adapting it to the lubrication system of real diesel automotive engines.

Key words: engine oil, ultrasound, frequency, surface tension coefficient, wear of friction pairs.

Literatura

1. Ametov, V.A. Povyshenie ekspluatacionnoj nadezhnosti agregatov avtotransportnyh sredstv putem kontrolya i modificirovaniya smazochnyh masel: diss. ... dokt. tekhn. nauk: 05.22.10 - Tyumen', 2006. -382sURL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=15906954

2. Kadyrov, S.M. Dolgovechnost' avtotraktornyh dvigatelej v usloviyah Srednej Azii / S.M. Kadyrov -Tashkent: Ukituvchi, 1982. - 272 s URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01001124911

3. Kargin B.S., Anishenko A.S., Kargin S.B., Khiora V.S., Tkachev R.O., Voronina N.A. Investigation of the vinfluenceofultrasonicvibrationsontheefficiencyoftecnologicallibricants. VistnikPriazovskogoderzhavnogote

khnichnogouniversitetu.Tekhnichninauki = Priazovskiy State Tekhnical University Bulletin/ Engineering. 2015; 30-1:136-140. URL: http://journals/uran.ua/vestnikpgtu_tech/articlt/view/51695

4. A.A. SimdiankinandM.N. Slyusarev.Study of the Influence of the Parametres of Ultrasonic Treament of Motor Oil on the Wear of Friction Paris during the Burn-In Period. /Jornal of Friction and Wear, 2019 Vol. 40, No. 4, pp. 368-373. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41644445

5.SimdiankinA.A.,UspenskyI.A., ByshovN.V.,andSlyusarev.M.N. Effect of Ultrasonic Treatment of the

Lubricating Oil to the Work Units whith the Residual Effects in the Oil./Jornal of Friction and Wear, 2019 Vol. 40, No. 5, pp. 599-606. URL: https://www.researchgate.net/publication/336751729_The_Effect_ of_Ultrasonic_Treatment_of_a_Lubricating_Oil_on_the_Operation_of_a_Tribological_Assembly_and_the_ Assessment_of_the_Residual_Effects_in_the_Oil

6. Simdyankin, A.A. Ocenka vliyaniya ul'trazvukovoj obrabotki motornogo masla na iznos par treniya pri dlitel'nyh iznosnyh ispytaniyah[/ A.A. Simdyankin, A.M.Davydkin, M.N. Slyusarev, A.M. Zemskov // Vestnik Mordovskogo universiteta, Tom. 28, № 4. 2018. - S.583-602 DOI: https://www.doi.org/10.15507/0236-2910.028.201804.583-602

7. Prakash S., Ghosh A.K. Ultrasonics and colloids. (Monograth).Asia Publishing House, London, 1962. URL: https://openlibrary.org/books/OL272259M/Ultrasonics_and_colloids

8. Denisov A.S., Danilov I.K., Influence of lubrication conditions on the thickness of the oil layer in the connecting rod bearings of the diesel engine. Vistnik SGTU = Saratov State Technical University Bulletin

2005; 1(6): 74-80. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-usloviy-smazki-na-tolschinu-maslyanogo-sloya-v-shatunnyh-podshipnikah-dizelnogo-dvigatelya/viewer

9. Polyushkin, N.G. Osnovy teorii treniya, iznosa i smazki. Uchebnoe posobie [Tekst] /N.G. Polyushkin.-Krasnoyarsk: izd. Krasnoyarsk.gos. agr. un-ta, 2013. - 192 s. URL: http://www.kgau.ru/sveden/2017/mech/ metod_350306_16.pdf

10. Vinogradov, G.V. Mekhanizm protivoiznosnogo i antifrikcionnogo dejstviya smazochnyh sred pri tyazhelyh rezhimah granichnoj smazki / G.V. Vinogradov, YU.YA. Polonskij // O prirode treniya tverdyh tel: sbornik nauchnyh trudov. - Minsk: Nauka i tekhnika, 1971. S. 281-304.URL: https://search.rsl.ru/ru/ record/01007162801

11.Archbyutt, L.L. Trenie, smazka i smazochnye materialy. Rukovodstvo po teorii i praktike smazki i po metodam ispytaniya smazochnyh materialov /L.L. Archbyutt, R.M. Dilej. -M: Gosgorgeolneftizdat, 1934. - 703 s.URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01009309144

12. Kalmykov, V.V. Issledovanie zavisimosti smazyvaemosti konstrukcionnyh materialov ot velichiny poverhnostnogo natyazheniya masel/ V.V. Kalmykov, D.A. Mel'nikov, M.S. Gorbacheva, A.A. Suhareva// Sovremennye naukoemkie tekhnologii. - 2017. - № 6. - S. 47-51. URL: https://www.elibrary.ru/item. asp?id=29767733

13. Zaslavskij, YU.S. Tribologiya smazochnyh materialov / YU. S. Zaslavskij - Moskva: Himiya, 1991. - 240 s.URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01001580855

14. Rogachev M.K. Novye himicheskie reageny i sostavy tekhnologicheskih zhidkostej dlya dobychi nefti. - Ufa: Gilem, 1999. 75 s. URL: https://gse.ua/ru/biblioteka/knigi/322-b-m-steshin.html

15. Kragel'skij, I.V. Osnovy raschetov na trenie i iznos /I.V. Kragel'skij, M.N. Dobychin, KS. Kombalov. - M: Mashinostroenie, 1977. - 526 s. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01007676293

16. Mezhgosudarstvennyj standart GOST 23.224-86 "Obespechenie iznosostojkosti izdelij. Metody ocenki iznosostojkosti vosstanovlennyh detalej" URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-23-224-86

17. Rukovodstvo RD 50-662-88 "Metodicheskie ukazaniya. Metody eksperimental'noj ocenki frikcionnoj sovmestimosti materialov trushchihsya sopryazhenij." / M: Izdatel'stvo standartov, 1988. - 31 s. URL: http:// docs.cntd.ru/document/675402208

18. Mahkamov K.H. Raschet iznosostojkosti mashin. Uchebnoe posobie. [Tekst] / K.H. Mahkamov. -Tashkent: Tash GTU, 2002. -144 s. URL:https://www.studmed.ru/view/mahkamov-kh-raschet-iznosostoykosti-mashin-uchebnoe-posobie_c4401fbdf08.html?page=1

19. Luzhnov, YU.M. Osnovy tribotekhniki: uchebnoe posobie [Tekst] / YU.M. Luzhnov, V.D. Aleksandrov; pod red. YU.M. Luzhnova. - M: MADI, 2013. - 136 s. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21663455

УДК 637.11:636.034 DOI 10.36508/RSATU.2021.49.1.024

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СЪЁМНИКА ДОИЛЬНОГО АППАРАТА

УЛЬЯНОВ Вячеслав Михайлович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой технических систем в АПК, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Косты-чева [email protected]

ХРИПИН Владимир Александрович, канд. техн. наук, доцент кафедры экономики и менеджмента, Академия права и управления ФСИН России, Рязань, [email protected]

ЛУЗГИН Николай Евгеньевич, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры технических систем в АПК, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, П!Шау.

© Ульянов В. М., Хрипин В. А., Лузгин Н. Е., Варавин В. И., Жижнов Д. А., 2021 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.