Изучение влияния нетоксичных добавок в рапсовое масло при экспериментальных исследованиях узлов трения машин
Автор: Кандева-Иванова Мара Крумова, Задорожная Елена Анатольевна, Мухортов Игорь Васильевич, Леванов Игорь Геннадьевич
Рубрика: Расчет и конструирование
Статья в выпуске: 2 т.21, 2021 года.
Бесплатный доступ
Повышение экологических требований к транспорту и промышленности ставит перед трибологией приоритетную задачу, связанную с разработкой экологически чистых смазочных материалов и технологий. В качестве биоразлагаемых базовых масел чаще всего используются растительные масла и синтетические сложные эфиры. Фундаментальные ограничения, связанные с их прямым применением, связаны с двумя основными параметрами: стойкостью к окислению и их трибологическими характеристиками, то есть антифрикционными, износостойкими и противозадирными свойствами. Для повышения стойкости к окислению используется низкое содержание ненасыщенных жирных кислот, а снижение трения и износа достигается за счет разработки совместимых композитных присадок к базовому растительному маслу. Вторая проблема проистекает из специфической особенности трибосистем, которая заключается в том, что их функциональные характеристики зависят от совокупного комплексного воздействия многих факторов и, более того, меняются в процессе эксплуатации. Исследователи пытаются найти решение, разрабатывая совместимые композиционные добавки к базовым биоразлагаемым растительным и синтетическим маслам. Однако многими исследователями было установлено, что по своим физико-химическим и трибологическим характеристикам растительные масла удовлетворяют эксплуатационным требованиям только при определенных условиях. В настоящем исследовании представлены результаты сравнительного исследования характеристик трения и температуры масла в двух трибосистемах «Подшипник качения» и «Подшипник скольжения» при смазке чистым рапсовым маслом и рапсовым маслом, содержащим 4 % нетоксичной и беззольной присадки. Новая присадка предназначена для биоразлагаемых базовых масел. Исследования проводились в трибологических лабораториях Южно-Уральского государственного университета, Челябинск, Россия, и в Софийском техническом университете, Болгария.
Трибология, коэффициент трения, рапсовое масло, присадки AW/EP, подшипники качения, подшипники скольжения
Короткий адрес: https://sciup.org/147233506
IDR: 147233506 | УДК: 532.5:532.135, | DOI: 10.14529/engin210201
Study of the influence of non-toxic additives in rape seed oil in experimental studies of machine friction units
Increasing of the environmental requirements to transport and industry poses to tribology a priority task related to the development of environmentally friendly lubricants and technologies. Vegetable oils and synthetic esters are most commonly used as biodegradable base oils. The fundamental constraints associated with their direct application are related to two main parameters: resistance to oxidation and their tribological characteristics, that is, anti-friction, wear-resistant and extreme pressure properties. To increase oxidation stability, low unsaturated fatty acids contents are used, and the reduction of friction and wear is achieved by developing compatible composite additives towards the base vegetable oil. The second problem originates from a specific feature of the tribosystems, which is the fact that their functional characteristics, being dependent on the combined complex influence of many factors, and moreover these are changing during the course of theirexploitation. Researchers try to find a solution by elaborating compatible composite additives to the basis bio-degradable vegetable and synthetic oil. However, many researchers have found that in regard to their physical-chemical and tribological characteristcs the vegetable oils satisfy the exploitational requirements only under certain conditions. The present study presents results from a comparative investigation of friction characteristics and oil temperature in two tribosystems “Rolling Bearings” and “Sliding Bearing” when lubricated with pure rapeseed oil and rapeseed oil containing 4% non-toxic and ashless additive. The new additive is designed for biodegradable base oils. The research was conducted in tribology laboratories in Southern Ural State University, Chelyabinsk, Russia, and at the Technical University of Sofia, Bulgaria layer.
Список литературы Изучение влияния нетоксичных добавок в рапсовое масло при экспериментальных исследованиях узлов трения машин
- Jost H.P. Tribology – from basics to productivity and employment. Opening Speech at the 5th World Tribology Congress, Torino, 2013.
- Bhushan B. (Ed.) Modern Tribology Handbook, CRC Press, Boca Raton, 2001.
- Bartz W.J. Reducing the impairment of the environment. Proceedings of the 2nd European Conference on Tribology ECOTRIB`2009, Pisa, Italy, June, 2009.
- Nosonovski M., Bhushan B. Green tribology: principles, research areas and challenges. Phil.Trans.R.Soc.A, 2010, 368, pp. 4677–4694.
- Rac A., Vencl A. Ecological and technical aspects of the waste oils influence on environment. The Annals of University “Dunărea de Jos” of Galaţi, Fascicle VIII, Tribology, 2012, 18, 1, pp. 5–11.
- Sasakiр S., Environmentally friendly tribology (Eco-tribology). Journal of Mechanical Science and Technology, 2010, vol. 24, pp. 67–71.
- Altõn R. et al. The potential of using vegetable oil fuels as fuel for diesel engines. Energy Conversion and Management, 2001, vol. 42, pp. 529–538.
- Abolle´ A., Kouakou L., Planche H. The viscosity of diesel oil and mixtures with straight vegetable oils: Palm, cabbage palm, cotton, groundnut, copra and sunflower. Biomassand bioenergy, 2009, vol. 33, pp. 1116–1121.
- Fox N.J., Stachowiak G.W. Vegetable oil-based lubricants – a review of oxidation. Tribology International, 2007, vol. 40, pp. 1035–1046.
- Perez J.M. et al. Characterization of Tricresylphosphate Lubricating Films by Micro-Fourier Transform Infrared Spectroscopy. Tribology Transactions, 1990, pp. 131–139.
- Bugaev A.M. Effect of the multifunctional additive “Valena” on the tribological properties of rapeseed oil. Agroengineering, Moscow., MSAU, 2008, no. 4, pp. 99–101.
- Zadorozhnaya E, Levanov I, Kandeva M. Tribological research of biodegradable lubricants for friction units of machines and mechanisms: Current state of research, Lecture Notes in Mechanical Engineering. Publisher: Springer Nature, 2019, pp. 939–947.
- Kandeva M., Kalitchin Zh., Zadorozhnaya E. Tribological Investigations on Tribosystems Lubricated with Vegetable Oils and Mineral-Vegetable Composites with Metalplating Additive, Part II: Wear. Journal of Environmental Protection and Ecology, 2018, vol. 19, no. 4, pp. 1678–1689.
- Zhang G., Xu Y., Xiang X., Zheng G., Zeng X., Li Z., Ren T., Zhang Y. Tribological performances of highly dispersed graphene oxide derivatives in vegetable oil. Tribology International, 2018, vol. 126, pp. 39–48.
- Padmini R., Krishna P.V., Rao G.K.M. Effectiveness of vegetable oil based nanofluids as potential cutting fluids in turning AISI 1040 steel. Tribology International, 2016, vol. 94, pp. 490–501.
- Alves S.M., Barros B.S., Trajano M.F., Ribeiro K.S.B., Moura E., Tribological behavior of vegetable oil-based lubricants with nanoparticles of oxides in boundary lubrication conditions. Tribology International, vol. 65, pp. 28–36, 2013.
- Sharma B.K., Adhvaryu A., Erhan S.Z. Friction and wear behavior of thioether hydroxy vegetable oil. Tribology International, 2009, vol. 42, no. 2, pp. 353–358.
- Anand O.N., Malik V.P., Neemla K.D. Studies on extreme pressure films – reactions of sulphurized vegetable oils and alkyl phenols with iron, Tribology International, 19, 3, 128-132, 1986.
- Zeng X., Li J., Wu X., Ren T., Liu W. The tribological behaviors of hydroxyl-containing dithiocarbamate-triazine derivatives as additives in rapeseed oil. Tribology International, 2007, vol. 40, no. 3, pp. 560–566.
- Quinchia L.A., Delgado M.A., Reddyhoff T., Gallegos C., Spikes H.A. Tribological studies of potential vegetable oil-based lubricants containing environmentally friendly viscosity modifiers, Tribology International, 2014, 69, pp. 110–117.
- Mukhortov I., Zadorozhnaya E., Kandeva M., Levanov I. Studying the Possibility of Using Complex Esters as AW/EP Additives, Tribology in Industry, 2019, vol. 41, no. 3, pp. 355–364.