Problemy aplikacji ekologicznego oleju przekładniowego



Podobne dokumenty
KOMPLEKSOWE PORÓWNANIE DWÓCH OLEJÓW PRZEKŁADNIOWYCH PRZEMYSŁOWYCH Z BAZĄ NATURALNĄ I MINERALNĄ

BIODEGRADOWALNY OLEJ HYDRAULICZNY O PODWYŻSZONYCH WŁAŚCIWOŚCIACH SMARNYCH

BIODEGRADOWALNE OLEJE SMAROWE DO PRZELOTOWYCH UKŁADÓW SMAROWANIA

WPŁYW EPOKSYDOWANYCH OLEJÓW SOJOWYCH NA WŁAŚCIWOŚCI SMARNE I FIZYKOCHEMICZNE OLEJÓW ROŚLINNYCH

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE OLEJÓW ROŚLINNYCH JAKO POTENCJALNYCH BAZ ŚRODKÓW SMAROWYCH

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE ROŚLINNYCH OLEJÓW BAZOWYCH DLA OLEJÓW HYDRAULICZNYCH

Opis produktu. Zalety

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 170

KOMPLEKSOWE PORÓWNANIE MODELOWYCH KOMPOZYCJI OLEJOWYCH NA BAZIE OLEJU MINERALNEGO, SYNTETYCZNEGO, BIAŁEGO I NATURALNEGO

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

Badania tribologiczne dodatku MolySlip 2001G

Shell Morlina S4 B 220 Zaawansowany przemysłowy olej łożyskowy i obiegowy

Opis produktu. Zalety

PRZECIWZUŻYCIOWE POWŁOKI CERAMICZNO-METALOWE NANOSZONE NA ELEMENT SILNIKÓW SPALINOWYCH

OCENA ODPORNOŚCI NA UTLENIANIE ORAZ WŁAŚCIWOŚCI SMARNYCH KOMPOZYCJI OLEJU ROŚLINNEGO

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

Smary plastyczne europejskie normy klasyfikacyjne i wymagania jakościowe

CIECZE OBRÓBKOWE NA BAZIE OCZYSZCZONEJ FRAKCJI GLICERYNOWEJ

Wpływ dodatku Molyslip 2001E na właściwości. przeciwzużyciowe olejów silnikowych

Nowoczesne metody badania właściwości tribologicznych olejów smarowych

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

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH BRĄZU CuSn12Ni2

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

Przedsiębiorstwo DoświadczalnoProdukcyjne spółka z o.o. w Krakowie AGROX. ekologiczne oleje i smary dla. ROLNICTWA i LEŚNICTWA

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

Seria Mereta Syntetyczne, przemysłowe oleje obiegowe i przekładniowe

ĆWICZENIE NR.6. Temat : Wyznaczanie drgań mechanicznych przekładni zębatych podczas badań odbiorczych

CZTEROKULOWA MASZYNA TARCIA ROZSZERZENIE MOŻLIWOŚCI BADAWCZYCH W WARUNKACH ZMIENNYCH OBCIĄŻEŃ

SMAROWANIE. Może także oznaczać prostą czynność wprowadzania smaru pomiędzy trące się elementy.

PORÓWNANIE SKUTECZNOŚCI DZIAŁANIA WYBRANYCH BIODODATKÓW I KLASYCZNEJ WIELOFUNKCYJNEJ SUBSTANCJI USZLACHETNIAJĄCEJ

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

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

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

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

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

BADANIA NAD MODYFIKOWANIEM WARUNKÓW PRACY ŁOŻYSK ŚLIZGOWYCH SILNIKÓW SPALINOWYCH

OCENA WŁASNOŚCI SMARNYCH WYBRANYCH ŚRODKÓW SMAROWYCH STOSOWANYCH W EKSPLOATACJI URZĄDZEŃ DŹWIGOWYCH

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

Przekładnie ślimakowe / Henryk Grzegorz Sabiniak. Warszawa, cop Spis treści

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA

Łożyska ślizgowe - podstawowe rodzaje

WPŁYW DODATKU MODYFIKUJĄCEGO AR NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE EKOLOGICZNYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH

BADANIA SMARNOŚCI WYBRANYCH PALIW ZASTĘPCZYCH STOSOWANYCH W TRANSPORCIE SAMOCHODOWYM

KSZTAŁTOWANIE TRIBOLOGICZNYCH WŁAŚCIWOŚCI EKOLOGICZNYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH

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

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE SMARÓW PLASTYCZNYCH WYTWORZONYCH NA MODYFIKOWANYCH OLEJACH ROŚLINNYCH

Hydrauliczny olej premium dla przemysłu

WPŁYW RODZAJU ZAGĘSZCZACZA NA CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE SMARÓW PLASTYCZNYCH

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH POLIAMIDU PA6 I MODARU

WPŁYW OCZYSZCZANIA OLEJÓW SPRĘŻARKOWYCH NA ICH WŁAŚCIWOŚCI SMARNE

KLASYFIKOWANIE JAKOŚCI SAMOCHODOWYCH OLEJÓW PRZEKŁADNIOWYCH METODĄ SZOKOWEGO ZACIERANIA TESTOWEJ PRZEKŁADNI ZĘBATEJ

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: RBM ET-s Punkty ECTS: 2. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

SMAROWANIE PRZEKŁADNI

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

MOTUL MOTOR OIL Środki smarne do samochodów i motocykli zabytkowych

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH SMARU PLASTYCZNEGO MODYFIKOWANEGO PROSZKIEM PTFE I MIEDZI

BADANIE WPŁYWU DODATKU PANTHER 2 NA TOKSYCZNOŚĆ SPALIN SILNIKA ZI

Hydraulic SyntWay Syntetyczny olej hydrauliczny dla przemysłu

Opis produktu. Zalety

Opis modułu kształcenia Materiałoznawstwo środków smarowych

Dlaczego prowadzono długotrwałe badania drgań

Specjalistyczne smary. Dow Corning BR2-Plus Multi-Purpose E.P. Informacja o produkcie

Potwierdzenie skuteczności

MOŻLIWOŚĆ ZASTOSOWANIA BIODEGRADOWALNYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH W EKSPLOATACJI MASZYN ROBOCZYCH

PLAN BADANIA BIEGŁOŚCI / PORÓWNANIA MIĘDZYLABORATORYJNEGO (niepotrzebne skreślić) NR 17/2015

BADANIE WPŁYWU SAMOCHODOWYCH I PRZEMYSŁOWYCH OLEJÓW PRZEKŁADNIOWYCH NA MIKROPITTING KÓŁ ZĘBATYCH

Metoda i urządzenie nowej generacji do badania tribologicznych właściwości środków smarowych

WPŁYW RODZAJU FAZY DYSPERGUJĄCEJ NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE SMARÓW PLASTYCZNYCH

Olej 5W30 Motorcraft XR Synth 5l. Opis

T R I B O L O G I A 113

OBLICZANIE KÓŁK ZĘBATYCH

Emulex ES-12. A,, wydanie VII, data aktualizacji: r Przedsiębiorstwo Modex-Oil

SMARY ŁOśYSKOWE FIRMY KLÜBER LUBRICATION

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

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

W AŒCIWOŒCI TRIBOLOGICZNE SIARKOWANYCH OLEJÓW ROŒLINNYCH

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE NIEKTÓRYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH PODDANYCH UGNIATANIU W OBECNOŚCI WODY

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: STC s Punkty ECTS: 2. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

NOWOŚĆ. SATELITOWE SILNIKI HYDRAULICZNE typu SMW Zasilanie: Emulsja HFA, oleje hydrauliczne

Wprowadzenie Metodyki badawcze

Analiza porównawcza sposobu pomiaru jakości spalania gazu w palnikach odkrytych

Monitorowanie stabilności oksydacyjnej oleju rzepakowego na

EFEKTY EKSPLOATACYJNE SILNIKA SPALINOWEGO SMAROWANEGO PREPARATEM EKSPLOATACYJNYM O DZIAŁANIU CHEMICZNYM

Rola smarowania w ograniczeniu hałasu towarzyszącego eksploatacji przekładni zębatych

Pierwszy olej zasługujący na Gwiazdę. Olej silnikowy marki Mercedes Benz.

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

Załącznik Nr 1 do Umowy Nr... zawartej w dniu... pomiędzy MPK Sp. z o.o. we Wrocławiu a... Specyfikacja Asortymentowo-Ilościowo-Cenowa

PROBLEMY NIEKONWENCJONALNYCH UKŁADÓW ŁOŻYSKOWYCH Łódź maja 1995 roku PROBLEMY STOSOWANIA DODATKÓW EKSPLOATACYJNYCH

LOTOS OIL SA. dr inż. Rafał Mirek - Biuro Rozwoju i Serwisu Olejowego 1/20

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

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1275 wydany przez POLSKIE CENTRUM AKREDYTACJI Warszawa, ul.

NOWA GAMA MOTORSPORT Styczeń 2017

Wpływ szkła wodnego potasowego na parametry zaczynów cementowo-lateksowych

ZAKŁAD POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH I SILNIKÓW SPALINOWYCH ZPSiSS WYDZIAŁ BUDOWY MASZYN I LOTNICTWA

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

Analiza trwałości eksploatacyjnej oleju silnikowego

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

WPŁYW DODATKU NA WŁASNOŚCI SMAROWE OLEJU BAZOWEGO SN-150

JUMO MAERA S25. Sonda do pomiaru poziomu. Zastosowanie. Opis skrócony. Korzyści dla Klienta. Właściwości. Karta katalogowa 40.

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Transkrypt:

NAFTA-GAZ październik 2010 ROK LXVI Elżbieta Rogoś, Waldemar Tuszyński, Andrzej Urbański Instytut Technologii Eksploatacji PIB, Radom Problemy aplikacji ekologicznego oleju przekładniowego Wprowadzenie Wzmożone zainteresowanie ochroną środowiska naturalnego skutkuje ograniczeniem emisji do otoczenia szkodliwych ekologicznie produktów [2, 11]. Należą do nich m.in. naftowe środki smarowe, które negatywny wpływ na środowisko wykazują na każdym etapie eksploatacji [3, 5, 6]. Szkodliwe są składniki bazy naftowej oraz dodatków modyfikujących, a także powstające w czasie użytkowania produkty przemian termooksydacyjnych. Przepracowane naftowe oleje smarowe uznawane są za substancje silnie oddziaływujące na środowisko w załączniku nr 1 do Ustawy o odpadach, dotyczącej klasyfikacji odpadów, zaliczone zostały do odpadów niebezpiecznych [16]. Stosowanie nietoksycznych i biodgradowalnych środków smarowych ma istotne znaczenie w tych systemach smarowania, których eksploatacja prowadzi do nieuniknionej interakcji oleju ze środowiskiem. Przede wszystkim ma to miejsce w przelotowych układach smarowania oraz w maszynach i urządzeniach pracujących poza zamkniętymi pomieszczeniami, np. maszynach rolniczych, leśnych, ogrodniczych, pracujących w rezerwatach przyrody, kopalniach odkrywkowych, zaporach wodnych, czy budowlach hydrologicznych. Wymierne korzyści ekologiczne uzyskuje się zastępując bazę naftową produktami o mniejszej szkodliwości dla środowiska: nietoksycznymi i biodegradowalnmi, np. olejami roślinnymi lub estrami syntetycznymi [1, 7, 8, 9, 10]. Obecnie w UE oleje ekologiczne stanowią 5% rynku środków smarowych stosowanych w przemyśle, a w USA jedynie 1%. Potencjalny rynek dla tego typu produktów wydaje się być znaczący [4]. Stosowanie biodegradowalnych olejów smarowych na bazie produktów roślinnych wymaga spełnienia przez nie określonych wymagań normatywnych i eksploatacyjnych. Ze względu na niszową produkcję biodegradowalnych olejów smarowych, wymagania normatywne odnoszą się przede wszystkim do produktów naftowych. Dlatego też, ze względu na inny chemiczny charakter bazy olejowej, zastąpienie produktów naftowych olejami biodegradowalnymi powinno być uwarunkowane nie tylko spełnianiem przez nie określonych wymagań normatywnych, ale również powinno być podparte wynikami badań potwierdzającymi możliwość spełniania określonych funkcji w układach smarowania. W artykule dokonano oceny właściwości fizykochemicznych i smarnych biodegradowalnego oleju przekładniowego na bazie produktów roślinnych. Ze względu na specyfikę pracy przekładni (bardzo duże naciski jednostkowe w strefie styku elementów trących) [14] i wynikającą stąd konieczność zapewnienia wysokiej jakości strefy tarcia, szczególną uwagę zwrócono na przeciwzużyciowe i przeciwzatarciowe właściwości badanego oleju. Przedmiot i metody badań Przedmiotem badań był ekologiczny olej do przekładni przemysłowych Arol P 220, o klasie lepkości VG 220, opracowany w ITeE-PIB w Radomiu. Bazę oleju stanowiła mieszanina rafinowanych olejów: rycynowego i rzepakowego. Skład olejów uzupełniono o dodatki przeciwutleniające, depresujące, przeciwpienne i smarne. Równolegle badano komercyjny mineralny olej przekładniowy o klasie lepkości VG 220. Oceniono właściwości smarne i fizyko- 940

artykuły chemiczne tych olejów. Badania prowadzono według metod opisanych w normie PN-C-96056:1990 Oleje Transol SP do przekładni przemysłowych. Ocenę właściwości smarnych rozszerzono o badania: oporów tarcia, odporności kół zębatych na zacieranie w zaostrzonych warunkach, odporności kół zębatych na pitting i mikropitting, odporności łożysk tocznych przekładni na pitting oraz generowane drgania przekładni. Metody oraz urządzenia testowe zestawiono w tablicy 1. Określono też stabilność termooksydacyjną oleju wykazywaną w długotrwałych testach przekładniowych oraz podczas długotrwałego magazynowania. Parametr ten oceniano na podstawie zmian lepkości kinematycznej oraz wskaźnika lepkości oleju. Przedstawione w tablicy 1 metody testowe są albo znormalizowane, albo ujęte w dokumentach roboczych FVA. Metodę oznaczania współczynnika tarcia opisaną w normie ASTM D 5183 zmodyfikowano: stosując prędkość obrotową 500 obr./min oraz rozpoczynając badania w temperaturze otoczenia. Opracowana w ITeE-PIB metoda oceny przeciwzatarciowych właściwości środków smarowych (oznaczanie wskaźnika p oz ) za pomocą aparatu czterokulowego była przedmiotem licznych publikacji, np. [12]. Zastosowane metody badań przekładniowych opisano w pracach [13, 15]. Wykorzystane podczas badań aparaty czterokulowe T-02 oraz T-03, a także stanowisko przekładniowe zostały opracowane i wytworzone w ITeE-PIB w Radomiu. Do oceny testowych elementów tribologicznych stosowano mikroskop optyczny (pomiar średnic śladów zużycia) oraz komparator masy (wyznaczanie ubytku masy kół zębatych). Do pomiaru drgań użyto analizatora drgań. Pomiarów dokonywano przetwornikami piezoelektrycznymi (akcelerometrami). Drgania mierzono w kierunku pionowym i poziomym, a akcelerometry przykręcone były na płycie bocznej, w rejonie łożyskowania małego koła testowego. Wyboru miejsca zamocowania przetworników drgań dokonano w oparciu o zalecenia normy ISO 10816-1:1995. Tablica 1. Metody badań oraz aparatura wykorzystywana podczas oceny właściwości smarnych olejów przekładniowych Właściwość Norma/procedura Opory tarcia ASTM D 5183 Właściwości przeciwzatarciowe (EP) Metoda własna Właściwości przeciwzatarciowe (EP) PN-C-04147:1976 Odporność łożysk tocznych przekładni na pitting IP 300 Odporność kół zębatych na zacieranie w zaostrzonych warunkach ISO 14635-2 metoda A10/16,6R/120 Odporność kół zębatych na pitting FVA No. 2/IV metoda PT C/10/90 Odporność kół zębatych na mikropitting FVA No. 54/7 metoda GT-C/8,3/90 Drgania przekładni (testy pittingu i mikropittingu) ISO 10816-1:1995 Oznaczany wskaźnik Urządzenie testowe Węzeł tarcia Współczynnik tarcia Aparat czterokulowy T-02 Czterokulowy Graniczny nacisk zatarcia (p oz ) Obciążenie zacierające (P t ) Aparat czterokulowy T-02 Czterokulowy Trwałość zmęczeniowa 10% (L 10 ) Aparat czterokulowy T-03 Czterokulowy Stopień obciążenia niszczącego (FLS) Najgroźniejsze formy zużycia zęba Trwałość zmęczeniowa 50% (LC 50 ) Stopień obciążenia niszczącego. Klasa przeciwdziałania mikropittingowi (GFT) Poziom ogólny drgań wartość skuteczna amplitudy przyspieszenia drgań w paśmie 20 20000 Hz (średnia z pomiarów w kierunku pionowym i poziomym) Koła FZG A10 Koła FZG C-PT Koła FZG C/GF Koła FZG C-PT oraz FZG C/GF Wyniki badań i dyskusja Badania właściwości smarnych objętych normą PN-C-96056:1990 wykazały, że opracowany ekologiczny olej przekładniowy nie odbiegał poziomem ocenianych właściwości od produktu komercyjnego (rysunek 1). Charakteryzował się on znacznie wyższą wartością wskaźnika zużycia pod obciążeniem i obciążenia zespawania odpowiednio o ok. 25 i 35%. Po badaniu obu olejów wyznaczono taką samą wartość średnicy skazy na kulkach testo- nr 10/2010 941

NAFTA-GAZ a) b) c) d) Rys. 1. Wartości: a) średnicy skazy, b) wskaźnika zużycia pod obciążeniem, c) stopnia obciążenia niszczącego, d) obciążenia zespawania wyznaczone dla opracowanego oraz komercyjnego przemysłowego oleju przekładniowego a) b) c) Rys. 2. Wartości: a) wskaźnika lepkości, b) temperatury zapłonu, c) temperatury płynięcia wyznaczone dla opracowanego oraz komercyjnego przemysłowego oleju przekładniowego 942 nr 10/2010

artykuły wych i taką samą wartość stopnia obciążenia niszczącego. Podobnie jak olej mineralny, produkt na bazie roślinnej spełniał wymagania normatywne w zakresie podstawowych właściwości smarnych. Jedynie średnica skaz na kulkach testowych, po badaniu obu olejów, w niewielkim zakresie (o ok. 10%) przekroczyła wartość wymaganą wspomnianą wyżej normą. Wyniki badań fizykochemicznych oraz ekologicznych właściwości opracowanego i komercyjnego oleju przekładniowego zestawiono na rysunku 2 oraz w tablicy 2. Olej na bazie roślinnej charakteryzował się bardzo wysoką temperaturą zapłonu i niską temperaturą płynięcia, przy czym temperatura zapłonu była wyższa o ok. 10% od wartości wyznaczonej dla oleju mineralnego, a temperatura krzepnięcia osiągnęła wartość jedynie o 1 C niższą (rysunek 2). Wskaźnik lepkości ekologicznego oleju był o ok. 14% niższy od wskaźnika wyznaczonego dla produktu komercyjnego. Wartości ocenianych parametrów lepkościowo-temperaturowych, wyznaczone dla ekologicznego oleju przekładniowego, spełniały ustalone kryteria normatywne. Z tablicy 2 wynika, że opracowany olej przekładniowy na bazie roślinnej wykazywał podobne właściwości do mineralnego oleju komercyjnego w zakresie czystości, właściwości przeciwkorozyjnych i przeciwpiennych. Ekologiczny olej przekładniowy spełniał kryteria normatywne dotyczące ocenianych parametrów. Nie zawierał większej niż przewiduje norma ilości wody i stałych ciał obcych. Nie działał korodująco na miedź i stal. Badania właściwości przeciwpiennych nie wykazały nadmiernej, przekraczającej normę, tendencji do tworzenia piany (w warunkach ustalonych wspomnianą wyżej normą). Wyniki badań toksykologicznych wykazały, że opracowany olej przekładniowy należał do produktów o niewielkiej szkodliwości dla środowiska, ponieważ wyznaczone wartości LC (EC) 50-t w stosunku do ryb, skorupiaków i bakterii były wyższe od 100 mg/l (zgodnie z kryteriami oceny toksyczności według US EPA, najwyższa wartość LC 50-t wynosi 100 mg/l). Badania biodegradacji wykazały, że opracowany olej przekładniowy po 21 dniach ulegał biochemicznemu rozkładowi w 87-procentach, co świadczy, że należy on do substancji łatwo rozkładalnych na drodze biologicznej. W tablicy 3 przedstawiono wyniki badań testów tribologicznych opracowanego i komercyjnego oleju do przekładni przemysłowych. Testy te nie są ujęte we wspomnianej wyżej normie dotyczącej olejów do przekładni przemysłowych. Tam gdzie było możliwe podano rozrzuty wyników. W porównaniu z olejem mineralnym, ekologiczny olej przekładniowy pozwolił na obniżenie współczynnika tarcia. Także w pozostałych testach przekładniowych (których wyniki zostały w tym artykule pominięte) stwierdzono mniejsze opory ruchu w przypadku smarowania olejem ekologicznym. Ma to niebagatelne znaczenie w aspekcie dążenia do zmniejszania zużycia energii. Uzyskane wyniki korelują z końcową temperaturą oleju, stwierdzoną po biegu pod najwyższym obciążeniem w przekładniowych testach zacierania w zaostrzonych warunkach olej ekologiczny pozwolił na znaczne zmniejszenie temperatury w porównaniu z olejem mineralnym. Na skutek obniżenia temperatury oleju możliwe jest zmniejszenie intensywności niekorzystnych przemian termooksydacyjnych w jego objętości. Tablica 2. Właściwości fizykochemiczne i ekologiczne opracowanego oraz komercyjnego przemysłowego oleju przekładniowego Właściwość Opracowany Komercyjny PN-C-96056:1990 Lepkość kinematyczna temp. 40 C [mm 2 /s] 201 186 198 242 Zawartość wody [%] < 0,03 < 0,03 0,05 Zawartość stałych ciał obcych [%] < 0,02 < 0,02 0,02 Właściwości przeciwkorozyjne w roztworze soli Brak korozji Brak korozji Brak korozji Działanie korodujące na miedź (3 h, 120 C) stopień korozji 2 2 2 Odporność na pienienie: objętość piany, 25 C/95 C/25 C [cm 3 ], trwałość piany [cm 3 ]. 80/20/30 0/0/0 0/0/0 0/0/0 100/100/100 10/10/10 Biodegradowalność według CEC-L-33-T-94 [%] 87 - - Toksyczność LC (EC) 50-t [mg/l] w stosunku do: bakterii, ryb, skorupiaków. 177,5 > 200 122,2 - - nr 10/2010 943

NAFTA-GAZ Tablica 3. Wyniki testów tribologicznych opracowanego oraz komercyjnego przemysłowego oleju przekładniowego Właściwość Oznaczany wskaźnik Opracowany Komercyjny Opory tarcia Współczynnik tarcia 0,12 ± 0,01 0,15 ± 0,06 Właściwości przeciwzatarciowe (EP) Właściwości przeciwzatarciowe (EP) Odporność łożysk tocznych przekładni na pitting Graniczny nacisk zatarcia (p oz ) [N/mm 2 ] 2039 ± 245 2843 ± 341 Obciążenie zacierające (P t ) [N] 2830 ± 340 2433 ± 292 Trwałość zmęczeniowa 10% (L 10 ) [min] 37 ± 2 94 ± 1 Stopień obciążenia niszczącego (FLS) > 10 > 10 9 st. obciążenia Rysy Bruzdy 9 st. obciążenia Rysy Bruzdy Odporność kół zębatych na zacieranie w zaostrzonych warunkach Najgroźniejsze uszkodzenia zębów małego koła testowego i łączne pole ich powierzchni [mm 2 ] 0 10 st. obciążenia Bruzdy Zacieranie 0 10 st. obciążenia Rysy Bruzdy Odporność kół zębatych na pitting Odporność kół zębatych na mikropitting Drgania przekładni Końcowa temperatura oleju pod najwyższym obciążeniem [ºC] 85 0 138 151 Trwałość zmęczeniowa 50% (LC 50 ) [mln cykli] > 20,8 > 20,8 Stopień obciążenia niszczącego 10 9 Klasa przeciwdziałania mikropittingowi (GFT) Poziom ogólny drgań wartość skuteczna amplitudy przyspieszenia drgań w paśmie 20 20000 Hz (średnia z pomiarów w kierunku pionowym i poziomym) [m/s 2 ] (drgania mierzone w czasie testów pittingu) jw. (drgania mierzone w czasie testów mikropittingu) GFT-high (wysoka) Bieg 3 49 ± 5 Bieg 9 59 ± 6 Bieg 12 64 ± 6 Stopień obciąż. 5 21 ± 2 Stopień obciąż. 7 34 ± 3 Stopień obciąż. 9 46 ± 5 GFT-medium (średnia) Bieg 3 62 ± 6 Bieg 9 67 ± 7 Bieg 12 69 ± 7 Stopień obciąż. 5 13 ± 1 Stopień obciąż. 7 25 ± 3 Stopień obciąż. 9 42 ± 4 Ocena właściwości przeciwzatarciowych dała niejednoznaczne wyniki. Znormalizowany wskaźnik oceny, tj. obciążenie zacierające (P t ), wskazywał na lepsze właściwości przeciwzatarciowe oleju ekologicznego w porównaniu z olejem mineralnym. Z kolei oznaczany według metody własnej graniczny nacisk zatarcia (p oz ) dał wyniki korzystniejsze dla oleju mineralnego. Dlatego jako rozstrzygające należy traktować wyniki przekładniowych testów zacierania w zaostrzonych warunkach. Dla obu olejów osiągnięto maksymalny, 10-ty stopień obciążenia bez stwierdzenia zatarcia. Jednak można zauważyć, że choć pod przedostatnim (9-tym) stopniem obciążenia na powierzchni roboczej zębów małego koła testowego zidentyfikowano identyczne formy zużycia dla obu porównywanych olejów, to już pod ostatnim (10-tym) stopniem obciążenia pojawiła się znacząca różnica. Po badaniu oleju ekologicznego, na części zębów zidentyfikowano ślady zacierania o znacznej powierzchni, podczas gdy olej mineralny dawał co najwyżej bruzdy. Koreluje to ze znacznym spadkiem wskaźnika p oz w czterokulowym węźle tarcia zaobserwowanym dla oleju ekologicznego. Ocena odporności łożysk tocznych na pitting wykazała, 944 nr 10/2010

artykuły że olej ekologiczny znacząco przyspieszał pojawianie się pittingu elementów tocznych łożysk (kulek). Była to najsłabsza strona badanego oleju ekologicznego. Oba porównywane oleje uzyskały podobną odporność testowych kół zębatych na pitting, natomiast ekologiczny olej gwarantował wyższą odporność testowych kół zębatych na mikropitting niż olej mineralny. Wyniki pomiaru drgań przekładni testowej nie były jednoznaczne. Podczas badań pittingu stwierdzono, że w czasie smarowania przekładni olejem ekologicznym poziom drgań był znacząco niższy niż dla oleju mineralnego, szczególnie na początku cyklu (bieg 3), jednak podczas testów mikropittingu sytuacja była odwrotna. W czasie testów pittingu (smarowanie zanurzeniowe) poziom drgań korelował z oporami ruchu olej ekologiczny, który zapewniał zmniejszenie oporów ruchu (np. poprzez lepsze dotarcie powierzchni zęba, grubszy film smarowy, mniejszy współczynnik tarcia), pozwalał na zmniejszenie poziomu generowanych drgań w porównaniu z olejem mineralnym. Nie stwierdzono korelacji pomiędzy poziomem drgań a lepkością oleju czy wskaźnikiem lepkości. Nie zidentyfikowano natomiast przyczyny zwiększonego poziomu drgań przekładni smarowanej olejem ekologicznym w porównaniu do działania oleju mineralnego w czasie testów mikropittingu (smarowanie natryskowe) stwierdzono brak korelacji z oporami ruchu, lepkością oleju czy wskaźnikiem lepkości. W tablicy 4 przedstawiono wyniki badań stabilności termooksydacyjnej w długotrwałych testach przekładniowych i podczas magazynowania badanych olejów. Po długotrwałych testach przekładniowych nastąpił znaczny wzrost lepkości oleju ekologicznego szczególnie widoczny był wzrost wartości wskaźnika w wyniku testów pittingu. Wynika to z obecności w strukturze chemicznej olejów roślinnych wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, które w czasie testów wykazały wysoką podatność na działanie tlenu i temperatury. Natomiast w wyniku długotrwałego magazynowania, po upływie 3 lat od daty wytworzenia oleju nastąpiło znaczne obniżenie wartości wskaźnika lepkości oleju ekologicznego. W porównaniu z oleju świeżym był on bardziej podatny na zmiany lepkości wraz ze zmianą temperatury. Tablica 4. Wyniki badań stabilności termooksydacyjnej opracowanego oraz komercyjnego przemysłowego oleju przekładniowego Właściwość Oznaczany wskaźnik Opracowany Komercyjny Stabilność termooksydacyjna oleju wykazywana w długotrwałych testach przekładniowych (pitting) Stabilność termooksydacyjna oleju wykazywana w długotrwałych testach przekładniowych (mikropitting) Stabilność fizykochemiczna oleju wykazywana w czasie długotrwałego magazynowania (3 lata) Względna zmiana lepkości mierzonej w temp. 100ºC [%] 57 6,0 Względna zmiana wskaźnika lepkości [%] 1,5 4,3 Względna zmiana lepkości mierzonej w temp. 100ºC [%] (wartość odniesiona do jednego stopnia obciążenia) Względna zmiana wskaźnika lepkości [%] (wartość odniesiona do jednego stopnia obciążenia) 5,0 0 2,3 1,4 Względna zmiana lepkości mierzonej w temp. 100ºC [%] 8,9 9,0 Względna zmiana wskaźnika lepkości [%] 19,3 12,0 Podsumowanie i wnioski Olej do przekładni przemysłowych wytworzony na bazie olejów roślinnych charakteryzował się zbliżonymi do produktu komercyjnego właściwościami fizykochemicznymi i smarnymi, objętymi normą PN-C-96056:1990, zatem może być traktowany jako jego zamiennik. Wysoka biodegradowalność i niewielka toksyczność pozwala zakwalifikować go do grupy olejów ekologicznych. Bardziej szczegółowe badania właściwości smarnych wykazały, że olej ekologiczny w porównaniu z olejem mineralnym pozwalał obniżyć współczynnik tarcia oraz zwiększyć odporność kół zębatych na mikropitting. W warunkach smarowania zanurzeniowego (testy pittingu) olej ekologiczny pozwalał na zmniejszenie poziomu drgań w porównaniu z olejem mineralnym, jednak w czasie badań mikropittingu (smarowanie natryskowe) sytuacja była odwrotna. Znaczące wady oleju ekologicznego to: niekorzystna zmiana wskaźnika lepkości w czasie długotrwałego magazynowania, gorsza stabilność termooksydacyjna w testach przekładniowych (duży wzrost lepkości) oraz spadek odporności smarowanej powierzchni na za- nr 10/2010 945

NAFTA-GAZ cieranie w warunkach bardzo wysokich nacisków. Istotną wadą oleju ekologicznego było też znaczne skrócenie czasu eksploatacji do momentu pojawienia się pittingu elementów tocznych łożysk. Wady te można częściowo skompensować skróceniem okresu magazynowania i eksploatacji oleju ekologicznego oraz stosowaniem go do smarowania przekładni pracujących w warunkach umiarkowanych obciążeń. Artykuł nadesłano do Redakcji 17.06.2010 r. Przyjęto do druku 29.09.2010 r. Literatura [1] Bartz W.J.: Ecotribology: environmentally acceptable tribological practices. Tribology International, 39, s. 728 733, 2006. [2] Bartz W.J.: Lubricants and the environment. Tribology International, 31, s. 35 47, 1998. [3] Battersby N.S., Morgan P.: A note on the use of the CEC L-33A-93 test to predict the potential biodegradation of mineral oil based lubricants in soil. Chemosphere, 35, s. 1773 1779, 2007. [4] Battersby N.S.: Environmentally acceptable lubricants: current status and future opportunities. Materiały III World Tribology Congress. Washington, referat nr WTC2005-63503 (zamieszczony na płycie CD), 2005. [5] Dąbrowski J.R.: Zagadnienia ekologiczne użytkowania substancji smarowych. Wyd. Politechniki Częstochowskiej, 4, s. 45 53, 1997. [6] Gawrońska H., Górski W.: Biodegradowalność i ekotoksyczność wybranych rodzajów cieczy eksploatacyjnych. Paliwa, oleje i smary w eksploatacji, 68, s. 11 14, 1999. [7] Haus F., German J., Junter G-A.: Primary biodegradability of mineral base oils in relation to their chemical and physical characteristics. Chemosphere, 45, s. 983 990, 2001. [8] Jayadas N.H., Prabhakaran Nair K., Ajithkumar G.: Tribological evaluation of coconut oil as an environment-friendly lubricant. Tribology International, 40, s. 350 354, 2004. [9] Ogunniyi D.S.: Castor oil: A vital industrial raw material. Bioresource Technology. 97, s. 1086 1091, 2006. Recenzent: doc. dr Michał Krasodomski [10] Pettersson A.: High-performance base fluids for environmentally adapted lubricants. Tribology International, 40, s. 638 645, 2007. [11] Podniadło A.: Paliwa, oleje i smary w ekologicznej eksploatacji. Wyd. WNT. Warszawa 2002. [12] Szczerek M., Tuszyński W.: Badania tribologiczne. Zacieranie. Wyd. ITeE. Radom 2000. [13] Szczerek M., Tuszyński W.: Rozwój metod badania kół zębatych. Materiały Międzynarodowego Seminarium Naukowo-Technicznego SIMP nt.: Nowoczesne technologie w produkcji i eksploatacji kół i przekładni zębatych, Warszawa 2009. [14] Total Elf: Oleje do przekładni przemysłowych. Mechanik, 12, s. 802 806, 2002. [15] Tuszyński W., Wulczyński J.: Nowe metody badania wpływu olejów smarowych na zacieranie, pitting i mikropitting kół zębatych. Tribologia, 3, s. 303 317, 2007. [16] Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach; Dz.U. Nr 62, poz. 628. Dr inż. Elżbieta Rogoś absolwentka Politechniki Łódzkiej. Pracownik naukowy ITeE-PIB w Radomiu. Zajmuje się opracowywaniem proekologicznych technologii eksploatacji środków smarowych i cieczy technologicznych. Współautorka licznych publikacji naukowych wydanych w kraju i za granicą, w tym 2 książek i 70 artykułów. Członek PTT i SPWiR. Dr inż. Waldemar Tuszyński absolwent Politechniki Warszawskiej. Pracownik naukowy ITeE-PIB w Radomiu. Zajmuje się opracowywaniem metod i urządzeń do badań środków smarowych w ekstremalnych warunkach tarcia. Współautor licznych publikacji naukowych wydanych w kraju i za granicą, w tym 9 książek i ponad 70 artykułów. Członek PTT i SPWiR. Mgr inż. Andrzej Urbański absolwent Wyższej Szkoły Inżynierskiej w Radomiu. Pracownik naukowy ITeE-PIB w Radomiu. Specjalizuje się w opracowywaniu technologii wytwarzania i eksploatacji środków smarowych i cieczy technologicznych. Współautor licznych publikacji naukowych, w tym ok. 50 artykułów. Członek SPWiR. 946 nr 10/2010