ПРОТОКОЛ

триботехнических испытаний

Цель испытаний

Определение влияния применения твердосмазочных покрытий и пластичных смазок на триботехнические свойства металлополимерной пары трения

Условия испытаний

Испытания проводятся по стандарту ASTM G99 по схеме «сфера-диск» (рис. 1) при трении скольжения. Метод, описанный в стандарте, применяется в международной практике для определения параметров трения и износа.

Геометрия пары трения: образец в виде диска диаметром 80 мм и толщиной 0,8 мм – сферическое контр-тело диаметром 10 мм

Материал сферического контр-тела: POM (полиоксиметилен)

Материал образца: сталь AISI 430, Ra=0,5 мкм

Твердосмазочное покрытие образца: см. Приложение 3

Толщина покрытия: 25±5 мкм

Пластичная смазка: см. Приложение 3

Масса пластичной смазки, наносимой на диск: 0,25 г

Скорость скольжения: V=0,8 м/с

Нагрузка: F=23,0 H

Краткое описание методики испытаний

Испытания проводятся на машине трения (рис. 2) - аттестат приведен в прил. 1. Машина трения оснащена автоматизированной системой управления и регистрации данных NI LabVIEW.

Сферическое контр-тело устанавливается в держатель (рис. 3) и прижимается к вращающемуся с частотой n=310 об/мин образцу в виде диска заданной силой F. В процессе испытаний непрерывно регистрируется значение силы трения скольжения и автоматически вычисляется значение коэффициента трения f с выводом на экран в виде графика. Испытания ведутся до накопления заданного пути трения L=2880 м. После испытаний измеряется линейный износ сферического контр-тела h и рассчитывается безразмерная интенсивность изнашивания Ih=h/L.

Схема трения при испытаниях

Рис. 1. Схема трения при испытаниях

Машина трения

Рис. 2. Машина трения (а - общий вид, б – испытательный блок)

Держатель с установленным в него контр-телом

Рис. 3. Держатель с установленным в нем сферическим контр-телом

Результаты испытаний

Таблица 1

Номер опыта

Наименование покрытия образца

Наименование пластичной смазки на образце

Путь трения L, м

Линейный износ h, мкм

Интенсивность изнашивания Ih

Коэффициент трения в стационарном режиме f

1

Без покрытия

нет

2880

750

2,60E-07

0,378

2

MODENGY 1014

нет

2880

140

4,86E-08

0,190

3

MODENGY 1066

нет

2880

170

5,90E-08

0,300

4

MODENGY 1009

нет

2880

110

3,82E-08

0,160

5

MODENGY PTFE-A20

нет

2880

80

2,78E-08

0,100

6

Без покрытия

ШРБ - 4

2880

710

2,47E-07

0,220

7

Без покрытия

Опытная смазка №1

2880

930

3,23E-07

0,240

8

Без покрытия

Опытная смазка №2

2880

590

2,05E-07

0,220

9

Без покрытия

Опытная смазка №3

2880

760

2,64E-07

0,180

10

Без покрытия

Опытная смазка №4

2880

520

1,81E-07

0,270

11

Без покрытия

Опытная смазка №5

2880

870

3,02E-07

0,250

12

Без покрытия

Опытная смазка №6

2880

260

9,03E-08

0,130

13

MODENGY 1009

Опытная смазка №6

2880

110

3,82E-08

0,130

14

MODENGY 1009

Опытная смазка №2

2880

100

3,47E-08

0,090

15

MODENGY 1014

Опытная смазка №6

2880

60

2,08E-08

0,050

16

MODENGY 1014

Опытная смазка №2

2880

80

2,78E-08

0,090

17

MODENGY 1014

ШРБ - 4

2880

100

3,47E-08

0,095

18

MODENGY PTFE-A20

Опытная смазка №6

2880

50

1,74E-08

0,067

19

MODENGY PTFE-A20

Опытная смазка №2

2880

100

3,47E-08

0,110

20

MODENGY 1009

ШРБ - 4

2880

120

4,17E-08

0,130

21

MODENGY PTFE-A20

ШРБ - 4

2880

70

2,43E-08

0,150

22

Без покрытия

Опытная смазка №7

2880

1360

4,72Е-07

0,150

23

Без покрытия

Опытная смазка №8

2880

910

3,16Е-07

0,220

24

Без покрытия

Опытная смазка №9

2880

330

1.15Е-07

0,170

25

Без покрытия

Опытная смазка №10

2880

950

3.30Е-07

0,230

26

Без покрытия

Опытная смазка №11

196,8*

340

1.73Е-06

0,300

27

Без покрытия

Опытная смазка №12

1035,0*

530

5.12Е-07

0,300

28

MODENGY 1014

Опытная смазка №9

2880

50

1.74Е-08

0,080

29

MODENGY PTFE-A20

Опытная смазка №9

2880

50

1.74Е-08

0,060

 

Примечание к таблице 1

* - испытания остановлены из-за превышения предельного коэффициента трения со смазочным материалом f=0,3.

Образцы с покрытием MODENGY 1014 до (слева) и после (справа) испытаний

Рис. 4. Образцы с покрытием MODENGY 1014 до (слева) и после (справа) испытаний

Образцы с покрытием MODENGY 1009 до (слева) и после (справа) испытаний

Рис. 5. Образцы с покрытием MODENGY 1009 до (слева) и после (справа) испытаний

Образцы с покрытием MODENGY PTFE-A20 до и после испытаний

Рис. 6. Образцы с покрытием MODENGY PTFE-A20 до (слева) и после (справа) испытаний

В Приложении 2 приведены графики изменения коэффициента трения при испытаниях.

За базовый вариант для сравнения принят опыт №6 (табл. 1) – образец без покрытия, смазка ШРБ-4. Для удобства сравнения с ним результаты испытаний, которые комплексно по показателям трения и износа превосходят базовый вариант сведены в таблицу 2. В ячейках таблицы через дробь приведены значения линейного износа h в мкм и коэффициента трения в стационарном режиме f  в формате – h/f.

Таблица 2. Оценка результатов испытаний в сравнении с базовым вариантом

Наименование пластичной смазки

Наименование покрытия

Без покрытия

MODENGY 1014

MODENGY 1009

MODENGY PTFE-A20

Нет

750/0,378

140/0,190

110/0,160

80/0,100

ШРБ - 4

710/0,220

100/0,095

120/0,130

70/0,150

Опытная смазка №2

590/0,220

80/0,090

100/0,090

100/0,110

Опытная смазка №6

260/0,130

60/0,050

110/0,130

50/0,067

Опытная смазка №9

330/0,170

50/0,080

-

50/0,060



Выводы

В результате испытаний установлено:

  1. Замена базовой пластичной смазки ШРБ-4 на опытные смазки №2, 6, 9 позволяет снизить износ контр-тела в 1,2-2,7 раза, а коэффициент трения до 1,7 раза;
  2. Применение указанных в табл. 2 твердосмазочных покрытий на образце вместо пластичной смазки ШРБ-4  позволяет снизить износ контр-тела в 5,1-8,9 раз, а коэффициент трения в 1,2-2,2 раза в зависимости от марки покрытия;
  3. Применение указанных в табл. 2 твердосмазочных покрытий на образце в дополнение к пластичной смазке ШРБ-4 позволяет снизить износ контр-тела в 5,9-10,1 раз, а коэффициент трения в 1,5-2,3 раза в зависимости от марки покрытия;
  4. При использовании в дополнение к пластичной смазке ШРБ-4 лучшим покрытием по критерию снижения износа является MODENGY PTFE-A20, по эффекту снижения трения – MODENGY 1014;
  5. Отмечается более существенное влияние твердосмазочных покрытий на улучшение показателей трения и износа по сравнению с пластичными смазками (см. п. 1, 2, 3);
  6. Подбором оптимального сочетания твердосмазочного покрытия и пластичной смазки можно добиться снижения износа до 14,2 раза (например, покрытие MODENGY 1014 и Опытная смазка №9), а коэффициента трения до 4,4 раза (например, покрытие MODENGY 1014 и Опытная смазка №6).

Приложение 1

Аттестат машины трения

Приложение 2

Графики изменения коэффициента трения при испытаниях

Опыт №1

Опыт 1

Опыт №2

Опыт 2

Опыт №3


Опыт №4


Опыт №5


Опыт №6


Опыт №7


Опыт №8


Опыт №9


Опыт№10


Опыт №11


Опыт №12


Опыт №13


Опыт №14


Опыт №15


Опыт №16


Опыт №17


Опыт №18


Опыт №19


Опыт №20


Опыт №21


Опыт №22


Опыт №23


Опыт №24


Опыт №25


Опыт №26


Опыт №27


Опыт №28


Опыт №29


Приложение 3

Характеристики испытуемых пластичных смазок

Наименование пластичной смазки

Тип базового масла

Вязкость базового масла при 40 °С, мм^2/c

NLGI

Цвет

Загуститель

Нижний предел рабочих температур, °С

Верхний предел рабочих температур, °С

Антикоррозионные свойства (метод EMCOR)

ШРБ - 4

Минеральное

32

2

Коричневый

Комплексное бариевое мыло

-30

130

н/д

Опытная смазка №11

ПАО

120

2

Белый

Сульфонат кальция

-40

140

0 - 1

Опытная смазка №12

ПАО

50

2

Светло-Коричневый

Комлексное алюминивевое мыло

-45

170

0 - 1

Опытная смазка №9

ПАО

25

2

Бежевый

Литиевое мыло

-60

120

0 - 1

Опытная смазка №3

ПАО

48

1 - 2

Бежевый

Комплексное алюминиевыое мыло

-30

140

0 - 1

Опытная смазка №4

ПАО

400

1 - 2

Бежевый

Полимочевина

-30

180

0 - 0

Опытная смазка №2

Минеральное

160

2

Черный

Литиевое мыло

-20

120 ( 140)

0 - 0

Опытная смазка №6

ПАО

32

2

Бежевый

Литиевое мыло

-50

140

н/д

Характеристики испытуемых твердосмазочных покрытий

Наименование покрытия

Режим полимеризации

Цвет

Наполнители

Рабочие температуры, °С

Коррозионная стойкость (часов в нейтральном соляном тумане по ISO 9227)

MODENGY 1014

40 мин при 180°C

Серый

MoS2, PTFE

-75…+255

> 670

MODENGY 1009

30 мин при 120°С

Черный матовый

PTFE

-100…+250

> 300

MODENGY PTFE-A20

30 мин при 20°С

Белый- полупрозрачный

PTFE

-50…+130

> 160

Если для вас актуально проведение триботехнических испытаний, обращайтесь в компанию «Моденжи»!

Запросить информацию