Илья Александрович Буяновский
101990, Москва, Малый Харитоньевский пер., д. 4
Ilya A. Buyanovskii
4, Maly Kharitonievskii per., Moscow, 101990
Михаил Михайлович Хрущов
101990, Москва, Малый Харитоньевский пер., д. 4
Mikhail M. Khrushchov
4, Maly Kharitonievskii per., Moscow, 101990
Владимир Дмитриевич Самусенко
101990, Москва, Малый Харитоньевский пер., д. 4
Vladimir D. Samusenko
4, Maly Kharitonievskii per., Moscow, 101990
Софья Сергеевна Стрельникова
101990, Москва, Малый Харитоньевский пер., д. 4
Sofia S. Strelnikova
4, Maly Kharitonievskii per., Moscow, 101990
Юрий Иванович Щербаков
101990, Москва, Малый Харитоньевский пер., д. 4
Yuri I. Scherbakov
4, Maly Kharitonievskii per., Moscow, 101990
Исследовано влияние формы контактирующих неконформных элементов узлов трения, образующих при соприкосновении начальный точечный контакт, на трибологические характеристики смазочных сред при трении в режиме граничной смазки. Точечный контакт трущихся тел реализуют на четырёхшариковых машинах трения при испытаниях трибологических характеристик смазочных материалов в соответствии с ГОСТ 9490–75 и ГОСТ 23.221–84. Такие испытания проводят при трении стандартных подшипниковых шариков, что не позволяет учитывать влияние материалов трущихся тел на результаты эксперимента. В этой связи были разработаны две альтернативные конструкции оправок, позволяющие реализовать схемы трения «вращающийся шар, зажатый в шпинделе машины, — три торца роликов» и «вращающийся шар — боковые поверхности трех цилиндрических роликов». Для обеих схем трения нагрузки на узел трения, как и на параллельно испытываемую оправку, в которой установлены три шарика, выбраны одинаковыми — 108 Н, частота вращения шпинделя — 1 мин–1, продолжительность испытаний — 60 мин. Диаметр всех используемых шариков — 12,7 мм, диаметр роликов — 8 и 5 мм, материал образцов — сталь ШХ-15 или ее аналог — 100Cr6. Конструкции всех трех оправок и размеры соответствующих образцов подобраны таким образом, чтобы во всех случаях контакты исследуемых образцов с изнашивающим шариком лежали на окружности диаметром 7,32 мм. Испытания проводили при отсутствии смазочного материала, при трении в среде полиальфаолефинового масла ПАО-4, а также в среде того же масла с присадками олеиновой кислоты и ДФ-11 (раствора диалкилдитиофосфата цинка в маловязком масле). Установлено, что решающее влияние на результаты испытаний (на значения коэффициентов трения и площадей износа) оказывает состав смазочной среды, в то время как геометрия трущихся тел, а также максимальные герцевские напряжения при трибологическом контакте влияют на антифрикционные и противоизносные свойства масел в существенно меньшей степени.
The effect of the shape of contacting nonconformal elements of friction units that form an initial point contact on the tribological characteristics of lubricants during friction in the boundary lubrication mode. Point contact of rubbing bodies is realized on four-ball friction machines when testing tribological characteristics of lubricants in accordance with Russian GOST 9490–75 and GOST 23.221–84 Standards.
However, these tests are carried out with the friction of standard bearing balls and does not allow taking into account the impact of materials of rubbing bodies on the results of the experiment. Therefore, two alternative designs of mandrels were developed, which allow implementation of two friction schemes: «rotating ball clamped in the spindle of the machine – three roller face planes» and «rotating ball — three cylindrical rollers». The load on the friction unit for both friction schemes, as well as in parallel on the mandrel under testing, in which three balls are installed, is the same (108 N), the spindle rotation speed is equal to 1 rpm, duration of testing is 60 min. The diameter of balls used in these experiments was 12.7 mm, and diameters of rollers were 5 and 8 mm, respectively. The material of samples was ShKh-15 tool steel or its 100Cr6 analogue. The designs of mandrels and the dimensions of samples were chosen in such a way that in all cases the contact areas of the experimental samples with the wearing (upper) ball would lie on a circle with a diameter of 7.32 mm. The tests were carried out under dry friction, and in boundary lubricated conditions in a PAO-4 polyalphaolefin oil medium, as well as in the same oil medium with the additives of oleic acid and DF-11 (a solution of zinc dialkyldithiophosphate in a low-viscosity oil). It is shown that the composition of a lubricating medium has a decisive effect on the test results (i.e., on the values of the friction coefficients and on the values of the areas of wear scars), while the geometry of the rubbing bodies, as well as the maximum Hertz stresses in the tribological contact, had a little effect on the antifriction and anti-wear characteristics of oils.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.