Способ определения работоспособности смазочного масла

(22) Заявлено 03. 07. 80 (2 ) 2951335/23-04с присоединением заявки РЙ(51) М. Кл. 6 01 Й 33/30 Эпударстюей кектет ИСР ао делен кзабретенкк н открытки.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СМАЗОЧНОГОМАСЛА 1Изобретение относится к способуопределения работоспособности смазочных масел в механо".динамическихусловиях применительно к работев тяжелонагруженных подшипниках качения,При разработке или подборе масладля тяжелонагруженных механизмовпроводят прямые эксплуатационные испытания масел непосредственно в реальных изделиях, отдельных его агрегатах, или проводят ресурсные испытания масел на стендах, максимальноприближенных по условиям работы кработе реальных изделий.Известен способ определения работоспособности смазки в подшипникахкачения путем испытания ее в услови"ях, соответствующих эксплуатационнымпри заданных значениях скорости, нагрузки, температуры. По окончанииопыта устанавливают состояние смазки,характер ее распределения в подшип"никовом узле и легкость вращения под 2шипника. На основании полученных данных оценивают эксплуатационные свойства смазки 1,1 .Недостатком стендовых испытаний является их большая длительность и низкая воспроизводимость результа; товсИзвестен способ определения сма" зывающих свойств масел на четырех- шариковой машине, на которой могут быть определены следующие показатели: Ру " критическая нагрузка заедат ния, Р - условная нагрузка свривания; диаметр пятна износа 12. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения работоспособности масел путем испытания их на подшипниках качения при переменной и осевой нагрузках. По отношению време" ни работы подшипника до его выкрашиф вания на испытуемом масле ко времени работы на эталонном масле судят3 91189о работоспособности смазочного масла 3,1.Особенность способа заключаетсяв том, что испытания проводят не припостоянной нагрузке, а периодически 5повторяющимися циклами: нагружениеразгружение. В период нагружения нагрузку ступенчато увеличивают допринятого значения..Однако эта особенность, призванная сократить время испытаний, неизменяет характер самого способастендовых испытаний и не исключаетприсущие им недостатки.Недостатками известного способаявляются низкая воспроизводитель,ность резуль 1 атов, большая длительность испытаний и, кроме того, невысокая точность. способа за счет того,что о свойствах испытуемого масла 20,судят не прямым образом, оцениваяотдельные его качества, а косвеннымпо разрушению испытуемого подшипника.При таком подходе качество самогоподшипника, а точнее разброс качества,-предпятствует достоверной оценкесвойств самого масла,Следует также отметить, что визвестном способе оценивают антипит"тинговые свойства масла, т,е. его 30способность противостоять усталостному выкрашиванию.Вместе с тем, для работы в тяжелонагруженных подшипниках качения важ.ное значение имеют и другие свойствамасла, а именно: нагрузочная способность и способность предотвращать процесс заедания трущихся поверхностей,Эти качества масла известным способомне оцениваются, ЬОЦель изобретения - повышение точности, сокращение продолжительности,трудоемкости и стоимости способа, а,также воэможность получать не косвенную, а прямую информацию о такихсвойствах масла, как нагрузочная спо,собность и способность предотвращатьФ:задир трущихся поверхностей.Поставленная цель достигается тем, что в способе определения работоспособности смазочного масла путем ступенчатого повышения нагрузки в тяжелонагруженном подшипнике качения при постоянной его частоте вращения, на каждой ступени определяют температу ру разогрева подшипника и по изменению температуры саморазогрева подшип..ника при нагрузке, соответствующей началу разрушения смазочного слоя, судят о работоспособности смазочного масла.Указанное отличие позволяет повысить точность, существенно сократить расход материалов (подшипники, объем масла. и др.) и затраты труда, а также значительно сократить продолжительность испытания смазочного масла для оценки его нагрузочной способности и способности предотвращать процесс эаедания трущихся поверхностей вцсоконагруженных подшипников качения.На чертеже представлены кинематические кривые, характеризующие предлагаемый способ.Способ реализован при испытании масел в рабочем узле с подшипником качения с линейным контактом (например, роликовом коническом) . Испытуемое масло заливают в рабочий узел до верхней кромки подшипника.Рабочий узел помещают в теплоизоляционную камеру минимально возможного объема.Стенд имеет систему нагружения, систему привода и систему измерения температуры подшипника.Нагружение, например осевое, и пе редачу вращения подшипника осуществляют через теплоизоляционную камеру с минимальной теплопередачей.Измерение и регистрацию температу,ры производят непосредственно на неподвижном кольце работающего подшипника.Конструкция испытательной части стенда подчинена идее калориметрического устройства с тем, чтобы измерение температуры подшипника производить с максимальной чувствительностью и точностью,Начинают испытание с опыта при нагрузке Р (заданной или произвольно выбранной). С момента включения стенда с помощью самописца записывают температурную кривую самораэогрева подшипника до момента достижения установившегося температурного режима (2-3 ч).Если нагруэочная способность мас-, ляного слоя выше приложенной нагрузки, то кинематические кривые имеют вид, соответствующий нагрузкам Р и Ру (на чертеже а и б). Начальная температура невысокая и соответствует установившемуся режиму.911899 Тогда опыт останавливают, нагрузку повышают на одну ступень (устанавливается экспериментально) и процедура повторяется.Испытание продолжают таким образом до момента, когда в первый период после пуска стенда начинается интенсивный рост температуры саморазогрева подшипника.Это означает, что нагрузочная 10способность смазочного слоя превышена и наступает переход от контактногидродинамического режима смазки ксмешанному и граничным режимам смазки,15При этом воэможнц два случая поведения масла.В первом случае процесс разрушения смазочной пленки развиваетсяспонтенно, температура подшипниканепрерывно возрастает и возникаетповреждение подшипника вследствиезадира, Кинетическа;. кривая ОА имеет вид, сбответствующий нагрузкеР (на чертеже а). Точка А - разрушение подшипника.Во втором случае кинетическаякривая ОВСО имеет вид, представленный (на чертеже б) для той же нагрузки Р или некоторой более высокой З 0нагрузки РУчасток ОВ соответствует кривойОА (на чертеже а). Здесь имеет местоинтенсивный рост температуры и начало процесса заедания. 35В тоцке В процесс разрушениясмазочного слоя прекращается и начинается снижение температуры вплотьдо невысокого установившегося значе- .ния в точке С. 40Вид кривой ОВСО указывает на то,цто на участке ОВ протекают реакции,инициированные температурой, которыеприводят к образованию вторичногосмазочного слоя с повышенной нагру-. мэоцной способностью. Иэ данных таблицы, следует, цто используя метод оценки смазывающих ,свойств на цетырехшариковой машине по ГОСТ 9490-75, невозможно дифференцировать испытуемые масла для высоко- нагруженных подшипников качения. Способ определения работоспособности смазочного масла согласно изобретению однозначно разделяют испытанные масла. Так, масло У 1 только при нагрузке в 1000 кг обнаруживает необратимое нарастание температуры в подшипнике, т.е. обеспечивает надежную защиту трущихся поверхностей подшипника от заедания и повреждений, тогда как масло У 2 уже при нагрузке 150 кг не может предотвратить повреж" дения подшипника.Сравнение результатов испытания масел И 1 и У 2 по способу согласно изобретению с результатами стендовых испытаний этих же масел показывает хорошую корреляцию. Таким образом, использование предлагаемого способа Таким образом, устанавливается,что масло У 2 обладает специфической способностью образовывать с металлицес 50 кой поверхностью высокопроцный защитный смазоцнцй слой, предотвращающий поверхности трения от разрушения.Следовательно, масло, имеющее вид кинетической кривой температуры саморазогрева типа ОВСВ (на чертеже б)55 имеет лучшие смазывающие свойства и более высокую работоспособность.Масло У 2 оценивается как хорошее. Масло Ю 1 имее иной вид кинематической кривой, не обладает достоинствами масла У 2 и оценивается какплохое. Чем выше нагрузка, при кото"рой масло способно обеспечить температурные кривые типа ОВСО, тем вышекачество масла,Продолжительность испытания попредлагаемому способу составляет 1012 ч, что на несколько порядков менее продолжительности эксплуатационных испытаний и ресурснцх испытаний на стендах.Для подтверждения преимуществпредлагаемого способа по сравнениюс используемыми, проведены сравнитель"ные испытания по нагрузочной способности образцов двух масел.В .качестве способов были выбраны:способ определения смазывающихсвойств на цетырехшариковой машине,испытание на реальном стенде. Этиспособы широко используются в промышленности для оценки смазывающихсвойств масел различного назначения,в том числе и для оценки масел, применяемых в высоконагруженных подшипниках качения, в то время, как известный способ не позволяет оценитьэтот показатель у масла.В таблице приведены результаты Испытания масел для высоконагруженныхподшипников качения разными способами.941899 Предлагаемый метод может быть применен при конструировании новых типоввысоконагруженных подшипников каче" 15 ния,ЮСпособ 1. Определение смазывающихсвойств на четырехшариковоймашине.Нагрузка свариванияСф 250 250 0,бЗ 0,62 2. Предлагаемый способНагрузочная способность, кг (нагрузка, при которой наблюдается необратимый рост температуры) 150 1000 3. Натурный стенд,формула: изобретения оценки работоспособности мазочного масла позволяет быстро (по сравнению с натурными время испытания сокращается на 2 порядка), точно и надежно оценить качество смазочными масел для высоконагруженных подшипников качения,Способ будет использован в химмо" тологии и машиностроении как точный и надежный инструмент оценки нагрузочной способности смазочного масла и его способности предотвращать процесс эаедания трущихся поверхностей высоконагруженных подшипников качения.1 Диаметр пятна износа,д, мм 8 ремя работы стенда довыхода подшипника изстроя, ч Способ определения работоспособ 45 ности смазочного масла путем ступенчатого повышения нагрузки в тяжелонагруженном подшипнике качения при постоянной его частоте вращения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,50 с целью повышения точности и сокращения времени испытания, на каждой ступени определяют температуру разогрева подшипника и по изменению температуры саморазогрева подшипникач 55 при нагрузке, соответствующеи началу 8Способ можно использовать при разработке новых смазочных масел для высоконагруженных подшипников качения в качестве экспресс-метода оценки качества новых композиций, для сравнения отечественных и зарубежных сортов масел одного назначения, а также при синтезе новых классов присадок для выдачи рекомендаций для направленного синтеза,1Обьект испытания Иасло У 1 Иасло У 2 1000-1500 0-20азрушения смазочного слоя, судят о работоспособности смазочного масла. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 427281, кл. О 01 М 33/30 19742. Папок К.К. и др, Словарь потопливам, маслам, присадкам и специальным жидкостям, И "Химия", 1975,с. 343-344.3. Авторское свидетельство СССРМф 487347, кл. С 01 й 33/30 19759 Ч 899 йй, Ф ему, Ч дактор В. орректор М.Шароаи 28/33 ТиВНИИПИ Государс по делам изобре 113035, Москва,аказ ПодписиСССР енного комитета ений и открытий