Научная статья на тему 'Снижение износа трущихся деталей пожарных автомобилей за счет применения высокоэффективных металлсодержащих присадок к маслам'

Снижение износа трущихся деталей пожарных автомобилей за счет применения высокоэффективных металлсодержащих присадок к маслам Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
262
48
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Киселев В. В., Пучков П. В., Топоров А. В.

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

Текст научной работы на тему «Снижение износа трущихся деталей пожарных автомобилей за счет применения высокоэффективных металлсодержащих присадок к маслам»

Однако, хочется подчеркнуть, что станции VSAT не являются альтернативой BGAN - они должны являться наращиванием сил и средств связи при ЧС.

Список использованной литературы

1. Руководящий документ отрасли. РД. 45. 412 - 2003 Станции спутниковой связи типа VSAT Ku - диапазона частот. Общие технические требования и методы испытаний.

2. «Малые спутники в сетях связи и вещания» Г.А. Ефремов, В.В. Витер, А.А. Липатов, О.С. Тихонов Журнал «Технологии и средства связи», 2009. - № 3

3. Оценка эффективности использования стандарта DVB-S2 для спутниковых систем связи А.Б. Ефимов, В.П. Белькович, Журнал «Электросвязь», 2008. - № 10.

4. «Спутниковые технологии VSAT и информационная безопасность сети» А. Гладченков. Журнала Lan, 2007. - № 9.

5. Современное оборудование земных станций. Проблемы выбора и эксплуатации. В. БОБКОВ, Журнал «Connect», июль, 2007.

6. Зарубежные производители VSAT-систем на российском рынке Г.В. Паутов, Журнал Connect, 2006. - № 12.

СНИЖЕНИЕ ИЗНОСА ТРУЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ ПРИСАДОК К МАСЛАМ

В.В. Киселев, доцент, к.т.н., доцент П.В. Пучков, старший преподаватель, к.т.н.

А.В. Топоров, старший преподаватель, к.т.н.

Ивановский институт ГПС МЧС России, г.Иваново

В настоящее время в подразделениях ГПС МЧС России эксплуатируется более 14000 основных пожарных автомобилей, более 3000 специальных пожарных автомобилей и 13000 единиц оперативно -служебного транспорта. Одновременно на вооружении у подразделений находится более 200 наименований пожарно-технического вооружения и аварийно-спасательного оборудования. И все это перечисленное оборудование следует содержать в надлежащем порядке, обеспечивая его надежность и нормативный срок службы.

Повышение надежности автотранспортных средств, используемых в системе МЧС и в любой другой сфере, является важной хозяйственной

задачей. Результаты анализа эксплуатационных испытаний пожарных автомобилей на пробегах, близких к капитальному ремонту, в качестве основной причины отказов указывают на преждевременный износ трущихся поверхностей. При этом 45% отказов двигателя, 83% сцепления, 98% карданной передачи, 73% заднего моста, 58% переднего моста и 79% рулевого управления происходят вследствие износа ограниченного количества быстроизнашивающихся деталей. Поддержание имеющейся пожарной техники в исправном состоянии, проведение ее ремонта и технического обслуживания требуют больших материальных затрат. Общая задача повышения долговечности автомобиля в большинстве случаев сводится к увеличению износостойкости отдельных деталей, лимитирующих надежность узлов, систем и всего агрегата в целом.

Не секрет, что интенсивно используемая автомобильная техника подвержена негативным воздействиям ряда факторов. Это и неустановившийся режим работы, и реверс, и вибрации, и возможность попадания абразивных частиц в зону контакта трущихся поверхностей, и разнообразие внешних условий эксплуатации, вызванное как переменными нагрузками, так и изменениями в окружающей среде, - все это приводит к существенному повышению интенсивности изнашивания трущихся поверхностей деталей машин.

Применительно к пожарной технике эта проблема наиболее актуальна, поскольку в данной сфере двигатели пожарных и аварийно-спасательных автомобилей кроме транспортного режима эксплуатируются еще и в стационарном режиме в качестве привода на исполнительный агрегат, кроме того, они работают и без нагрузки в режиме прогрева и при смене караула во время проведения ежедневного технического осмотра. Изнашивание деталей приводит к ухудшению технических характеристик механизмов, снижению скорости движения пожарных автомобилей, подачи и напора, развиваемых пожарными насосами. Все это приводит к преждевременной постановке автомобилей на техническое обслуживание или ремонт.

Наиболее действенным и эффективным методом борьбы с износом является использование в узлах трения качественных смазочных материалов. На практике часто складывается ситуация, когда для пожарных автомобилей стоимостью в сотни тысяч рублей в качестве смазочного материала для деталей узлов механизма используют в лучшем случае солидол, в то время как в обычных легковых автомобилях применяют дорогие высококачественные смазочные материалы. Стоимость смазочного материала ничтожно мала по сравнению со стоимостью узлов механизмов, а польза, которую можно получить при использовании хорошего смазочного материала, может быть огромна.

Для решения вопроса улучшения триботехнических свойств применяемых смазочных материалов в пожарной технике была

разработана и исследована металлоплакирующая присадка, представляющая собой стеараты меди и олова насыщенных и ненасыщенных жирных кислот растительных масел. Медь и олово в стеарате находятся в виде комплекса, который разрушается с выделением химически чистой меди и олова только в зоне трения, где присутствуют нормальные и сдвигающие нагрузки и повышение температуры. Химически чистые медь и олово очень активны и практически мгновенно восстанавливаются на металлических поверхностях деталей узлов трения, предотвращая непосредственный контакт поверхностей деталей пары трения.

Разработанная присадка хорошо растворима в минеральных и полусинтетических маслах, не выпадает в осадок и не задерживается фильтрами. Эффект безызносности в узлах трения достигается благодаря введению в зону трения масел с присадками, содержащими металлические компоненты.

Действие разработанной присадки основано на явлении избирательного переноса, связанного с формированием на поверхности металла тончайших пленок меди и других мягких металлов, которое позволяет в некоторых случаях добиться минимального износа. Избирательный перенос при трении (эффект безызносности) - явление, по своему характеру противоположное изнашиванию: если при изнашивании во время трения все процессы в зоне контакта сводятся к разрушению поверхности, то процессы при избирательном переносе носят созидательный характер: они необратимы и относятся к самоорганизующимся процессам неживой природы.

За последние четверть века использование избирательного переноса значительно расширилось. Стремление создать материалы для работы в узлах трения машин, реализующие процесс несамопроизвольного восстановления ионов металлов на металлической поверхности и обладающие комплексом положительных свойств, привело к обилию разработок металлосодержащих присадок. В настоящее время трудно указать область машиностроения, в которой избирательный перенос не был бы применен или апробирован.

Образующаяся пленка мягкого металла на поверхности трения заполняет микронеровности и резко увеличивает фактическую площадь контакта сопряженных поверхностей кинематической пары, что приводит к значительному снижению давления и, соответственно, снижению температуры в зоне контакта. Прочно сцепленная с поверхностью металла пленка меди легко подвижна, пластична и имеет квазикристаллическую структуру, напоминающую расплав. Она пропускает микронеровности трущихся поверхностей и смыкается после прохода этих микронеровностей. Поскольку толщина медной пленки превышает высоту микронеровностей, то процесс трения локализуется в этой пленке. Это

приводит к снижению износа в десятки раз, а коэффициента трения в сотни раз.

Исследование триботехнических характеристик масла с разработанной присадкой проводилось на машине модели СМТ-1 (АО «Точприбор» г. Иваново), предназначенной для испытания материалов на трение и износ. Испытания проводились по схеме «диск - частичный вкладыш», с коэффициентом взаимного перекрытия 1:12.

Введение разработанной присадки в масло И-40 в количестве 1,5% позволило качественно улучшить его основные триботехнические характеристики (рис. 1).

Давление (МПа)

Рис. 1. Зависимость коэффициента трения от давления базового масла И-40 и того же масла, модифицированного разработанной присадкой

На представленном рисунке 1 можно заметить, что модифицированное масло позволило снизить коэффициент трения в 4-6 раз, а значит и износ трущихся поверхностей. Кроме этого, увеличился показатель нагрузочной способности в контактирующей паре. Такие результаты были получены, благодаря образованию на поверхности трения химически чистых, постоянно возобновляемых слоев антифрикционных металлов, а именно меди и олова. Причем концентрации меди и олова в стеарате были подобраны таким образом, чтобы на поверхности трения можно было наблюдать некоторое подобие бронзы.

Наличие меди и олова на контактирующих поверхностях показали электронограммы, полученные на электронном микроскопе ЭМВ 100Л в режиме микродифракции (ускоряющее напряжение и=75кВ).

При вычислении межплоскостных расстояний ё от электронограмм, полученных в режиме микродифракции, необходимо было получить электронограмму от эталона с известными значениями межплоскостных расстояний. В качестве эталона использовался хлорид талия Т1С1.

Измерив радиусы колец Я на электронограмме от эталона, была построена калибровочная кривая - зависимость периодов ё от Я.

а) б)

Рис. 2. Электронограммы эталона (а) и исследуемого образца (б)

Измерив радиусы колец (в случае кольцевой электронограммы) или расстояния между рефлексами (в случае точечной электронограммы), используя калибровочную кривую, определили межплоскостные расстояния.

В-во Sn Sn Cu Cu Cu

d Ä иэкспо л 2.69 2.01 1.78 1.28 1.08

Используя справочные данные и периоды, рассчитанные с помощью калибровочной кривой, было установлено, что исследуемые соединения являются двухкомпонентной системой состоящей из Cu (медь) и Sn (олово).

Разработанная присадка может найти широкий круг применения и существенно улучшить эксплуатационные показатели автотранспортной техники МЧС. Выявленные в ходе экспериментов некоторые качественные показатели, значительно превосходят показатели других аналогичных присадок. Не последним достоинством присадки является простота в применении и относительная дешевизна в изготовлении.

Список использованной литературы

1. Зарубин В.П., Пучков П.В., Киселев В.В., Топоров А.В., Мельников А.А. Перспективы применения нанопорошков силикатов в смазочных материалах, используемых в пожарной технике. Пожаровзрывобезопасность, 2013. - Т. 22. - № 5. - С. 65-69.

2. Киселев В.В., Мельников В.Г., Замятина Н.И., Бельцова Е.А. Реализация безызносного трения в индустриальных маслах с присадками.// Межвузовский сборник научных трудов «Физика, химия и механика трибосистем». - Иваново, ИвГУ, 2002. - С. 98-99.

3. Киселев В.В., Шигорин С.А. О возможностях повышения надежности и износостойкости узлов трения пожарной и аварийно -

спасательной техники. // Вестник Ивановского института ГПС МЧС России. - Иваново, 2008. - №1. - С. 22-24.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОДОЛЬНОЙ ЖЕСТКОСТИ ПОЖАРНОГО РУКАВА ДИАМЕТРОМ 77 ММ

А.Н. Ларин, профессор, д.т.н.

Г.А.Чернобай, доцент, к.т.н.

С.Ю. Назаренко, адъюнкт Национальный университет гражданской защиты Украины,

г.Харьков

Напорные пожарные рукава являются гибкими трубопроводами, которые используются для подачи на расстояние под давлением воды и водных растворов огнетушащих веществ, в частности пенообразователей.

Значительная стоимость пожарных рукавов определяет соответствующие амортизационные расходы по эксплуатации рукавного хозяйства, которые в большинстве случаев превышают расходы на другие виды пожарного оборудования.

Таким образом меры, направленные на определение остаточного ресурса пожарных рукавов, возможности их ремонта, надежности и безопасности дальнейшей эксплуатации, в значительной степени способствуют повышению боеспособности государственных пожарно-спасательных частей, а также экономической эффективности их функционирования.

Конструкция пожарных рукавов, их типоразмеры и характеристики, области применения, условия эксплуатации и методы испытаний приведены в соответствующих нормативных документах [1-2].

Анализ литературных источников посвященных методам расчетов напорных пожарных рукавов показал, что они в основном сводятся к расчету потерь давления в сети [3-8].

Результаты теоретических и экспериментальных исследований прочности силовых элементов напорных пожарных рукавов, а именно армирующего каркаса, полностью воспринимает усилия, обусловленные наличием гидравлического действия внутреннего давления жидкости внутри рукава приведены в работах [9-10].

Некоторые особенности работы пожарных рукавов в условиях реальной эксплуатации, которые существенно влияют на их надежность, особенно при длительных сроках использования, определили необходимость разработки научно обоснованного метода, позволяющего установить остаточный ресурс пожарного рукава, возможность и целесообразность его ремонта и дальнейшего применения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.