Разработка конструкции лабораторного стенда для исследования трибологических характеристик

1.

Министерство науки и высшего образования Российской федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра: «Машины и оборудование
промышленной экологии»
ПРЕЗЕНТАЦИЯ
Диссертационная работа магистра на тему: «Разработка конструкции
лабораторного стенда для исследования трибологических характеристик
низкотемпературных пластичных смазок при температуре до минус 70°С»
Выполнил: студент группы МТМ-202
Кузнецов М.С.
Проверил: к.т.н., доцент Столяров Р.А.
Тамбов - 2022

2. Актуальность

Стратегическая необходимость в создании ряда новых пластичных смазок для жестких условий
эксплуатации в условиях Крайнего Севера
Отсутствие компьютеризированных испытательных стендов отечественного производства для
исследования трибологических характеристик пластичных смазок в условиях низких температур ~ - 70 oC
(импортозамещение)
Ускорение разработок отечественных инновационных "зеленых" технологий их производства, что в
свою очередь обеспечит снижение техногенного давления на окружавшую среду

3. Цель и задачи

Цель работы заключалась в разработке конструкции лабораторного стенда для
исследования трибологических характеристик низкотемпературных пластичных
смазок при температуре до минус 70°С.
Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:
–
разработать методику проведения испытаний на лабораторном стенде для исследования
трибологических характеристик низкотемпературных пластичных смазок при температуре до минус
70°С;
–
разработать конструкцию лабораторного стенда для исследования трибологических
характеристик низкотемпературных пластичных смазок при температуре до минус 70°С;
–
провести аппаратурное оформление стенда для исследования трибологических характеристик
низкотемпературных пластичных смазок при температуре до минус 70°С;
–
провести исследование модифицированных графеновыми нанопластинками смазок на
кремнийорганической, сложноэфирной и углеводородной основе на лабораторном стенде для
исследования трибологических характеристик низкотемпературных пластичных смазок при
температуре до минус 70°С.

4. Схема лабораторного стенда для исследования реологических характеристик низкотемпературных пластичных смазок при температуре до

минус 70 0С
Установка включает в себя:
- криотермостат FT-311-80 1,
- блок управления
криотермостатом FT-311-80 2,
- металлическая колба, для
исследуемого материала 3,
- устройство для определения
усилия сдвига 4,
- информационный комплекс 5

5. Блок с подшипником скольжения

6. Техническая характеристика стенда

Наименование параметра
Точность измерения усилия
сдвига
Значение
±1,0 %
Температура в рабочей зоне, ºС
до - 80
Давление в рабочей зоне, МПа
атм.
Габаритные размеры стенда
– длина, не более мм
1500
– ширина, не более
555
– высота, не более
1170

7.

Методика проведения испытаний на лабораторном стенде
1.1. Равномерно нанести на измерительный узел (подшипник) информационного вычислительного
комплекса испытуемую низкотемпературную пластичную смазку.
1.2. Установить подшипник в измерительную ячейку (емкость с подшипником).
1.2. Поместить емкость с подшипником в холодильный агрегат криотермостата FT-311-80,
предварительно заполненный рабочей жидкостью (этанол ГОСТ 5962-2013).
1.3. Включить криотермостат FT-311-80 (причем сначала включить модуль терморегулирования, а
затем модуль охлаждения (при помощи соответствующих выключателей, расположенных на лицевых
панелях приборов)).
1.4. Соединить (подключить) информационный вычислительный комплекс с емкостью с
подшипником.
1.5. Включить персональный компьютер с установленной программой «Трибометрия».
1.6. Запустить программу «Трибометрия».
1.7. Обнулить датчик измерения момента сдвига путем нажатия кнопки «>0<».
1.8. Перевести термокриостат в рабочий режим выставив температуру 20 °С.
1.9. При достижении температуры 20 °С у рабочей жидкости термокриостата необходимо выдержать
данную температуру в течении 30 минут для достижения стационарного температурного поля в
измерительной пробирке.
1.10. Далее провести измерение момента сдвига с помощью информационного вычислительного
комплекса нажав кнопку «Пуск/Стоп». После включения двигателя в окне программы отобразится
значение момента сдвига в единицах Н*м, которое необходимо записать в протокол измерений. В
случае протекания быстрых процессов программа позволяет записывать результаты измерений
момента сдвига и значения температуры, которая установлена в термокриостате в файл DataM.txt.
1.11. После проведения измерений необходимо снять нагрузку с датчика момента сдвига
последовательным нажатием кнопок «Реверс» и «Пуск/Стоп» (рисунок 10).
1.12 Повторно обнулить датчик измерения момента сдвига путем нажатия кнопки «>0<».

8. Внешний вид стенда для исследования реологических характеристик низкотемпературных пластичных смазок при температуре до минус

70 0С

9. Материалы

Углеродный наноматериал «Таунит–ГМ»,
производства ООО «Нанотехцентр»
Образцы пластичных смазок, модифицированных
углеродным наноматериалом «Таунит–ГМ»
Характеристики графеновых
нанопластинок «Таунит–ГМ»
Параметр
Многослойные
ГНП
Число графеновых слоев
Толщина нанопластин,
нм
Размер нанопластин в
плоскости, мкм
15 - 25
6-8
Содержание
нанопластин, %масс.
4-7
Содержание кислорода,
%масс.
9 - 13
Содержание серы, %масс.
Удельный коэффициент
поглощения, л/(г·см)
≤0,7
30 - 33
2 - 10

10. Зависимости момента сдвига от температуры для пластичной смазки на кремнийорганической основе

11. Зависимости момента сдвига от температуры для пластичной смазки на сложно-эфирной основе

12. Зависимости момента сдвига от температуры для пластичной смазки на углеводородной основе

13. Выводы

1. Разработана методика проведения испытаний на лабораторном стенде
для исследования трибологических характеристик низкотемпературных
пластичных смазок при температуре до минус 70 °С.
2. Разработана конструкция лабораторного стенда для исследования
трибологических характеристик низкотемпературных пластичных
смазок при температуре до минус 70 °С.
3. Экспериментально установлено уменьшение момента сдвига при
температуре минус 70 °С на 27, 15 и 7 % для модифицированных
графеновыми нанопластинками смазок на кремнийорганической,
сложноэфирной и углеводородной основе по сравнению с базовыми
составами, соответственно.

14. Спасибо за внимание!