Смазочные материалы

Трение без износа? Да!
Трение – главная проблема любого механизма. Конечно, в некоторых случаях именно на трении основаны и полезные явления. Например, только благодаря трению мы можем перемещаться по поверхности. При ходьбе именно за счёт трения происходит сцепление подошвы с полом, и мы можем отталкиваться от пола и двигаться вперёд. Точно так же происходит сцепление колёс автомобиля с поверхностью дороги. Без трения колёса бы проворачивались на одном месте.
Но в большинстве традиционных механизмов трение играет отрицательную роль, уменьшая КПД. Возьмём для примера двигатель внутреннего сгорания. Представьте на секунду, что поверхности поршней сцепляются с поверхностями цилиндров так же эффективно, как колесо автомобиля с дорогой. Много ли проедет автомобиль с таким двигателем? Именно поэтому поршни двигаются внутри цилиндров в масле (самый популярный, но не единственный тип смазки), которое является своего рода клином между поверхностями двух деталей, сводя к минимуму прямой контакт между ними. Тем не менее, ни один из смазочных материалов не может полностью исключить негативное влияние трения на детали. Со временем все механизмы изнашиваются и требуют ремонта или замены.
Логика подсказывает, что для уменьшения трения поверхности должны быть идеально ровными, а не шероховатыми. Сравните поверхности асфальта и льда. Где трение будет меньше? Ответ ясен. По такому же принципу делаются и детали механизмов. Возьмём те же поршневые кольца и цилиндры. Внешне их поверхности выглядят идеально ровными, но если взглянуть на них под микроскопом, мы увидим, что они состоят из мельчайших выступов и впадин. Это – результат механической обработки деталей.
При этом площадь фактического контакта представляет из себя систему многих точек контакта. Конечно, чем выше класс чистоты и точности мехобработки, тем выше получается общая площадь контакта, но неровности остаются в любом случае. Можно ли уже в процессе работы механизма увеличить общую площадь контакта двух деталей, чтобы значительно уменьшить трение? Как ни парадоксально это звучит, но можно.
История вопроса
Ещё в 50-х годах прошлого столетия советскими учеными-триботехниками Гаркуновым и Крагельским было совершено открытие эффекта избирательного переноса, которое легло в основу создания совершенно новой смазки, позволяющей не только защищать узлы трения, но и на 100% восстанавливать изношенные участки, производить безразборный ремонт, страгивание заклинивших узлов и решать множество других проблем, связанных с эксплуатацией высоконагруженных узлов. Открытие эффекта избирательного переноса и последующее изобретение смазочного концентрата, реализующего этот эффект, можно считать настоящим прорывом в триботехнике (науке о трении).
Само явление избирательного переноса было замечено при трении стали по определенным медным сплавам (например, по некоторым бронзам или латуням) в ряде сред (прежде всего в глицерине, спиртоглицериновых средах, морской воде и т. д.) в определенных интервалах изменения условий работы соединения. Так в середине 50-х годов при исследовании технического состояния узлов трения самолетов было обнаружено явление самопроизвольного образования тонкой пленки меди толщиной 1—2 мкм на поверхностях трения тяжелонагруженых узлов трения при работе пары трения сталь—бронза и смазывании ее спиртоглицериновой смесью. Было установлено, что пленка уменьшает износ в паре трения примерно в 10 раз. Аналогичное явление наблюдается при работе пары трения сталь—сталь в узлах трения компрессора домашнего холодильника при смазывании маслофреоновой смесью. Недаром компрессоры холодильника могут работать десятки лет без ремонта
Технология избирательного переноса была запатентована и засекречена советскими военными. К сожалению, из-за этого секрет создания смазки ушел в могилу вместе с ее создателем – Д,Н. Истоминым. Тем не менее, это не остановило независимую группу советских инженеров из числа ближайших учеников Д.Н. Истомина, которая решила встать на путь новых поисков. Из-за политики секретности каждый из учеников владел только каким-то одним этапом создания смазочной композиции. Поэтому им предстояла огромная работа по восстановлению утраченных знаний. Наконец, поиски, начавшиеся более 30 лет назад, дали свои плоды. Был создан новый тип смазки, который в полной мере использует принцип избирательного переноса, - универсальная смазочная композиция «Мегос». Трудно сказать, превосходит новая смазка по своим характеристикам ту старую, засекреченную, или, наоборот, уступает, но факт остаётся фактом: детали, обработанные с помощью композиции «Мегос» значительно повышают свой ресурс, становятся стойкими к износу и могут работать с сохранением всех свойств в любых других смазочных материалах.
Полностью физические, химические, электрические, магнитные и многие другие процессы, происходящие в зоне трения в присутствии этой новой смазки, сегодня не представляются возможным не только для описания, но и для исследования. Тем не менее, мы попробуем.
Немного теории
В паре трения в процессе работы возникает электромагнитное поле. Обе детали получают отрицательный заряд. Сила поля недостаточна для того, чтобы детали отталкивались друг от друга, однако достаточна для притяжения положительно заряженных частиц на микроуровне.
В состав универсальной смазочной композиции входят металлоорганические соединения меди (Cu) с жировыми кислотами. Это сложные молекулы с одним атомом меди, имеющим положительный заряд.
В сплаве, из которого сделана деталь, присутствует атомарный водород, который при повышении температуры укрупняется в молекулу, а при снижении стремится наружу, повреждая кристаллическую решётку металла. Это явление называют водородным износом. При использовании композиции «Мегос», атомы меди под воздействием электромагнитных сил проникают в кристаллическую решётку металла, вытесняя атомарный водород, а значит, исключая возможность водородного износа на данном участке. Вся поверхность детали покрывается тончайшей сервовитной плёнкой. Органические части молекул, имеющие, как и сама деталь, отрицательный заряд, усиливают электромагнитное поле.
Любая поверхность, даже идеально ровная внешне, при увеличении состоит из выступов и впадин. Это следы механической обработки любого класса чистоты и точности. Выступы являются точками высшего напряжения, принимают на себя основную нагрузку, что рано или поздно приводит к срывам частиц материала и выносу их маслом из зоны трения. В процессе работы пары трения в обычных условиях с обычными товарными маслами, масло играет роль расклинивающего элемента между деталями пары, но срывы гребешковых следов обработки -естественный процесс. Это приводит к медленному или при массовом срыве (задиры, спайка, сварка, поволока) быстрому износу пары трения. Сорванные частицы материала пары трения (продукт износа) выносятся маслом из зоны трения и оседают на фильтрах тонкой и грубой очистки.

При использовании композиции «Мегос» происходит избирательный перенос: раскисление самых высоких выступов и перенос вещества в ближайшие впадины в условиях сильного электромагнитного поля. Перенос происходит в точках наибольшего трения, и после того, как они выровнены, процесс переходит на следующий уровень. Это продолжается до тех пор, пока все неровности не будут нивелированы.
Образование сервовитной плёнки происходит первоначально в критических точках, и чем выше параметры критической точки, тем скорее происходит образование пленки. Это значит, что откладываться в первую очередь она будет в местах наибольшего трения, где в условиях обычной смазки возможны дефектные образования (задиры, шероховатости, выкрашивания). С появлением в зоне трения «Мегос» дефектообразование становится невозможным, а на деталях, имеющих дефект, плёнка образуется в первую очередь в области дефекта.

Если до обработки композицией «Мегос» площадь фактического контакта представляла собой систему многих точек контакта, после избирательного переноса она увеличивается на несколько порядков (в 1000-10000 раз), так как вся поверхность детали становится пятном контакта. В том же размере уменьшаются удельные нагрузки на пару трения, а значит и износ. Достаточно однократной обработки деталей универсальной смазочной композицией, чтобы перевести механизм в режим работы без износа. После этого большинство механизмов могут работать несколько лет без ремонта и даже без смены смазочного материала.
А на практике…
Процесс избирательного переноса действителен и для целой системы пар трения, наиболее ярко он выражается на двигателях, где происходит не просто повышение компрессии в каждом отдельно взятом цилиндре, а полное выравнивание компрессии по всем цилиндрам. Повышение компрессии с одновременным резким падением трения в цилиндро-поршневой группе происходит по причине быстрой приработки (практически мгновенной) поршня к втулке цилиндра, колец к втулке и поршню.
Увеличение компрессии, как следствие, ведет к росту мощности и приемистости двигателя, уменьшению расхода топлива, угара масла, не говоря уже про резкое сокращение износа при резком падении трения.
Кроме того, универсальная смазочная композиция «Мегос» - это катализатор в процессе сгорания горючей смеси в цилиндре. Как результат - улучшение теплотехнических параметров двигателя, резкое снижение токсичности и дымности выхлопных и картерных газов.
Результаты испытаний
При добавлении в систему смазки 2% МСК «Мегос».
Снижаются:
Износ пар трения …………………………………………………на 50%
Коэффициент трения……………………………………………..в 3 раза
Потребляемая мощность………………………………………….на 4-5%
Повышаются:
Противопитинговые свойства масел ……………………………на 40-50%
Противозадирные свойства масел………………………………..на 40-50%
Улучшаются:
Защитные свойства масел…………………………………………на 100%
Увеличивается:
Срок службы технологических масел …………………………….в 3 раза
Что в конечном итоге дает использование концентрата «Мегос»
Использование МСК «Мегос» позволяет
- в разы увеличить ресурс узлов трения кузнечного, металлорежущего, компрессорного и другого тяжелонагруженного оборудования;
- уменьшить потери мощности от сил трения;
- увеличить межремонтный период оборудования в 2 и более раз;
- увеличить срок службы смазочных материалов в 2 и более раз.
- Концентрат - это катализатор в процессе сгорания горючей смеси в цилиндре и, как результат, улучшение теплотехнических параметров, двигателя и резкое снижение токсичности и дымности выхлопных и картерных газов.
- концентрат - это прекрасный консервант при длительном хранении техники даже в агрессивных средах
Получаемые с применением концентрата «Мегос» эффекты безызносности, резкого продления ресурса машин и механизмов, многократного повышения ресурса масла как носителя, уменьшение угара и расхода носителя (масла), возможность использования низкосортных масел снижение номенклатуры масел, улучшение экологических и гигиенических условий работы, уменьшение расхода топлива резкое сокращение трудозатрат при обслуживании и эксплуатации, уменьшение потребности запчастей и т.д. дают огромный экономический и экологический эффекты.
|