Встановлення впливу вуглецевої сажі в оливі на зносостійкість елементів трібологічної системи «сталь-олива-бронза»
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.161951Ключові слова:
конгломерат вуглецю, наночастинка вуглецю, пара тертя, трібологічна система, індустріальна оливаАнотація
Наведені результати експериментальних досліджень впливу концентрації вуглецевої сажі в індустріальній оливі И-30А на зносостійкість трібологічної системи «сталь-олива-бронза». Припускається, що вуглецева сажа, отримана електродуговим методом в лабораторних умовах, складається з конгломератів мікро- та наночастинок вуглецю, розміри яких знаходяться у широкому діапазоні - від нанометрів до десятих часток міліметрів.
Наведена методика, матеріали та обладнання для проведення експериментальних досліджень зносостійкості деталей трібосистеми «сталь-бронза» на машині тертя СМЦ-2. Методика досліджень передбачала варіювання двома незалежними факторами: концентрація вуглецевої сажі в індустріальній оливі И-30А та зовнішнє навантаження. Незмінними факторами залишались швидкість ковзання, контурна площа контакту та початкова температура трібосистеми.
Отриманні експериментальні данні дозволили встановити дві головні закономірності, що характеризують процес тертя та зношування в досліджуваній трібологічній системі. Перша закономірність розкриває вплив концентрації вуглецевої сажі в індустріальній оливі И-30А та зовнішнього навантаження на момент тертя в парі «сталь-бронза». Друга закономірність розкриває вплив тих самих факторів на зносостійкість деталей, що піддавались випробуванням на машині тертя. Отриманні закономірності корелюють між собою та визначають область раціональної концентрації вуглецевої сажі в індустріальній оливі И-30А, яка була застосована як мастильний матеріал у трібологічній системі, що піддавалась випробуванням.
На завершальному етапі роботи наведені дослідження поверхонь деталей тертя на атомно-силовому мікроскопі "Solver Р47-Pro" фірми виробника NT-MDT. Такі дослідження дозволили розкрити механізм модифікації поверхневого шару сталі та бронзи наночастинками вуглецю при їх взаємодії в трібологічній системі під час тертяПосилання
- Remarchuk, M. P. (2013). Metodyka vyznachennia stanu hidrosystem budivelnykh i dorozhnikh mashyn v umovakh ekspluatatsiyi. Naukovyi visnyk budivnytstva, 73, 306–312.
- Voronin, S. V., Safonyuk, I. Y., Onopreychuk, D. V., Stefanov, V. O., Suranov, O. O. (2016). Analysis of properties actuating fluidtrack equipment railroads of Ukraine. Zbirnyk naukovykh prats Ukrainskoho derzhavnoho universytetu zaliznychnoho transportu, 165, 90–98.
- Panarin, V. Y., Svavil’nyy, M. Y., Khominych, A. I., Kindrachuk, M. V. (2017). Creation of a Diffusion Barrier at the Interphase Surface of Composite Coatings Reinforced with Carbon Nanotubes. Journal of Nano- and Electronic Physics, 9 (6), 06023-1–06023-5. doi: https://doi.org/10.21272/jnep.9(6).06023
- Mikosyanchik, О. О. (2013). Kinetic change of microhardness surface layers of metal at adaptation of boundary adsorption layers of lubricant in contact zone. Problems of friction and wear, 2, 56–61.
- Dmitrichenko, N. F., Mnatsakanov, R. G., Mikosyanchik, O. A., Kushch, A. I. (2009). Wear kinetics of contact surfaces with use of C60 fullerene additive to motor oil. Journal of Friction and Wear, 30 (6), 399–403. doi: https://doi.org/10.3103/s106836660906004x
- Lee, C.-G., Hwang, Y.-J., Choi, Y.-M., Lee, J.-K., Choi, C., Oh, J.-M. (2009). A study on the tribological characteristics of graphite nano lubricants. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 10 (1), 85–90. doi: https://doi.org/10.1007/s12541-009-0013-4
- Voronin, S. V., Suranov, A. V., Suranov, A. A. (2017). The effect of carbon nanoadditives on the tribological properties of industrial oils. Journal of Friction and Wear, 38 (5), 359–363. doi: https://doi.org/10.3103/s1068366617050130
- Tochil'nikov, D. G., Ginzburg, B. M. (1999). Vliyanie C60-soderzhashchih prisadok k smazochnomu maslu na optimizaciyu processov iznashivaniya pri granichnom trenii metallov. Zhurnal tekhnichekoy fiziki, 69 (6), 102–105.
- Ginzburg, B. M., Baydakova, M. V., Kireenko, O. F., Tochil'nikov, D. G., Shepelevskiy, A. A. (2000). Vliyanie fullerena C60, fullerenovyh sazh i drugih uglerodnyh materialov na granichnoe trenie skol'zheniya metallov. Zhurnal tekhnicheskoy fiziki, 70 (12), 87–97.
- Baklar', V. Yu., Kuskova, N. I., Tihonovich, V. V., Gripachevskiy, A. N. (2009). Trybologic properties of nanocarbon produced by electrodischarge method. Elektronnaya obrabotka materialov, 4, 30–37.
- Rakov, E. G. (2000). Methods for preparation of carbon nanotubes. Russian Chemical Reviews, 69 (1), 35–52. doi: https://doi.org/10.1070/rc2000v069n01abeh000531
- Voronin, S. V., Onopreychuk, D. V., Suranov, A. A., Aminov, D. A. (2013). Reviews and analisys of desings for receive of carbons nanoparticulars by electrical arc method. Zbirnyk naukovykh prats Ukrainskoi derzhavnoi akademiyi zaliznychnoho transportu, 141, 253–258.
- Voronin, S. V., Suranov, А. V., Suranov, A. A., Kuts, V. (2014). Selections optimal parametries of desings for receive of carbons nanoparticulars. Zbirnyk naukovykh prats Ukrainskoi derzhavnoi akademiyi zaliznychnoho transportu, 148 (1), 74–78.
- Gribachev, V. (2008). Tekhnologiya polucheniya i sfery primeneniya uglerodnyh nanotrubok. Komponenty i tekhnologii, 12, 135–138.
- Tihomirova, G. V. (2011). Uglerodnye nanomaterialy. Ekaterinburg: Ural'skiy federal'niy unіversitet, Institut estestvennyh nauk, 70.
- Kasumov, M. M., Pokropivniy, V. V. (2007). Povyshenie vyhoda fullerenov v dugovom razryade pod deystviem potoka gaza v polom elektrode. Zhurnal tekhnichskoy fiziki, 77 (7), 136–138.
- Gruzinskaya, E. A., Keskinov, V. A., Keskinova, M. V., Semenov, K. N., Charykov, N. A. (2012). Fullerenovaya sazha elektrodugovogo sinteza. Nanosistemy: fizika, himiya, matematika, 3 (6), 83–90.
- Stepnov, M. N. (1985). Statisticheskie metody obrabotki rezul'tatov mekhanicheskih ispytaniy. Moscow: Mashinostroenie, 232.
- Vinarskiy, M. S., Lur'e, M. V. (1975). Planirovanie eksperimenta v tekhnologicheskih issledovaniyah. Kyiv: Tekhnika, 168.
- Iijima, S. (1991). Helical microtubules of graphitic carbon. Nature, 354 (6348), 56–58. doi: https://doi.org/10.1038/354056a0
- Ando, Y., Zhao, X., Sugai, T., Kumar, M. (2004). Growing carbon nanotubes. Materials Today, 7 (10), 22–29. doi: https://doi.org/10.1016/s1369-7021(04)00446-8
- Bhushan, B., Gupta, B. K., Van Cleef, G. W., Capp, C., Coe, J. V. (1993). Sublimed C60films for tribology. Applied Physics Letters, 62 (25), 3253–3255. doi: https://doi.org/10.1063/1.109090
- Gupta, B. K., Bhushan, B. (1994). Fullerene particles as an additive to liquid lubricants and greases for low friction and wear. Lubrication Engineering, 50 (7), 524–528.
- Kindrachuk, M. V., Vol’chenko, D. A., Vol’chenko, N. A., Stebeletskaya, N. M., Voznyi, A. V. (2017). Influence of Hydrogen on the Wear Resistance of Materials in the Friction Couples of Braking Units. Materials Science, 53 (2), 282–288. doi: https://doi.org/10.1007/s11003-017-0073-z
- Mordyuk, B. M., Mikosyanchyk, O. O. (2017). Influence of Shear Component of Load Under the Friction on a Structure–Phase State and Wear of Surface Layer of Steel 1045. Metallofizika i Noveishie Tekhnologii, 39 (6), 795–813. doi: https://doi.org/10.15407/mfint.39.06.0795
- Dmitrichenko, N. F., Mnatsakanov, R. G., Mikosyanchik, O. A., Kushch, A. I. (2005). Increase of wear resistance of the steel surface layer by modifiers of friction at rolling with sliding. Trenie i Iznos, 26 (4), 391–396.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Serhii Voronin, Oleksii Suranov, Dmytro Onopreichuk, Volodymyr Stefanov, Serhii Kryvonogov, Viktor Pashchenko, Hennadii Radionov, Roman Gonchar, Lyudmila Safoshkina, Mykyta Horbachov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
