CC BY
22
2. Функциональные возможности и особенности САПР T-FLEX CAD [Электронный ресурс] URL: http://www.tflex.ru/pdf/public/2327.pdf (дата обращения 12.11.2013).
Леонтьев Л.Б.1, Шапкин Н.П.2, Макаров В.Н.3, Токликишвили А.Г.4
*Доктор технических наук, профессор, 2доктор химических наук, профессор, 3магистрант, Дальневосточный федеральный университет; 4ассистент, морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ СМАЗКИ И СОСТАВА МОДИФИЦИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ШЕЕК КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА НА ТРИБОТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ ДИЗЕЛЯ
Аннотация
В статье рассмотрено влияние температуры смазки и состава износостойкого покрытия, формируемого на шейках коленчатого вала, на триботехнические свойства сопряжения «шейка коленчатого вала - вкладыш подшипника» судового среднеоборотного дизеля. Показана перспективность модифицирования шеек коленчатого вала минеральными материалами и металлосилоксаном для повышения износостойкости трибосопряжения.
Ключевые слова: коленчатый вал, модифицирование, износостойкость
Leontev L.B.1, Shapkin N.P.2, Makarov V.N.3, ToklikishviH A.G.4
*Doktor technical sciences, professor, 2doktor chemical sciences, professor, 3magistrant, Far Eastern Federal University, 4assistent,
Maritime State University named after Admiral G.I. Nevelsky
THE INFLUENCE OF THE TEMPERATURE OF THE LUBRICANT AND THE COMPOSITION OF MODIFYING MATERIAL FOR HARDENING OF THE NECKS OF THE CRANKSHAFT ON THE TRIBOLOGICAL BEHAVIOR OF THE
BEARINGS, DIESEL
Abstract
The article considers the effect of temperature lubrication and wear-resistant coating composition formed on the crankshaft journal, on the tribological properties of the interface "neck crank shaft - bearing" medium-speed marine diesel engine. The prospects of modifying the crankshaft journals and mineral materials to increase wear metallosiloksanom tribomating.
Keywords: crankshaft, modification, wear
Ресурс судового среднеоборотного дизеля до капитального ремонта зависит в основном от состояния кривошипношатунного механизма, а коленчатый вал — главное звено этого механизма. Шейки вала подвержены трению скольжения при больших скоростях и высоких удельных давлениях. Наиболее характерными дефектами коленчатых валов судовых среднеоборотных дизелей (СОД) являются: износ и задиры шеек, деформации, коррозия и др. [1]. Для повышения износо- и задиростойкости трибосопряжений применяют тонкопленочные покрытия получаемые путем модифицирования поверхностей трения слоистыми силикатами [2].
Температура циркуляционного смазочного масла на входе в дизель для обеспечения заданной вязкости в зависимости от марки двигателя находится в пределах 40-60 °С. Для определения влияния температуры смазочного масла на триботехнические свойства пары трения «шейка коленчатого вала - вкладыш подшипника» были проведены ускоренные испытания в течение 1 ч при нагрузке 400 Н в условиях трения при граничной смазке с использованием следующих материалов для модифицирования стали 45 твердостью 212 HB: серпентинит; металлосилоксановый полимер; алюмосиликат, модифицированный
металлосилоксаном; алюмосиликат и алюмосиликат, модифицированный полисахаридом и карбонатом магния.
Модифицирование поверхности стального образца минеральными материалами и металлосилоксаном осуществляли фрикционным методом.
Триботехнические испытания проводили на универсальной машине трения УМТВК по схеме "ролик - колодка" в условиях трения при граничной смазке при скорости скольжения 0,628 м/с. В качестве неподвижного образца использовались колодки, вырезанные из вкладышей подшипников типа «Rillenlager» («Miba» 33).
Результаты испытаний представлены на рис. 1-3. В качестве базовой была взята пара трения «сталь 45 - вкладыш». Испытания контрольной пары (с неупрочненным стальным образцом) позволили установить, что с увеличением температуры подогрева смазки и образца свыше 40 °С происходит рост резкий рост коэффициента трения с 0,008 до 0,023 (рис. 1). Модифицирование поверхности стали металлосилоксаном, серпентинитом и алюмосиликатом позволяет избежать существенного роста коэффициента трения во всем диапазоне температур подогрева смазки (коэффициент трения возрастает с 0,007-0,008 при 20 °С до 0,010 при 60 °С).
Модифицирование поверхности стали алюмосиликатом, модифицированным металлосилоксаном и алюмосиликатом, модифицированным полисахаридом и карбонатом магния, позволяет получить эффект снижения величины коэффициентов трения по мере роста температуры смазки.
Рис. 1 - Зависимости коэффициента трения для трибосопряжения
«вал - вкладыш» при граничной смазке в зависимости от температуры предварительного нагрева смазки и материала для
103
модифицирования стали:
1 - контрольный образец; 2 - алюмосиликат, модифицированный металлосилоксаном; 3 - алюмосиликат, модифицированный
полисахаридом и карбонатом магния; 4 - металлосилоксан;
5 - серпентинит; 6 - алюмосиликат
Скорость изнашивания контрольного стального образца возрастает при повышении температуры смазки, особенно интенсивно в диапазоне температур 20-40 °С. Скорость изнашивания упрочненных стальных образцов или уменьшается с увеличением температуры подогрева или незначительно возрастает (рис. 2). Наилучшие результаты повышения износостойкости в рабочем диапазоне подогрева смазки (40-60 °С) обеспечивают алюмосиликат, модифицированный металлосилоксаном (снижение скорости изнашивания более чем в 10 раз) и алюмосиликат, модифицированный полисахаридом и карбонатом магния (снижение скорости изнашивания более чем в 7,4 раза).
Рис. 2 - Зависимости скоростей изнашивания стали 45 в условиях трения при граничной смазке в трибосопряжении «вал -вкладыш» от температуры предварительного нагрева смазки и материала для модифицирования стали:
1 - алюмосиликат, модифицированный металлосилоксаном; 2 - алюмосиликат, модифицированный полисахаридом и
карбонатом магния; 3 - металлосилоксан;
4 - серпентинит; 5 - алюмосиликат; 6 - контрольный образец
Скорость изнашивания трибосопряжения со стальным неупрочненным образцом из стали по мере роста температуры увеличивается, причем наиболее интенсивно в диапазоне температур 40-60 ° (рис. 3). Модифицирование стали минеральными и органоминеральными материалами позволяет существенно снизить скорости изнашивания сопряженных поверхностей трения по сравнению с парой трения с контрольным образцом.
Наибольшую износостойкость во всем диапазоне температур подогрева смазки обеспечивает упрочнение алюмосиликатом, модифицированным полисахаридом и карбонатом магния, причем скорость изнашивания по мере увеличения температуры повышается незначительно (снижение скорости изнашивания более чем в 8,5 раза). Также высокую износостойкость в диапазоне температур 40-60 ° (рис. 3) обеспечивает покрытие, полученное в результате модифицирования стали алюмосиликатом, модифицированным металлосилоксаном (снижение скорости изнашивания более чем в 10 раз).
Рис. 3 - Зависимости скоростей изнашивания трибосопряжения «вал - вкладыш» при граничной смазке в зависимости от температуры предварительного нагрева смазки и материала для модифицирования стали:
1 - контрольный образец; 2 - алюмосиликат, модифицированный металлосилоксаном; 3 - металлосилоксан;
4 - алюмосиликат, модифицированный полисахаридом и карбонатом магния;
5 - серпентинит; 6 - алюмосиликат
104
Модифицирование металлосилоксаном эффективно при температуре подогрева масла 40 °С (снижение скорости изнашивания в 3 раза).
Модифицирование серпентинитом обеспечивает незначительное влияние температуры подогрева смазки на скорость изнашивания, однако эффект от его применения значительно ниже, чем от упрочнения алюмосиликатом, модифицированным полисахаридом и карбонатом магния или алюмосиликатом, модифицированным металлосилоксаном.
Температура в зоне трибоконтакта пар трения плавно увеличивается по мере роста температуры подогрева масла. Модифицирование минеральными материалами (за исключением алюмосиликата) и металлосилоксаном позволяет снизить температуру в зоне трибоконтакта примерно в 2 раза.
Таким образом, анализ результатов сравнительных триботехнических испытаний пары трения «шейка коленчатого вала -вкладыш подшипника» в условиях трения при граничной смазке при различных температурах и упрочняющих покрытиях позволил установить, что модифицирование поверхности стали минеральными материалами и металлосилоксаном позволяет во всем диапазоне температур подогрева смазки повысить износостойкость сопряжения, снизить величины коэффициентов трения и температуры в зоне трибоконтакта и тем самым существенно повысить надежность трибоузла и, соответственно, надежность дизеля.
Литература
1. Леонтьев Л.Б. Анализ функционирования трибосистемы «шейка коленчатого вала - вкладыш подшипника - смазка» судовых среднеоборотных дизелей / Л.Б. Леонтьев, А.В. Надежкин, В.М. Макаров, А.Г. Токликишвили // Двигателестроение № 2, 2013, с. 41-47.
2. Леонтьев Л.Б. Повышение надежности трибосистемы «шейка коленчатого вала - вкладыш подшипника» судовых среднеоборотных дизелей технологическими методами / Л. Б. Леонтьев, Н.П. Шапкин, А.Г. Токликишвили // Сборник научных трудов SWorld. - Выпуск 2. Т. 2. - Одесса: КУПРИЕНКО, 2013. - С. 10-14.
Магомедов Г.О.1, Лукина С.И.2, Садыгова М.К.3
'Профессор, доктор технических наук, 2доцент, кандидат технических наук, 3докторант, кандидат биологических наук, Воронежский государственный университет инженерных технологий ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СБИВНОГО ХЛЕБА ИЗ МУКИ ЦЕЛЬНОСМОЛОТОГО НУТА
Аннотация
В статье приведены результаты исследования показателей качества и пищевой ценности сбивного хлеба из муки цельносмолотого нута. Рекомендовано применение разработанного изделия для массового потребления с целью обогащения пищевого рациона белком, пищевыми волокнами и микронутриентами.
Ключевые слова: мука из цельносмолотого нута, сбивной хлеб, показатели качества, пищевая ценность.
Magomedov G.O.1, Lukina S.I.2, Sadigova M.K.3
'Professor, Doctor of Technical Sciences, 2Docent, Candidate of Technical Sciences, 3Doctoral student, Candidate of Biological Sciences, Voronezh State University of Engineering Technologies EVALUATION OF THE QUALITY OF WHIPPED BREAD FROM WHOLE-CHICKPEA FLOUR
Abstract
The article presents the results of a study of quality and nutritional value of whipped bread from whole-chickpea flour. Recommended the use ofproduct designed for mass consumption with the aim of enriching food ration in protein, fiber and micronutrients.
Keywords: whole-chickpea flour, whipped bread, quality indicators, nutritional value.
В последние годы в отраслях пищевой промышленности приобретает популярность зернобобовая культура - нут, семена которого характеризуются высокой пищевой и биологической ценностью. Актуальными являются исследования, направленные на получение продуктов переработки нута с повышенным содержанием полноценного белка и создание инновационных технологий новых изделий на их основе.
Ранее проведенными исследованиями доказана целесообразность получения муки из семян нута путем применения дезинтеграционно-волнового помола, при котором в результате воздействия СВЧ-КВЧ поля наблюдались значительные изменения фракционного состава белковых веществ [1]. Полученные результаты использованы при разработке инновационной технологии сбивного хлеба, полученного с помощью механического способа разрыхления теста из муки цельносмолотого нута различных сортов [2].
Целью данной работы явилось исследование показателей качества и пищевой ценности сбивного нутового хлеба.
Для приготовления хлеба применяли рецептурные компоненты: муку из цельносмолотого нута сорта «Заволжский», соль поваренную пищевую, концентрированный яблочный сок, модифицированный крахмал, воду питьевую. Тесто готовили механическим способом разрыхления под давлением сжатого воздуха 0,5 МПа. Рецептурные компоненты вносили в дозировках, установленных с помощью реализации двухфакторного планирования эксперимента второго порядка и проведения оптимизации методом неопределенных множителей Лагранжа.
Полученные данные легли в основу разработки технологии сбивного хлеба «Нутелло Лайф», позволяющей повысить показатели качества, пищевую и биологическую ценность изделия, интенсифицировать процесс производства и расширить ассортимент продукции. Результаты анализа физико-химических показателей качества хлеба приведены в табл. 1.
Таблица 1 - Показатели качества хлеба «Нутелло Лайф»
Наименование показателя Значение показателя
Влажность, % 50,5
Кислотность, град 4,0
Пористость, % 68,0
Удельный объем, см3/100 г 362
Для объективной оценки органолептических показателей качества, в частности, запаха, определяли содержание в хлебе ароматобразующих веществ на анализаторе запахов «МАГ-8». Установлено, что хлеб сбивной из цельносмолотого нута характеризуется более выраженным ароматом за счет его обогащения аминами (33,3 %), легколетучими кислотами (44,0 %), незначительным содержанием свободной влаги (10,6 %) и фенольных соединений (8,5 %), при этом отсутствует резкий бобовый запах.
Определение антиоксидантной активности хлеба проводили на приборе «ЦветЯуза-01-АА». Выявлено, что суммарное содержание антиоксидантов в 100 г хлеба «Нутелло Лайф» составляет 11 мг, что на 83 % превышает значение данного показателя для хлеба белого, приготовленного по традиционной технологии, и на 57 % - для хлеба из цельносмолотого зерна пшеницы, приготовленного механическим способом разрыхления теста [3].
105
