Оценка влияния ультразвуковой обработки моторного масла на износ пар трения при длительных износных испытаниях

Аркадий Анатольевич Симдянкин; Александр Михайлович Давыдкин; Михаил Николаевич Слюсарев; Александр Михайлович Земсков

Аркадий Анатольевич Симдянкин ФГБОУ ВО «Рязанский государственный агротехнологический университет им. П. А. Костычева»
Александр Михайлович Давыдкин ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» https://orcid.org/0000-0002-2984-2362
Михаил Николаевич Слюсарев ФГБОУ ВО «Рязанский государственный агротехнологический университет им. П. А. Костычева» http://orcid.org/0000-0002-0665-4473
Александр Михайлович Земсков ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» http://orcid.org/0000-0002-1489-6077

Ключевые слова: износ, коэффициент поверхностного натяжения, моторное масло, триботехническое испытание, ультразвук

Аннотация

Введение. В настоящее время отсутствует комплексная информация о влиянии па-
раметров ультразвука на свойства обрабатываемых смазочных масел и износные
характеристики пар трения. Статья посвящена исследованию изменений физиче-
ских характеристик масла при его обработке ультразвуком и оценке их влияния на
износ пары трения «ролик ‒ колодка» при длительных испытаниях. Актуальность
исследования состоит в том, что простым способом воздействия на смазочное масло
ультразвуковыми колебаниями с оптимальной частотой и мощностью может быть
достигнуто уменьшение износа сопряжений механизмов и машин.
Материалы и методы. Для оценки изменения коэффициента поверхностного натя-
жения моторного масла при обработке ультразвуком были использованы генератор
с переменными параметрами сигнала, весы рычажные, бюретка, термометр спирто-
вой. Длительные триботехнические испытания проведены на машине трения 2070
СМТ-1М по схеме «ролик ‒ колодка». Масса данных образцов после длительных
испытаний определялась взвешиванием на аналитических весах фирмы Sartorius
с точностью измерения 0,00001 г. Использовался также профилограф-профилометр
фирмы Taylor Hobson.
Результаты исследования. Определены оптимальная частота и мощность ультра-
звука при обработке смазочного масла. Уменьшение коэффициента поверхностного
натяжения масла составило более 5 %. При длительных износных испытаниях было
зафиксировано снижение показателя фактора износа на 28 %.
Обсуждение и заключение. Эффект повышения износостойкости пар трения при
воздействии на масло ультразвуком связан со снижением коэффициента его поверх-
ностного натяжения, что позволяет маслу с наименьшими усилиями распределяться
по поверхностям, образуя пленку достаточной толщины, повышающую несущую
способность трущихся поверхностей. Практическая значимость работы обусловле-
на простотой реализации устройства для ультразвуковой обработки смазочных ма-

сел непосредственно в системе смазки оборудования. Перспективы предлагаемого
решения состоят в повышении долговечности оборудования и машин при исполь-
зовании рекомендуемых смазочных масел с оптимизацией параметров и режимов
устройства согласно конкретным требованиям, условиям и стандартам.

Биографии авторов

Александр Михайлович Давыдкин, ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва»

доцент кафедры технического сервиса машин

Михаил Николаевич Слюсарев, ФГБОУ ВО «Рязанский государственный агротехнологический университет им. П. А. Костычева»

аспирант кафедры технической эксплуатации транспорта

Александр Михайлович Земсков, ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва»

старший преподаватель кафедры технического сервиса
машин

Литература

1. Мамонова М. В., Прудников В. В., Прудникова И. А. Физика поверхности. Теоретические
модели и экспериментальные методы. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2011. 406 с. URL: http://avidreaders.ru/
read-book/fizika-poverhnosti-teoreticheskie-modeli-i-eksperimentalnye.html
2. Семенов А. П. Антифрикционные материалы: опыт применения и перспективы // Трение
и смазка в машинах и механизмах. 2007. № 12. С. 21–36. URL: http://www.mashin.ru/files/t_1207.pdf
3. Балякин В. Б., Ганин И. А., Лаврин А. В. Исследование влияния типа консистентной смаз-
ки на коэффициент трения и степень изнашивания контактной пары коррозионностойкая сталь –
фторопласт // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18, № 1.
С. 72–76. URL: http://www.ssc.smr.ru/media/journals/izvestia/2016/2016_1_72_76.pdf
4. Туник А. Ю. Структурные особенности антифрикционных покрытий с добавками твердых
смазок, полученных различными методами напыления // Вісник Приазовського державного тех-
нічного університету. Технічні науки. 2012. № 25. С. 163–170. URL: http://journals.uran.ua/vestnikpgtu_
tech/article/view/29382
5. Обоснование факторов, оказывающих влияние на надежность специальной техники в осо-
бых условиях эксплуатации / И. Н. Кравченко [и др.] // Фундаментальные исследования. 2014.
№ 3-2. С. 262–266. URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=33620
6. Денисов А. С., Данилов И. К. Влияние условий смазки на толщину масляного слоя
в шатунных подшипниках дизельного двигателя // Вестник СГТУ. 2005. № 1 (6). С. 74–80. URL:
https://cyberleninka.ru/article/v/vliyanie-usloviy-smazki-na-tolschinu-maslyanogo-sloya-v-shatunnyhpodshipnikah-
dizelnogo-dvigatelya
7. Сергиенко В. П., Бухаров С. Н. Вибрация и шум в нестационарных процессах трения.
Минск : Беларуская навука. 2012. 346 с. URL: http://avidreaders.ru/read-book/vibraciya-i-shum-vnestacionarnyh-
processah.html
8. Патент № 2527243 Российская Федерация. Триботехническая композиция для металличе-
ских узлов трения / Е. М. Ежунов, И. В. Захаров; заявл. 25.02.2013, опубл. 27.08.2014. Бюл. № 24.
URL: http://www.findpatent.ru/patent/252/2527243.html
9. Патент № 2428597 Российская Федерация. Способ формирования безызносных пар трения
и устройство для его осуществления / Ю. А. Семенов, А. С. Таранов; заявл. 09.04.2010, опубл.
10.09.2011. Бюл. № 25. URL: http://www.freepatent.ru/patents/2428597
10. Патент № 2267521 Российская Федерация. Присадка к смазочным материалам, пакет приса-
док к моторным маслам, моторное масло / А. Н. Чурзин и др.; заявл. 06.08.2004, опубл. 10.01.2006.
Бюл. № 1. URL: http://bd.patent.su/2267000-2267999/pat/servl/servlet6c28.html
11. Патент № 2398010 Российская Федерация. Металлоплакирующая многофункциональная
композиция для моторных, трансмиссионных и индустриальных масел / В. Г. Бабель, Д. Н. Гарку-
нов; заявл. 06.03.2009, опубл. 27.08.2010. Бюл. № 24. URL: http://bd.patent.su/2398000-2398999/pat/
servl/servlet51c0.html
12. Патент № 2277579 RU. Металлсодержащая маслорастворимая композиция для смазоч-
ных материалов / В. Г. Бабель и др.; заявл. 26.05.2005, опубл. 10.06.2006. Бюл. № 16. URL:
http://www.freepatent.ru/patents/2277579
13. Патент № 2449006 RU. Композиции смазочных масел, содержащие титан / Г. Х. Гинтер; заявл.
05.12.2007, опубл. 27.04.2012. Бюл. № 12. URL: http://www.findpatent.ru/patent/244/2449006.html
14. Баринов С. В., Загородских Б. П., Симдянкин А. А. Повышение износостойкости дета-
лей их слоением // Трение и износ. 2001. Т. 22, № 6. С. 703–706. URL: http://nasb.gov.by/rus/publications/
trenie/tre22_6.php#top
15. Баринов С. В., Загородских Б. П., Симдянкин А. А. Исследование износостойкости де-
талей с неоднородной поверхностью трения // Трение и износ. 2003. Т. 24, № 5. С. 568–572. URL:
http://nasb.gov.by/rus/publications/trenie/tre24_5.php
16. Обработка смазочного масла ультразвуком при проведении триботехнических испытаний /
А. А. Симдянкин [и др.] // Трение и износ. 2017. Т. 38, № 4. С. 311–315. DOI: https://doi.org/10.3103/
S1068366617040134
17. Ефремов Л. В., Баева Л. С., Тикалов А. В. Виброакустические испытания образцов трибо-
сопряжения на износостойкость // Вестник АГТУ (Сер. «Морская техника и технология»). 2017.
№ 2. С. 69–79. DOI: https://doi.org/10.24143/2073-1574-2017-2-69-76
18. Исследование влияния ультразвуковых колебаний на эффективность технологических сма-
зок / Б. С. Каргин [и др.] // Вісник Приазовського державного технічного університету. Технічні
науки. 2015. № 30-1. С. 136–140. URL: http://journals.uran.ua/vestnikpgtu_tech/article/view/51695