WPŁYW DODATKU SMARNEGO NA CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE NISKOTEMPERATUROWEGO SMARU PLASTYCZNEGO



Podobne dokumenty
WPŁYW DODATKU MODYFIKUJĄCEGO AR NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE EKOLOGICZNYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH

WPŁYW RODZAJU CIECZY BAZOWEJ SMARÓW PLASTYCZNYCH NA ZUŻYCIE ZMĘCZENIOWE MODELOWEGO WĘZŁA TARCIA

WPŁYW NIEKONWENCJONALNYCH DODATKÓW: α BN, SFR I POLY TFE NA WŁAŚCIWOŚCI SMARNOŚCIOWE I REOLOGICZNE OLEJU BAZOWEGO

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH BRĄZU CuSn12Ni2 W OBECNOŚCI PREPARATU EKSPLOATACYJNEGO O DZIAŁANIU CHEMICZNYM

OCENA ODPORNOŚCI NA UTLENIANIE ORAZ WŁAŚCIWOŚCI SMARNYCH KOMPOZYCJI OLEJU ROŚLINNEGO

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH BRĄZU CuSn12Ni2

WPŁYW RODZAJU ZAGĘSZCZACZA NA CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE SMARÓW PLASTYCZNYCH

Łódź, maja 1997 r. WPŁYW RODZAJU DODATKU USZLACHETNIAJĄCEGO OLEJ NA PRZEBIEG PROCESU SAMOSMAROWANIA ŁOŻYSKA POROWATEGO

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH POLIAMIDU PA6 I MODARU

KSZTAŁTOWANIE TRIBOLOGICZNYCH WŁAŚCIWOŚCI EKOLOGICZNYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE NIEKTÓRYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH PODDANYCH UGNIATANIU W OBECNOŚCI WODY

T R I B O L O G I A 35. Rafał KOZDRACH *, Jolanta DRABIK*, Ewa PAWELEC*, Jarosław MOLENDA*

BADANIA WPŁYWU PREPARATU EKSPLOATACYJNEGO O DZIAŁANIU CHEMICZNYM NA WŁASNOŚCI SMARNE OLEJU OBIEGOWEGO STOSOWANEGO W SILNIKACH OKRĘTOWYCH

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH SMARU PLASTYCZNEGO MODYFIKOWANEGO PROSZKIEM PTFE I MIEDZI

Badania tribologiczne dodatku MolySlip 2001G

ANALIZA PORÓWNAWCZA WŁASNOŚCI SMARNYCH OLEJU MASZYNOWEGO AN-46 PRZED I PO PROCESIE EKSPLOATACJI

WPŁYW DODATKU NA WŁASNOŚCI SMAROWE OLEJU BAZOWEGO SN-150

BADANIA NAD MODYFIKOWANIEM WARUNKÓW PRACY ŁOŻYSK ŚLIZGOWYCH SILNIKÓW SPALINOWYCH

Wpływ dodatku Molyslip 2001E na właściwości. przeciwzużyciowe olejów silnikowych

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE SMARÓW PLASTYCZNYCH WYTWORZONYCH NA MODYFIKOWANYCH OLEJACH ROŚLINNYCH

BADANIA WPŁYWU PREPARATU EKSPLOATACYJNEGO O DZIAŁANIU CHEMICZNYM NA WŁAŚCIWOŚCI SMARNE OLEJU TITAN TRUCK PLUS 15W40 STOSOWANEGO W SILNIKACH OKRĘTOWYCH

WSPÓŁODDZIAŁYWANIE DODATKÓW TECHNOLOGICZNYCH ZAWARTYCH W OLEJACH HANDLOWYCH Z PREPARATEM EKSPLOATACYJNYM O DZIAŁANIU CHEMICZNYM

WPŁYW RODZAJU FAZY DYSPERGUJĄCEJ NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE SMARÓW PLASTYCZNYCH

WPŁYW PALIWA RME W OLEJU NAPĘDOWYM NA WŁAŚCIWOŚCI SMARNE W SKOJARZENIU STAL ALUMINIUM

ANALIZA POWIERZCHNI ŚLADÓW TARCIA PO TESTACH W OBECNOŚCI KOMPOZYCJI SMAROWYCH Z DODATKIEM ADHEZYJNYM

WPŁYW BIODODATKÓW OTRZYMANYCH Z ODPADOWYCH PRODUKTÓW RAFINACJI OLEJU RZEPAKOWEGO NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE ESTROWEGO OLEJU SMAROWEGO

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE WARSTWY POWIERZCHNIOWEJ CRN W WARUNKACH TARCIA MIESZANEGO

BADANIE STABILNOŚCI WŁAŚCIWOŚCI INHIBITOWANYCH KOMPOZYCJI OLEJOWYCH PO TESTACH PRZYSPIESZONEGO UTLENIANIA

Wpływ rodzaju fazy zdyspergowanej na właściwości tribologiczne smarów plastycznych wytworzonych na oleju lnianym

CZTEROKULOWA MASZYNA TARCIA ROZSZERZENIE MOŻLIWOŚCI BADAWCZYCH W WARUNKACH ZMIENNYCH OBCIĄŻEŃ

OCENA WŁASNOŚCI SMARNYCH WYBRANYCH ŚRODKÓW SMAROWYCH STOSOWANYCH W EKSPLOATACJI URZĄDZEŃ DŹWIGOWYCH

ON INFLUENCE OF DIESEL OIL SORT ON FRICTION AND WEAR PROCESSES Tarkowski Piotr, Paluch Roman Katedra Pojazdów Samochodowych Politechnika Lubelska

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE OLEJÓW ROŚLINNYCH JAKO POTENCJALNYCH BAZ ŚRODKÓW SMAROWYCH

T R I B O L O G I A 99. Alicja LABER *

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE OLEJU SMAROWEGO EKSPLOATOWANEGO W SILNIKU OKRĘTOWYM

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI SMARNYCH OLEJU SILNIKOWEGO TITAN TRUCK PLUS 15W40 MODYFIKOWANEGO PREPARATEM EKSPLOATACYJNYM O DZIAŁANIU CHEMICZNYM

WPŁYW DODATKÓW CHO NA ZMIANĘ SKŁADU WARSTWY WIERZCHNIEJ ŚLADU TARCIA

Badania tribologiczne powłok CrN i TiN modyfikujących warstwę wierzchnią czopa w aspekcie zastosowania w łożyskach ślizgowych

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE WARSTWY WIERZCHNIEJ STALI MODYFIKOWANEJ BOREM W WARUNKACH TARCIA MIESZANEGO

BADANIE SMARNOŚCI OLEJU NAPĘDOWEGO Z DODATKIEM ESTRÓW OLEJU RZEPAKOWEGO PRZY UŻYCIU APARATU HFRR

WPŁYW OCZYSZCZANIA OLEJÓW SPRĘŻARKOWYCH NA ICH WŁAŚCIWOŚCI SMARNE

TRWAŁOŚĆ UŻYTKOWA I STABILNOŚĆ OKSYDACYJNA MODYFIKOWANYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH

Wpływ wymuszeń mechanicznych na zmianę właściwości tribologicznych smarów plastycznych wytworzonych na bazie mineralnej

Wpływ wymuszeń mechanicznych na zmianę właściwości smarnych biodegradowalnego smaru plastycznego wytworzonego na bazie roślinnej

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE POWŁOK ELEKTROLITYCZNYCH ZE STOPÓW NIKLU PO OBRÓBCE CIEPLNEJ

Smary plastyczne europejskie normy klasyfikacyjne i wymagania jakościowe

BADANIA SMARNOŚCI WYBRANYCH PALIW ZASTĘPCZYCH STOSOWANYCH W TRANSPORCIE SAMOCHODOWYM

Q = 0,005xDxB. Q - ilość smaru [g] D - średnica zewnętrzna łożyska [mm] B - szerokość łożyska [mm]

METODY BADANIA SMARNOŚCI I ICH ROZDZIELCZOŚĆ

PRZECIWZUŻYCIOWE POWŁOKI CERAMICZNO-METALOWE NANOSZONE NA ELEMENT SILNIKÓW SPALINOWYCH

Monitorowanie stabilności oksydacyjnej oleju rzepakowego na

DIAGNOSTYKA INTENSYWNOŚCI ZUŻYCIA OLEJU SILNIKOWEGO W CZASIE EKSPLOATACJI

W AŒCIWOŒCI TRIBOLOGICZNE SIARKOWANYCH OLEJÓW ROŒLINNYCH

BADANIE EFEKTYWNOŚCI SMAROWANIA LITOWEGO SMARU PLASTYCZNEGO NAPEŁNIONEGO AZOTKIEM BORU

Ewidentne wydłużenie czasu eksploatacji maszyn i urządzeń w przemyśle w wyniku zastosowania produktów z grupy Motor-Life Professional

OCENA ODDZIAŁYWAŃ POMIĘDZY EKOLOGICZNYM DODATKIEM SMARNYM I DODATKAMI PRZECIWUTLENIAJĄCYMI W SYNTETYCZNEJ BAZIE OLEJOWEJ

Zastosowanie montmorylonitu jako dodatku modyfikującego właściwości tribologiczne smaru plastycznego wytworzonego na bazie roślinnej

WPŁYW PROCESU TARCIA NA ZMIANĘ MIKROTWARDOŚCI WARSTWY WIERZCHNIEJ MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH

MASZYNA MT-1 DO BADANIA WŁASNOŚCI TRIBOLOGICZNYCH ZE ZMIANĄ NACISKU JEDNOSTKOWEGO

BIODEGRADOWALNE OLEJE SMAROWE DO PRZELOTOWYCH UKŁADÓW SMAROWANIA

PORÓWNANIE SKUTECZNOŚCI DZIAŁANIA WYBRANYCH BIODODATKÓW I KLASYCZNEJ WIELOFUNKCYJNEJ SUBSTANCJI USZLACHETNIAJĄCEJ

Badania tribologiczne ślizgowych węzłów obrotowych z czopami z powłoką TiB 2

WPŁYW TEMPERATURY PRACY WĘZŁA TARCIA NA AKTYWNOŚĆ TRIBOCHEMICZNĄ WYBRANYCH OLEJÓW BAZOWYCH

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 342

EFEKTY EKSPLOATACYJNE SILNIKA SPALINOWEGO SMAROWANEGO PREPARATEM EKSPLOATACYJNYM O DZIAŁANIU CHEMICZNYM

WPŁYW PROMIENIOWANIA ULTRAFIOLETOWEGO NA LEPKOŚĆ OLEJÓW SMAROWYCH

WPŁYW TEMPERATURY NA SKŁAD CHEMICZNY WARSTW GRANICZNYCH POWSTAJĄCYCH Z UDZIAŁEM DODATKU SMARNEGO POCHODZENIA ROŚLINNEGO

MOŻLIWOŚĆ ZASTOSOWANIA BIODEGRADOWALNYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH W EKSPLOATACJI MASZYN ROBOCZYCH

WPŁYW MODYFIKACJI OLEJU NANOCZĄSTECZKAMI MIEDZI NA JEGO EFEKTYWNOŚĆ SMAROWANIA

OCENA SMARNOŚCI MIESZANIN ESTRÓW METYLOWYCH KWASÓW TŁUSZCZOWYCH OTRZYMYWANYCH Z OLEJÓW ROŚLINNYCH W OLEJU NAPĘDOWYM

Spis treści. Wykaz ważniejszych symboli i akronimów... 11

ANALIZA ZMIAN SMARNOŚCI OLEJU SILNIKOWEGO STOSOWANEGO W SILNIKU CEGIELSKI-SULZER 3AL25/30

WPŁYW WYBRANYCH CZYNNIKÓW EKSPLOATACYJNYCH NA ZUŻYCIE ELEMENTÓW SKOJARZENIA TOCZNO-ŚLIZGOWEGO W OBECNOŚCI PŁYNU

O MOŻLIWOŚCI ZASTOSOWANIA AZOTKU BORU h-bn JAKO SKŁADNIKA ŻELAZNEGO POROWATEGO SPIEKU

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AK132

SKUTKI EKSPLOATACYJNE SMAROWANIA SILNIKA SPALINOWEGO PREPARATEM EKSPLOATACYJNYM O DZIAŁANIU CHEMICZNYM

KORELACJA WYNIKÓW UZYSKANYCH Z APARATÓW: AMSLERA I TESTERA T-05

PRZEMIANY CHEMICZNE SYNTETYCZNEGO ŚRODKA SMARNEGO ZAWIERAJĄCEGO EKOLOGICZNY DODATEK PRZECIWZUŻYCIOWY ZACHODZĄCE W WARUNKACH TARCIA

TOPOGRAFIA WSPÓŁPRACUJĄCYCH POWIERZCHNI ŁOŻYSK TOCZNYCH POMIERZONA NA MIKROSKOPIE SIŁ ATOMOWYCH

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE POWŁOK CERAMICZNYCH AL 2 O 3 NATRYSKIWANYCH PLAZMOWO

STARZENIE SAMOCHODOWYCH OLEJÓW PRZEKŁADNIOWYCH. CZĘŚĆ III. WPŁYW NA ZUŻYCIE MODELOWEGO WĘZŁA TARCIA

WPŁYW OLEJÓW SMAROWYCH NA WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWĄ STOPÓW ŁOŻYSKOWYCH

Seria Mereta Syntetyczne, przemysłowe oleje obiegowe i przekładniowe

O NIEKTÓRYCH SKUTKACH ODDZIAŁYWANIA PROMIENIOWANIA LASERA RUBINOWEGO Z UKŁADEM CIENKA WARSTWA WĘGLIKÓW METALI NA KAPILARNO-POROWATYM PODŁOŻU

WŁASNOŚCI TRIBOLOGICZNE DWUSKŁADNIKOWYCH WARSTW POWIERZCHNIOWYCH PRACUJĄCY W WĘZŁACH CIERNYCH

WPŁYW PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH NA ZUŻYCIE FRETTINGOWE W POŁĄCZENIU WCISKOWYM

WPYW STANU WARSTWY WIERZCHNIEJ NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE ŻELIWA SFEROIDALNEGO FERRYTYCZNEGO PO NAGNIATANIU

WPŁYW WYBRANYCH SMAROWYCH PREPARATÓW EKSPLOATACYJNYCH NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH PODCZAS TARCIA ZE STALĄ

BADANIA EKSPLOATACYJNE OLEJU RZEPAKOWEGO JAKO OLEJU SILNIKOWEGO

12/ Eksploatacja

TRIBOLOGICZNE WŁAŚCIWOŚCI STALI Z BOREM W WĘZŁACH CIERNYCH SMAROWANYCH OLEJAMI SILNIKOWYMI

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE WARSTW HYBRYDOWYCH TYPU CRC+CRN WYTWARZANYCH PRZEZ POŁĄCZENIE PROCESU CHROMOWANIA PRÓŻNIOWEGO Z OBRÓBKĄ PVD

WPŁYW MODYFIKACJI NA STRUKTURĘ I MORFOLOGIĘ PRZEŁOMÓW SILUMINU AlSi7

Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do modelowania zużycia przy tarciu granicznym

Stan krajowego zaplecza badawczego i określenie potrzeb laboratoriów badawczych i przemysłowych w obszarze badania tarcia, zużycia i smarowania

Analiza i ocena smarności olejów w ujęciu energetycznym i działania układu tribologicznego

ZASTOSOWANIE TESTERA T-05 DO BADAŃ ZUŻYCIA

PROBLEMY NIEKONWENCJONALNYCH UKŁADÓW ŁOŻYSKOWYCH. Łódź, maja 1997 r.

Ocena właściwości tribologicznych paliw roślinnych w aspekcie wpływu na proces zużycia aparatury wtryskowej silników o zapłonie samoczynnym

Transkrypt:

6-2006 T R I B O L O G I A 67 Jadwiga BAJER * WPŁYW DODATKU SMARNEGO NA CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE NISKOTEMPERATUROWEGO SMARU PLASTYCZNEGO THE INFLUENCE OF LUBRICATING ADDITIVE ON TIBOLOGICAL CHARACTERISTICS OF LOW-TEMPERATURE GREASE Słowa kluczowe: moment rozruchowy, smarność, powierzchniowe zużycie zmęczeniowe, modyfikator właściwości smarnych, aparat 4-kulowy, mikroskopia skaningowa, spektrofotometria IR Key-words: starting torque, lubricity, pitting, modifer of lubricating properties, fourball machine, sacnning microscopy, IR spectrometry Streszczenie W publikacji podano wyniki badań właściwości tribologicznych smaru plastycznego odpornego na działanie niskich temperatur w zależności od * Instytut Technologii Eksploatacji PIB, Radom, ul. Pułaskiego 6/10, tel. (048) 36-442-41, fax (48) 36-447-65.

68 T R I B O L O G I A 6-2006 rodzaju i stężenia modyfikatora właściwości smarnych. Wykorzystano technikę mikroskopii skaningowej do zbadania zmian powierzchni śladu zużycia węzła tarcia smarowanego smarem zawierającym różne dodatki marne. Wykonano badania określone normą oraz test zmodyfikowany w warunkach zacierania wyznaczając właściwości przeciwzatarciowe i przeciwzużyciowe. Przedstawiono wartość momentu rozruchowego po godzinie pracy, od których zależy rozruch maszyny w warunkach niskich temperatur. Przedstawiono zdjęcia powierzchni śladów zużycia oraz zmiany ilościowe pierwiastków na tych powierzchniach. Wyniki charakteryzujące właściwości smarne przedstawionych niskotemperaturowych smarów plastycznych porównano z parametrami smaru bazowego, tzn. smaru nie zawierającego modyfikatora właściwości smarnych. WPROWADZENIE Smary plastyczne stosowane w warunkach otoczenia niskich temperatur muszą spełniać wymagania przewidziane dla danej grupy smarów, w tym przede wszystkim muszą minimalizować skutki tarcia i obniżać współczynnik tarcia. Właściwości smarne smaru plastycznego mają wpływ na trwałość węzłów tarcia, wydłużenie bezawaryjnego czasu pracy urządzenia, ograniczają tym zużycie środka smarowego. Wymagania te dotyczą każdego środka smarowego, niezależnie od warunków, w jakich smar jest eksploatowany. Eksploatacja maszyn w temperaturach poniżej -35 C wymaga zastosowania takiego środka smarowego, który zapewni rozruch i bezawaryjną eksploatację. Większość dotychczas stosowanych zmienia właściwości reologiczne i twardnieje pod działaniem niskich temperatur, co może uniemożliwić rozruch urządzenia. Dlatego smar plastyczny przeznaczony do pracy w niskich temperaturach musi składać się z substancji chemicznych odpornych na działanie tych temperatur. Obszarem zastosowania smarów mogących pracować w niskich temperaturach jest przede wszystkim przemysł spożywczy i dlatego składniki smaru oraz produkt smarowy z nich utworzony muszą być przyjazne dla środowiska [L. 1 3]. Regulują ten problem dyrektywy Unii Europejskiej (UE), rozporządzenia krajowe dotyczące produkcji i stosowania związków i produktów chemicznych. Istotnym warunkiem, jaki musi spełnić

6-2006 T R I B O L O G I A 69 smar plastyczny, są właściwości smarne zależne od obszaru stosowania oraz wymuszeń eksploatacyjnych. W Instytucie Technologii Eksploatacji opracowuje się smary plastyczne do różnych zastosowań [L. 4 6]. Uwzględniając wymagania unijne dobiera się nowe, dotychczas nie stosowane surowce, dodatki smarne, prowadzi się modyfikację opracowanych wcześniej środków smarowych i opracowuje nowe o wymaganych parametrach. Do takich smarów należą smary do stosowania w niskich temperaturach. W pracy przedstawiono właściwości smarne opracowanych smarów plastycznych odpornych na działanie temperatury poniżej -35 C w zależności od rodzaju oraz stężenia dodatku smarnego. METODYKA BADAŃ Do badań użyto smary odporne na działanie niskich temperatur na bazie mieszaniny syntetycznych polialfaolefin i sebacynianu dioktylu (PO/SO), zagęszczonych modyfikowaną krzemionką (A). Jako dodatek smarny zastosowano krzemian magnezu-talk czysty (T) w ilości 5%, 10%, 15% oraz azotek boru (AB) w ilości 2%, 4%, 8% (Tab. 1). Stężenie talku przyjęto na podstawie wyników wcześniej realizowanych prac badawczych [L. 7], azotek boru zastosowano na podstawie informacji literaturowych [L. 8]. Tabela 1. Skład i oznaczenia smarów Table 1. The chemical compositions and designations of greases Smar Oznaczenie Dodatek smarny próbki Talk [%] Azotek boru [%] PO/SO_A_0 A0 PO/SO_A_T5 A1 5 PO/SO_A_T10 A2 10 PO/SO_A_T15 A3 15 PO/SO_A_AB2 B1 2 PO/SO_A_AB4 B2 4 PO/SO_A_AB8 B3 8 Smary plastyczne przygotowano w temperaturze otoczenia wykorzystując odpowiedni wymiar cząsteczek krzemionki oraz bardzo dobrą zwilżalność prowadzącą do utworzenia żelu. Następnie dodano modyfikator właściwości smarnych.

70 T R I B O L O G I A 6-2006 Właściwości smarne opracowanych smarów plastycznych określono prowadząc badania znormalizowane wg normy PN-78/04147 oraz test zmodyfikowany w warunkach zacierania na aparacie 4-kulowym [L. 9]. Określono właściwości przeciwzużyciowe i przeciwzatarciowe wyznaczając graniczne obciążenie zużycia G oz, graniczny nacisk zatarcia p oz i średnicę powierzchni śladu zużycia. Do badań porównawczych śladu zużycia powierzchni smarowanej smarem bazowym i smarem zawierającym dodatek smarny wykorzystano skaningową mikroskopię elektronową (SEM) oraz komputerową mikroanalizę widm i obrazu (EDS), a także odbiciową mikrospektrofotometrię w podczerwieni FTIRM stosując mikrospektrofotometr FTIR i-series TM wyposażony w komputer i odpowiednie oprogramowanie do rejestracji i obróbki widm. Badanie określające moment obrotowy łożyska w temperaturze -54 C wykonano zgodnie z normą ASTM D 1478 wyznaczając wartość momentu obrotowego w chwili rozruchu oraz po 1 h pracy. WYNIKI BADAŃ TRIBOLOGICZNYCH Poniżej przedstawiono wyniki badań przeciwzatarciowych i przeciwzużyciowych określonych przez wartość granicznego obciążenia zużycia G oz, granicznego nacisku zatarcia p oz oraz średnicę śladu wytarcia na kulkach. Na Rysunkach 1 3 przedstawiono właściwości smarne smarów w zależności od ilości dodatku krzemianowego talku. 1280 Graniczne obciążenie zużycia [N/mm 2 ] 960 640 320 0 A0 A1 A2 A3 Rys. 1. Graniczne obciążenie zużycia węzłów tarcia smarowanych smarem plastycznym z różną ilością talku Fig. 1. The values of limiting load of wear for plastic greases with lubricating additive (talc)

6-2006 T R I B O L O G I A 71 Graniczny nacisk zatarcia [N/mm 2 ] 1000 750 500 250 0 A0 A1 A2 A3 Rys. 2. Graniczny nacisk zatarcia węzłów tarcia smarowanych smarem plastycznym z różną ilością talku Fig. 2. The values of limiting pressure of seisure for plastic greases with lubricating additive (talc) A3 A2 A1 A0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Średnica śladu zuż ycia [mm] Rys. 3. Średnica śladu wytarcia na kulkach w warunkach zacierania węzłów tarcia smarowanych smarem plastycznym z różną ilością talku Fig. 3. Wear-scar diameter on the steel balls lubricated with plastic greases with lubricating additive (talc) Na podstawie analizy wyników właściwości smarnych stwierdza się zdecydowaną poprawę wszystkich badanych parametrów w przypadku działania krzemianu magnezu w ilości 15%. Właściwości przeciwzużyciowe smaru wzrosły ponaddwukrotnie w stosunku do smaru bazowego i prawie tyle samo w stosunku do smarów zawierających 5% i 10% dodatku krzemianowego. Dodatek 15% talku poprawił odporność na zacieranie trzykrotnie w porównaniu do smaru bez dodatku smarnego, a prawie dwukrotnie wzrosły właściwości przeciwzatarciowe smaru A3 w sto-

72 T R I B O L O G I A 6-2006 sunku do smarów A2 i A1. Stwierdzono również, iż 5% dodatku smarnego efektywniej wpływa na poprawę parametrów tribologicznych niż jego 10% stężenie. Drugim zastosowanym w różnych stężeniach modyfikatorem właściwości smarnych był azotek boru. Na Rysunkach 4 6 przedstawiono właściwości smarne smarów w zależności od stężenia azotku boru. Graniczne obciążenie obciążenie zuży- zużycia [N/mm [N/mm 2 ] 2 ] 1200 900 600 300 0 B0 B1 B2 B3 Rys. 4. Graniczne obciążenie zużycia węzłów tarcia smarowanych smarem plastycznym z różną ilością azotku boru Fig. 4. The values of limiting load of wear for plastic greases with lubricating additive (boron nitride) Graniczny nacisk nacisk zatarcia zatarcia [N/mm [N/mm 2 ] 2 ] 1000 750 500 250 0 B0 B1 B2 B3 Rys. 5. Graniczny nacisk zatarcia węzłów tarcia smarowanych smarem plastycznym z różną ilością azotku boru Fig. 5. The values of limiting pressure of seisure for plastic greases with lubricating additive (boron nitride)

6-2006 T R I B O L O G I A 73 B3 B2 B1 B0 0 0,6 1,2 1,8 2,4 3 Średnica śladu zużycia [mm] Rys. 6. Średnica śladu wytarcia na kulkach w warunkach zacierania węzłów tarcia smarowanych smarem plastycznym z różną ilością azotku boru Fig. 6. Wear-scar diameter on the steel balls lubricated with plastic greases with lubricating additive (boron nitride) Wyniki badań wykazują brak pozytywnego wpływu azotku boru na właściwości smarne opracowanych smarów plastycznych przeznaczonych do stosowania w niskich temperaturach. Dodatek azotku boru obniżył zdecydowanie odporność przeciwzużyciową smaru, nie wpłynął też na poprawę właściwości przeciwzatarciowych. WYNIKI BADAŃ POWIERZCHNI ŚLADU ZUŻYCIA Wyniki badań tribologicznych na aparacie 4-kulowym potwierdzają przedstawione poniżej zdjęcia powierzchni śladów wytarcia na kulkach testowych smarowanych opracowanymi smarami plastycznymi. Przedstawiono zdjęcia smaru bazowego A0 oraz smarów z najefektywniej działającą ilością dodatku smarnego 15% talku smaru A3 i 2% azotku boru smaru B1. Na podstawie przedstawionych zdjęć stwierdza się wyraźne zmniejszenie śladu zużycia w przypadku stosowania smarów zawierających dodatek smarny, jakim jest krzemian magnezu. Zaobserwowano też zmiany w składzie pierwiastkowym na powierzchni śladu wytarcia w przypadku zastosowania smarów po dodaniu talku oraz azotku boru (Rys. 8). Różnice w składzie pierwiastków na powierzchni śladu wytarcia węzła tarcia smarowanego smarem podstawowym i smarem z dodatkiem

74 T R I B O L O G I A 6-2006 smarnym mogą świadczyć o przyłączeniu niektórych pierwiastków, np. magnezu i krzemu dla próbki A3, pochodzących z dodatku smarnego (krzemian magnezu). Proces ten mógł mieć charakter chemiczny (temperatura w styku w warunkach zacierania dochodzi do 1000 C) [L. 10, 11] lub fizyczny. a) b) a Rys. 7. Ślady wytarcia na powierzchni smarowanej smarem bazowym A0 (a), smarem z dodatkiem talku A3 (b) i smarem z azotkiem boru B1 (c) Fig. 7. Images of wear-scar surfaces lubricated with: a) A0 base grease, b) A3 grease with talc, c) B1 grease with boron nitride c) c Ze względu na właściwości chemiczne dodatków smarnych zmiany, jakie zaszły na powierzchni śladu wytarcia nie mogły doprowadzić do utworzenia organicznej warstwy granicznej, o czym świadczy widmo w podczerwieni dla smaru A3 (Rys. 9).

6-2006 T R I B O L O G I A 75 Udział pierwiastków [%wag] 60 45 30 15 0 A0 A3 B1 C O Si Mg Fe Cr Rys. 8. Udział wagowy pierwiastków w warstwie wierzchniej śladu wytarcia dla smaru podstawowego A0 oraz smaru z dodatkiem smarnym A3 i B1 Fig. 8. Percentage by weight of elements in wear-scar surface layer lubricated with A0 base Rys. 9. Widmo IR zebrane z powierzchni śladu wytarcia dla smaru A3 Fig. 9. IR spectrum recorded from wear-scar surface layer lubricated with A3 grease Obserwowane w widmie sygnały stanowią tzw. szumy w wyniku absorbcji atmosferycznej pary wodnej oraz dwutlenku węgla [L. 12], których wielkość stanowi jedyną różnicę w widmach z powierzchni śladu zużycia węzłów tarcia smarowanych badanymi smarami plastycznymi. Można stwierdzić, że w wyniku oddziaływania środka smarowego, zawierającego dodatek smarny, z powierzchnią stalowych kulek wzrasta koncentracja pierwiastków magnezu Mg oraz żelaza Fe i tlenu O 2, co może świadczyć o utworzeniu związków nieorganicznych pierwiastków pochodzących z dodatków smarnych ze stalą próbek.

76 T R I B O L O G I A 6-2006 Po wykluczeniu możliwości utworzenia organicznej warstwy granicznej na podstawie widma IR zebranego z powierzchni śladu zużycia i rozkładu powierzchniowego całkowitej absorbancji promieniowania IR, przedstawionego w formie przestrzennej, można wnioskować jedynie o kształcie powierzchni, jaka powstała na kulce w teście tribologicznym w warunkach zacierania (Rys. 10, 11). Rys. 10. Topografia rozkładu powierzchniowego całkowitej absorbancji promieniowania IR dla smaru A3 Fig. 10. The IR total absorbance map of surface layer lubricated with A3 grease Rys. 11. Topografia rozkładu powierzchniowego całkowitej absorbancji promieniowania IR dla smaru B1 Fig. 11. The IR total absorbance map of surface layer lubricated with B1 grease

6-2006 T R I B O L O G I A 77 Zdecydowaną poprawę parametrów tribologicznych w przypadku zastosowania smaru z dodatkiem talku można wytłumaczyć niewytworzeniem warstwy granicznej na powierzchni śladu wytarcia, ale głównie zmniejszającym współczynnik tarcia poślizgowym działaniem dodatku o blaszkowatej budowie, jaką posiada substancja pochodzenia mineralnego krzemian magnezu, tzw. talk. Na przedstawionych poniżej rysunkach można zauważyć różnice w budowie cząsteczek talku i azotku boru, które mogą wyjaśniać uzyskane wyniki badań. Rys. 12. Obraz czystego talku Fig. 12. The image of pure talc Rys. 13. Obraz czystego azotku boru Fig. 13. The image of pure boron nitride Różny kształt cząsteczek dodatków oraz przyjęte w metodyce eksperymentu stężenia mogły wpłynąć na różny stopień efektywności działania zastosowanych modyfikatorów smarnościowych. WYNIKI BADAŃ WŁAŚCIWOŚCI ROZRUCHOWYCH Istotnym parametrem opisującym skuteczność działania smaru plastycznego w warunkach temperatur ujemnych jest moment obrotowy w chwili rozruchu i po 1 godzinie pracy warunkujący rozruch maszyny i jej eksploatację w niskich temperaturach. Wartość momentu obrotowego w warunkach opisanych w normie ASTM D 1478 w temperaturze -54 C dla smaru z dodatkiem krzemianu magnezu oraz smaru bazowego przedstawia Tabela 2.

78 T R I B O L O G I A 6-2006 Tabela 2. Moment obrotowy niskotemperaturowych smarów plastycznych w temperaturze -54 C Table 2. Low_temperature torque of ball bearing greases at T = -54 C Smar Moment obrotowy [Nm] plastyczny W chwili rozruchu Po 1 h pracy A0 0,057 0 A2 0,057 0 Dodatek smarny (talk) nie ma wpływu na właściwości rozruchowe urządzenia w temperaturze -54 C w przypadku przedstawionych smarów plastycznych. Opracowane smary plastyczne mogą być zalecane do stosowania w temperaturze do -54 C. PODSUMOWANIE Na podstawie analizy wyników badań właściwości smarnych opracowanych niskotemperaturowych smarów plastycznych wzbogaconych modyfikatorem smarnościowym pochodzenia mineralnego stwierdzono, że: krzemian magnezu, tzw. talk posiada właściwości poprawiające smarność opracowanego smaru plastycznego do stosowania w temperaturach ujemnych, najskuteczniej przeciwzatarciowo i przeciwzużyciowo działa stężenie 15% dodatku krzemianowego, azotek boru zastosowany w stężeniu 2%, 4%, 8% pogorszył właściwości przeciwzużyciowe opracowanego smaru i nie wpłynął na poprawę właściwości przecizatarciowych smaru, zastosowany dodatek smarny nie wpływa na wzrost momentu obrotowego w temperaturach ujemnych. Potwierdzona została skuteczność działania 15% dodatku talku czystego jako dodatku smarnego, którego pozytywny wpływ stwierdzono w wyniku wcześniej realizowanych prac [L. 13, 14]. Nie stwierdzono skuteczności działania azotku boru jako dodatku smarnego. Ocena ta dotyczy wyników uzyskanych w realizowanym zadaniu. Praca naukowa finansowana ze środków Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego, wykonana w ramach realizacji Programu Wieloletniego pn. Doskonalenie systemów rozwoju innowacyjności w produkcji i eksploatacji w latach 2004 2008.

6-2006 T R I B O L O G I A 79 LITERATURA 1. Dyrektywa UE 91/155/EEC Karty Bezpieczeństwa Produktu. 2. Dyrektywa UE 67/584/EEC, Dyrektywa 1999/45/EC Klasyfikacja i etykietowanie produktów niebezpiecznych dla środowiska naturalnego. 3. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dn. 22 grudnia 2004 (Dz. U. Nr 2, poz. 9) w sprawie Karty charakterystyki substancji niebezpiecznej i preparatu niebezpiecznego. 4. Bajer J., Drabik J., Pawelec E., Janecki J.: Fizykochemiczne podstawy technologii otrzymywania smarów plastycznych odpornych na działanie niskich temperatur. Praca badawcza ITeE, Radom 2004. 5. Drabik J., Pawelec E.: Wpływ komponentów na właściwości wysokotemperaturowe smaru plastycznego. Problemy Eksploatacji nr2/2004. 6. Bajer J: Wpływ składników smaru plastycznego do pracy w temperaturach ujemnych na charakterystyki tribologiczne. Tribologia 5/2005. 7. Bajer J., Janecki J.: Wpływ dodatków przeciwzatarciowych na właściwości tribologiczne niskotemperaturowych syntetycznych smarów plastycznych. Tribologia 4/2001. 8. Pawelec E.: Zwiększenie przeciwzużyciowych właściwości biodegradowalnego smaru plastycznego nietoksycznymi dodatkami. Grant 2000-2002 9. Szczerek M., Tuszyński W.: Badania tribologiczne. Zacieranie. Biblioteka Problemów Eksploatacji, Radom 2000. 10. Barewll F. T.: Łożyskowanie. WNT, Warszawa 1984. 11. Hebda M., Janecki J.: Tarcie, smarowanie i zużycie części maszyn. WNT. Warszawa 1972. 12. Smith A.L.: Applied infrared spectroscopy. Fundementals, techniques and analytical problem-solving. John Wiley&Sons. New York-Chichester- Brisbone-Toronto 1979. 13. Janecki J.: Nietoksyczne smary plastyczne na bazie związków syntetycznych. Grant 2001 2003. ITeE. 14. Bajer J., Janecki J.: Syntetyczne smary plastyczne do różnych zastosowań. Problemy Eksploatacji 2/2002. Recenzent: Stanisław PYTKO Summary In the following article the author presents investigation results of tibological properties dependence of low-temperature grease on concentration of lubricating modifier. The friction pair were lubricated

80 T R I B O L O G I A 6-2006 with the greases containing different lubricating additives. The changes taking place on the wear-scar surface layer were examined with the use of scanning microscope. The antiwear and extreme pressure properties were examined with the standard and modified methods. The value of starting torque and the value after 1 hour of operating were presented. The values of these parameters determine starting an machine at low temperature. The images of wear-scar and quantitative changes of elements on the surface layer are presented. The lubricating properties of investigated greases were compared properties of greases without lubricity modifier.