KATEDRA TECHNIKI LESNEJ A K A D E M I A R O L N IC Z A. im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu

Transkrypt

1 ty) KATEDRA TECHNIKI LESNEJ A K A D E M I A R O L N IC Z A im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu ul. Wojska Polskiego 71 c tel.:.jo 61) POZNAN fax: (O61) SPRAWOZDANIE Z BADAN Nr. lo/2005/u Zleceniodawca: Zleceniobiorca: Przedsiebiorstwo Produkcyjno Handlowe "ADW" Sp. z WYRY, ul. Zbozowa 2 Katedra Techniki Lesnej Akademii Rolniczej im. A. Cieszkowskiego w Poznaniu ul. Wojska Polskiego 71c Przedmiotem badan byla próbka: oleju do smarowania ukladów tnacych pilarki lancuchowej, dostarczonej przez Zleceniodawce w pieciu 20 l pojemnikach z pólprzezroczystego tworzywa sztucznego opisanego na naklejce jako olej biodegradowalny do pilarek. Próbki zostaly zarejestrowane jako: olej "M" Zastrzezenia: 1. Wyniki badan stanowia integralna czesc niniejszego sprawozdania. 2. Wyniki badan zamieszczone w niniejszym sprawozdaniu odnosza sie wylacznie do przebadanych próbek wyrobu. 3. Sprawozdanie niniejsze moze byc wykorzystywane tylko w calosci. Powielanie i wykorzystywanie fragmentów sprawozdania wymaga pisemnej zgody Kierownika Katedry Techniki Lesnej Akademii Rolniczej w Poznaniu. 4. Katedra Techniki Lesnej Akademii Rolniczej w Poznaniu nie ponosi odpowiedzialnosci za jakiekolwiek skutki mogace powstac w wyniku nadania przez Zleceniodawce tej samej nazwy wyrobom, o wlasciwosciach innych niz produkt badany przez Zleceniobiorce.

2 Sprawozdanie z badania oleju" Bio Forest Gil" 2 Temat pracy: Ocena przydatnosci oleju "Rio Forest Oil" do smarowania ukladów tnacych pilarek klncuchowych. Autorzy: Kierownik Tematu: dr inz. Roman Wojtkowiak Kierownik Katedry: prof. dr hab. inz. Henryk Rózanski Numer tematu: 10/2005/U Slowa kluczowe: olej do smarowania ukladów tnacych pilarek lancuchowych, smarnosc, zuzycie elementów ukladu tnacego, wlasciwosci fizykochemiczne, biodegradowalnosc, test wyplukiwania zywicy, test wysychania oleju. Streszczenie: W pracy przeprowadzono badania przydatnosci oleju" Bio Forest Gil" do smarowania ukladów tnacych pilarek lancuchowych. Badania polegaly na ocenie smarnosci tego oleju na specjalnym stanowisku badawczym. W ramach prowadzonych badan sprawdzono zuzycie wybranych elementów ukladu tnacego pilarki lancuchowej smarowanych olejem "Bio Forest Gil". Okreslono wlasciwosci fizyko-chemicznetego oleju, baze olejowa, jego zdolnosc do rozpuszczania zywic, jak równiez wysychanie olejów. Uwagi: Wyniki badan odnosza sie do dostarczonej partii oleju o nazwie,,bio Forest Gil". Autor opracowania nie odpowiada za cechy oleju o tej samej nazwie z innej partii produkcji. Sprawozdanie sklada sie z 9 numerowanych stron.

3 Sprawozdanie z badania oleju" Bio Forest Oil " Wstep. Poniewaz kazdy system, jest zbiorem elementów polaczonych ze soba strukturalnie i funkcjonalnie, przyjeto, ze struktura analizowanego systemu: A. l = { Z, l, C1,-'-'-1 D. } gdzie: A - analizowanysystem, Z - zbiór elementów, C - cechy (wlasciwosci) analizowanych elementqw, R - relacje pomiedzy analizowanymi elementami i - analizowany srodek smarny. Z punktu widzenia tribologii, wynika, ze w analizowanym systemie wyróznic nalezy nastepujace skladniki tribosystemu: - element podstawowy -Xl - prowadnica, - element wspólpracujacy- X2- pila lancuchowa, - element wspólpracujacy- :13-kólko napedowe, - srodek smarowy - X4- olej do smarowania. W ramach przeprowadzonych badan okreslono istotne wlasciwosci wybranych skladników: a) Wlasciwosci fizyko-chemiczne, istotne z punktu widzenia ukladu tnacego pilarki lancuchowej:. gestosc w temp. 20 C,. lepkosc kinematyczna w temperaturze 20 C,. lepkosc kinematyczna w temperaturze 40 C,. lepkosc kinematyczna w temperaturze 100 C,. lepkosc dynamiczna w temperaturze 20 C,. wskaznik lepkosci. temperatura zaplonu (t.o.). temperatura plyniecia. liczba kwasowa. liczba zmydlenia. zawartosc wody. zawartosc stalych cial obcych. wlasnosci korozyjne b) Straty materialowe elementów ukladu jako ubytek masy: prowadnicy jako elementu podstawowego pily lancuchowej jako elementu wspólpracujacego glównego. kólka napedowego jako elementu wspólpracujacego pomocniczego. c) Zuzycie elementów jako ubytek wymiarów wybranych czesci: o szerokosci prowadnicy, o szerokosci rowka prowadnicy, o wysokosc przedniej stopy ogniwka laczacego pily lancuchowej, o wysokosc tylniej stopy ogniwka laczacego pily lancuchowej, o grubosc czesci wodzacej ogniwek napedowych pily lancuchowej, d) Zdolnosc rozpuszczania zywic przez olej do smarowania ukladu tnacego pilarki lancuchowej. e) Wysychanie oleju. Podstawowe znaczenie w praktyce smarowniczej maja wlasciwosci reologiczne srodka smarnego. Zaleza one glównie od strukturalno-grupowego skladu weglowodorów wchodzacych w sklad oleju. Dobór cieczy smarujacej o optymalnej lepkosci zalezy od konstrukcyjnych wlasciwosci urzadzen mechanicznych. Zbyt duza lepkosc oleju, powoduje straty mocy silnika, a zbyt mala, zwieksza niebezpieczenstwo szybkiego zuzycia lub zatarcia, a takze zwieksza drgania i halasliwosc pracy lancucha po prowadnicy. 3

4 Sprawozdanie z badania oleju" Bio Forest Oil" 4 1. Okreslenie wlasciwosci badanego oleju Ocena organoleptyczna. Dostarczona próbke oleju,,bio Forest Gil" oceniono wstepnie organoleptycznie. Wyniki przedstawiono w tabeli 1. Tabela 1. Podstawowe t ledty l..,bio F. t Oil" a L.p. Cecha oleju Badany Iej l Typ oleju baza - olej roslinny 2 Gestosc znaczna 3 Wyglad opalizujacy 4 Kolor zielony 5 Zapach oleju roslinnego 6 Smak oleju rzepakowego Badanie wlasciwosci fizykochemicznych. Drugim etapem badania przydatnosci oleju,,bio Forest Gir' do smarowania ukladów tnacych pilarki lancuchowej bylo okreslenie wlasciwosci fizykochemicznych, dostarczonej przez zleceniodawce próbki oleju. W tabeli 2 przedstawiono spis badanych cech testowanego oleju i numery norm, zgodnie z którymi przeprowadzano badania podstawowych, najistotniejszych z punktu widzenia wykorzystania w lasach, wlasciwosci. Badane cechy, powtarzalnosc badan i metodyka badan. Tabela 2. Lp. Oznaczana cecha Jednostka Powtarzalnosc Metoda badania Warunki badania l. Gestosc w temp. 20 C g/cm3 0,001 PN-90/C Lepkosc kinematyczna w temperaturze:. 20 C mm2/s 0,35% sredniej PN-81/C C mm2/s 0,35%sredniej. 100 C mml/s 0,35% sredniej 3. Lepkosc dynamiczna metoda Brook- mpas 5% sredniej PN-83/C fielda w temperaturze 20 C 4. Temperatura zaplonu (t.o.) oc 6 C PN-82/C Temperatura plyniecia oc 2 C PN-83/C Liczba kwasowa mg KOH/g 0,05 mg KOH/g PN-88/C-04288/06 7. Liczba zmydlenia mg KOH/g 6 % sredniej PN-83/C Zawartosc wody metoda destylacyjna %(mlm) 0,1% (mim) PN-83/C Zawartosc stalych cial obcych %(m/m) 0,005 % (mim) PN-58/C Biodegradowalnosc % 0,1 CEC L-33-A Wyniki badan wlasnosci fizykochemicznych. Wyniki przeprowadzonych badan wlasnosci fizykochemicznych dostarczonej próbki oleju "Bio Forest Oil" przedstawiono w tabeli 3.

5 Sprawozdanie z badania oleju" Bio Forest Gil " Wlasnosci fizykochemiczne oleju Bio Forest Oil 5 Tabela 3. Lp. Oznaczana cecha Jednostka Wyniki Warunki badania 1 Gestosc w temp. 20 C g/cmj 0,918 2 Lepkosc kinematyczna w temperaturze:. ol 20 C mm2/s 158, C mm2/s 66, C mm2/s 12,53 3 VVskazniklepkosci Temperatura zaplonu (t.o.) oc Temperatura plyniecia oc < Liczba kwasowa mg KOH/g 0,108 7 Liczba zmydlenia mg KOH/g Zawartosc wody % (mim) < 0,005 9 Zawartosc stalych cial obcych % (mim) brak 2. Test zuzywania sie elementów tracych. Przeprowadzono badania zuzywania sie elementów wspólpracujacych ze soba podczas przemieszczania lancucha po prowadnicy. Badano jak zuzywaja sie wybrane elementy ukladu tnacego pilarki lancuchowej przy testowanym oleju na specjalnie skonstruowanym stanowisku SBS-2. W odróznieniu od warunków charakterystycznych dla tarcia slizgowego wystepujacego w lozyskach slizgowych, suwnicach itp., dobór lepkosci dla ukladu tnacego pilarki lancuchowej, w której zachodzi tarcie slizgowe i slizgowo-toczne, stwarza czesto wiele trudnosci, zwlaszcza, gdy uklady te pracuja pod znacznym obciazeniem i przy duzych predkosciach obwodowych. Przeprowadzono badania, wedlug zmodyfikowanej metody, polegajace na sprawdzeniu wielkosci zuzycia prowadnicy, pily lancuchowej i kólka napedowego, podczas przemieszczania sie pily lancuchowej z okreslona iloscia ogniw po prowadnicy z kólkiem gwiazdkowym. Teoretycznie podczas normalnych warunków pracy, urzadzenie tnace zuzywa sie proporcjonalnie do wykonanej przez nie pracy, co jest zalezne od ilosci ogniwek obiegajacych prowadnice, wprawianych w ruch kólkiem napedowym z silnika spalinowego Wyniki zuzywania sie elementów wspólpracujacych. W wyniku przeprowadzonych badan nie stwierdzono nadmiernego zuzycia pily lancuchowej, prowadnicy ani kólka napedowego. Nie zaobserwowano przebarwien na testowanych elementach, wyszczerbien czy zwiekszonego zuzycia. Przeprowadzone pomiary: ~ Szerokosci bij elementu wspólpracujacego glównego - X2- prowadnicy - w kazdym i-tym punkcie pomiarowym, ~ szerokosci Sijkazdego rowka elementu wspólpracujacego glównego - X2- prowadnicy - w kazdym i-tym punkcie pomiarowym, ~ wysokosc przedniej stopy hpj trzech wybranych ogniwek laczacych elementu podstawowego - Xl -pily lancuchowej, ~ wysokosc tylniej stopy hti trzech wybranych ogniwek laczacych elementu podstawowego - Xl - pily lancuchowej ~ grubosc czesci wodzacej gi trzech wybranych ogniwek napedowych elementu podstawowego -X2 -pily lancuchowej, ~ wydluzenie -ALi- kazdego elementu podstawowego - Xl - pily lancuchowej, pozwalaja stwierdzic, ze olej "Bio Forest Oil" zapewnia wystarczajacy klin olejowy, który nie dopuszcza do szybkiego zuzywania sie wspólpracujacych elementów. Równiez analiza ubytku masy wspólpracujacych elementów takich jak:. mi - elementu podstawowego - Xlj -pily lancuchowej,

6 Sprawozdanie z badania oleju" Bio Forest Gil " 6. m2 - elementu wspólpracujacego glównego - X2j- prowadnicy,. m3 - elementu wspólpracujacego pomocniczego - X3j-kólka napedowego, nie wykazalaznaczacegozuzyciabadanychelementówsmarowanycholejem"bio Forest Oil". 3. Badanie rozpuszczania zywic (Pinus si/vestri LJ przez olej. Do badania nad zdolnoscia rozpuszczania zywic (Pinus si/vestri L.) przez olej do smarowania ukladu tnacego pilarki lancuchowej zastosowano metode opracowana w Katedrze Techniki Lesnej. Polega ona na sprawdzeniu w jakim stopniu badany olej rozpuszcza zywice sosnowa osadzajaca sie na elementach tnacych pilarki lancuchowej Wynik. W wyniku przeprowadzonej próby rozpuszczania zywicy sosnowej (Pinus si/vestri L.) oceniono na bardzo dobre. 4. Badanie wysychania i lakowania oleju. Oleje jak kazda ciecz wykazuja zdolnosc do odparowywania. To z kolei wiaze sie powinowactwem z niektórymi pierwiastkami. W zaleznosci od rodzaju i ilosci wiazan oleje posiadaja rózna wrazliwosc na dzialanie tlenu. Oprócz utleniania, w przypadku olejów mamy jeszcze do czynienia z szeregiem innych procesów takich jak polimeryzacja nienasyconych kwasów tluszczowych. Moze to powodowac tworzenia na smarowanej powierzchni (prowadnicy, pile lancuchowej czy pompie olejowej) lepkiej lub suchej warstewki. Cecha ta zostala nazywana "lakowaniem". Do badania wysychania i lakowania oleju do smarowania ukladu tnacego pilarki lancuchowej, zastosowano metode opracowana w Katedrze Techniki Lesnej AR Poznan. Metoda ta polega na sprawdzeniu w jakiej ilosci badany olej wysycha w temperaturze 20 C i 100 C oraz w jakiej postaci lak osadza sie podczas tego wysychania Wynik. W wyniku przeprowadzonej próby stwierdzono, ze wysychanie oleju "Bio Forest Oil" w temperaturze20 Cjest nieznaczne,a w temperaturze1ooocdosc duze. Wspólczynnik wysychania wyniósl 79,35. Nie stwierdzono "lakowania" badanego oleju. 5. Wyplukiwanie zywicy sosnowej zwyczajnej (Pinus silvestri L) W celu okreslenia zdolnosci oleju do wyplukiwania zywicy osadzonej na elementach tnacych pilarki lancuchowej opracowano stanowisko do tych badan. Badanie polegalo na sprawdzeniu w jakim czasie dany olej jest w stanie wyplukac okreslona mase zywicy znajdujaca sie w rowku Wynik wyplukiwania zywicy sosnowej badanym olejem. Przeprowadzone próby wyplukiwania zywicy z porcelanowej plytki wykazaly, ze wskaznik wyplukiwania wynosil 88,5, co swiadczy o duzej zdolnosci tego oleju do wymywania zywicy sosnowej (Pinus si/vestri L.). Olej "Bio Forest Oil" wyplukuje zywice dobrze. Jest to zgodne z ogólna tendencja, gdyz najczesciej oleje roslinne wymieszane z specjalnymi dodatkami wymywajacymi, bardzo dobrze wyplukuja i rozpuszczaja zywice sosnowa.

7 6. Badanie stopnia biodegradowalnosci. Sprawozdanie z badania oleju" Bio Forest Gil " 7 W ostatnich latach rozpoczeto produkcje olejów do smarowania ukladów tnacych w pilarkach spalinowych ulegajacych biodegradacji w wodzie i glebie. Moga to byc oleje syntetyczne, m.in. estrowe zblizone budowa chemiczna do trójglicerydów naturalnych lub oleje roslinne. Mikroorganizmy posiadaja enzymy hydrolityczne (w tym esterazy), katalizujace procesy rozszczepiania wiazan estrowych. Mozna rozróznic biodegradowalnosc pierwotna, tj. zdolnosc substancji wyjsciowej (mozliwa jest tu stuprocentowa biodegradowalnosc) lub biodegradowalnosc ostateczna. Biodegradowalnosc ostateczna wystepuje wówczas, gdy badana substancja zostanie calkowicie rozlozona przez mikroorganizmy. Do badan podatnosci olejów do smarowania ukladów tnacych pilarek lancuchowych na biochemiczny rozklad stosuje sie biodegradacje pierwotna, zgodnie z norma CEC L- 33-A-94 z roku 1994 (dawniej test CEC L-33-T-82), opracowana przez Coordinating European Council for Development ofperformance Tests for Lubricants and Engine Fuels. Przedmiotem pracy byla ocena biodegradacji próbki oleju,,bio Forest Oil" w odniesieniu do wzorca biodegradacji -dwuizotridecyloadypinianu (DITA). W badaniach zastosowano test glebowy Obliczenia. Wspólczynnik zmiennosci 5 pomiarów zawartosci weglowodorów i prób równoleglych na ogól nie byl wiekszy od 4,5%, stad tez do obliczen stopnia biodegradacji wykorzystano wartosc srednia Wynik badania: Stwierdzono, ze olej "Bio Forest Oil" ulega biodegradacji w 96% Wniosek: Olej "Bio Forest Oil" nalezy do olejów o wysokim stopniu biodegradowalnosci w srodowisku glebowym. 7. Podsumowaniebadan. Przeprowadzone badania pozwalaja stwierdzic, ze: Olej,,Bio Forest Oil" charakteryzuje sie gestoscia 0,918 g/cm3 i miesci sie w granicach gestosci najczesciej spotykanych olejów roslinnych, duzo wyzsza niz olejów mineralnych zalecanych do smarowania ukladów tnacych pilarek lancuchowych. Olej "Bio Forest Oil" ma w temperaturze 20 C wysoka wartosc lepkosci kinematycznej, wyzsza niz inne polskie czy zagraniczne oleje roslinne. W zakresach temperatur pracy prowadnicy - a wiec w temperaturze l OOoC,lepkosc kinematyczna oleju,,bio Forest Oil" jest wysoka. Duzo wyzsza do innych polskich i zachodnich olejów roslinnych. Znacznie wyzsza od porównywalnych olejów mineralnych. Olej "Bio Forest Oil" ma wysoki wskaznik lepkosci równy 207. Temperaturaplynieciadla oleju,,bioforest Oil" wynosiponizej- 29 C, a wiec jest wystarcza- jaca w polskich warunkach klimatycznych. W badanej próbce oleju,,bio Forest Oil" nie stwierdzono zawartosci wody. Przeprowadzone badania pozwalaja stwierdzic, ze: olej,,bio Forest Oil" charakteryzuje sie wysoka zdolnoscia rozpadu na zwiazki nieszkodliwe dla srodowiska lesnego.

8 8. Wnioski. Sprawozdanie z badania oleju" Bio Forest Oil" 8 Na podstawie przeprowadzonych badan mozna stwierdzic, ze zuzycie badanych elementów ukladu tnacego pilarki lancuchowej podczas testowania smarnosci oleju "Bio Forest Oil" bylo nieduze. W analizowanych elementach stwierdzono niewielkie zuzycie materialu, nie zauwazono pekniec oraz nie zaobserwowano uszczerbków materialu. l. Nie stwierdzono wiekszego zuzycia prowadnicy na biezni ani w rowku prowadzacym. Nieco zwiekszone zuzycie materialu na poczatku prowadnicy, gdzie nastepuje nasuwanie sie pily lancuchowej na bieznie oraz na koncówce prowadnicy, gdzie pila lancuchowa po zatoczeniu luku wchodzi na odcinek prosty, jest normalne i w przypadku oleju "Bio Forest Oil" bylo nieco mniejsze od przecietnego. Nie zaobserwowano wiekszego zuzycia masy kólka napedowego. Ubytek masy pily lancuchowej jest nieznaczny. Pila lancuchowa w badanych miejscach nie wykazala znaczniejszego zuzycia. a) zarówno pietka jak i stopa ogniwka laczacego nie wykazaly wiekszego ubytku, b) grubosci ogniwka prowadzace nie ulegla wiekszej zmianie. Nie stwierdzono wiekszego wydluzenie pily lancuchowej. Rozpuszczalnosc zywic sosny zwyczajnej olejem "Bio Forest Oil" jest duza. Wysychalnosc dla oleju "Bio Forest Oil" w temperaturze 20 C byla bardzo niska, a w temperaturze 1OOoCbardzo duza Nie stwierdzono lakowania tego oleju. Ta cecha jest bardzo istotna w przypadku olejów przeznaczonych do smarowania ukladu tnacego pilarki lancuchowej a jej brak bardzo dobrze swiadczy o oleju. Na podstawie przeprowadzonych badan mozna stwierdzic, ze badany olej do smarowania ukladu tnacego pilarki lancuchowej,,bio Forest Oir' charakteryzuje sie wysoka zdolnoscia rozpadu. W analizowanych próbach stwierdzono duzy zanik ekstrahowanych grup CH2.Zgodnie z KlasyfIkacja rozkladalnosci zwiazków chemicznych wg. PN-88/C stopien biodegradacji [%] powyzej 90% nalezy do grupy latwo rozkladalnych biochemicznie zwiazków.

9 Sprawozdanie z badania oleju" Bio Forest Gil" UWAGi KONCO,",'E. 9 Parametry fizykochemiczne oleju "Bio Forest Gil" mieszcza sie w typowym szeregu wlasciwosci para..'tietrówolejów roslinnych sluzacych do smarowa..-:tiaukladów tnacych pilarek lancuchowych. Mimo nizszej gestosci, jego lepkosc kinematyczna jest wyzsza, zarówno w temperaturze otoczenia jak i' w temperaturze pracy ukladu, od olejów mineralnych stosowanych dotychczas przez uzytkowników piiarek lancuchowych do smarowania ukladu tnacego. Olej "Bio Forest Oil" wytwarza wystarczajaco trwaly film olejowy zmniejszajacy zuzycie elementów ukladu tnacego pilarki lancuchowej takich jak pila lancuchowa, prowadnica czy kólko napedowe. Natomiast wlasciwosc, bardzo istotna dla pilarza, jaka jest wyplukiwanie zywic stwierdzono bardzo wysoka. Z kolei wysychalnosc, wykazuje dosc duza, ale zwiazane z tym tworzenie tzw.,,laku", jest znikome, co jest cecha znacznie wazniejsza dla uzytkowników pilarek. Parametry biodegadowalnosci oleju,,rio Forest Gil" naleza do wyzszego szeregu wlasciwosci parametrów rozpadu.. Nalezy je zaliczyc, do olejów latwo ulegajacych biodegradacji. Olej "Rio Forest OH" w wyniku przeprowadzonej oceny podatnosci na biochemiczny rozklad, której wielkosc stwierdzono w 96%, nadaje sie do stosowania w ukladach tnacych pilarek lancuchowych. Olej "Bio Forest OH"ze wzgledu na "smarnosc" nadaje sie do smarowania ukladów tnacych pilarek lancuchowych. Niektórymi parametrami przewyzsza nawet inne oleje smarowe, które przebadano w Katedrze Techniki Lesnej Akademii Rolniczej w Poznaniu. Moze byc stosowany do smarowania ukladów tnacych pilarek lancuchowych w polskich lasach, sadach, ogrodach przydomowych jak i ogródkach dzialkowych. Posiada parametry smarujace, wymywajace, czy chlodzace znacznie wyzsze niz inne przebadane w Katedrze Techniki Lesnej oleje krajowe czy dostepne na polskim rynku oleje importowane. Kierownik Tematu: -:r./pov'jt..oc.j.lak. dr inz. Roman Wojtkowiak ~ADEMIA ROLNICZA im. Augusta Cieszkowskiego KATEDRA TECHNIKI LESNEJ ul. WOjska Polskiego 71 c POZNAN tel , tel./fax R-iP-76-45