АННОТАЦИЯ 6
ВВЕДЕНИЕ 9
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 11
1.1 Классификация смазочных материалов 11
1.2 Статистика потребления смазочных материалов и классификация масел
по международным стандартам 12
1.3 Способы улучшение характеристик жидких смазочных материалов 14
1.4 Экологические проблемы использования нефтепродуктов и возможные
альтернативы 15
1.6 Обзор исследований, направленных на разработку биоразлагаемых
смазочных материалов 17
1.7 Опыт применения растительных масел в качестве присадки 26
1.8 Виды гидравлических жидкостей 27
1.9 Цели и задачи исследования 32
2. МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОТИВОИЗНОСНЫХ СВОЙСТВ
БИОРАЗЛАГАЕМЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ МАСЕЛ 34
2.1 Описание устройства и последовательности работы на четырехшариковой
машине трения 34
2.2 Описание и последовательность работы с цифровым микроскопом 40
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 42
3.1 Проверка воспроизводимости результатов проведенного исследования . 42
3.2 Исследование противоизносных свойств нефтяных гидравлических
жидкостей и чистых растительных масел 42
3.3 Проверка работоспособности биоразлагаемых присадок для
растительного масла 47
3.4 Выявление наиболее эффективного процентного содержания присадок в
растительном масле 54
3.5 Результаты проведенного исследования 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 66
В большинстве современных установок и механизмов имеются устройства, предназначенные для передачи энергии от источника к рабочему органу. В ряде механизмов для этого используются тросы, передачи, муфты и другие промежуточные звенья. В большем количестве узлов эту задачу выполняет гидропривод, посредством гидравлической жидкости.
Гидравлические системы широко используются в различных отраслях сельского хозяйства, автомобилях и оборудовании для перерабатывающей промышленности, обработки почвы и уборки. Они имеют большое функциональное значение для машин в целом. Смазочная жидкость, как обязательный компонент гидравлических систем, выполняет две основные функции - передачу мощности и смазку для охлаждения, износа и защиты от коррозии. Мощность и ресурсы гидравлических систем и машин в целом в значительной степени определяются средой смазочного материала - составом, физико-химическими свойствами и характером трения и износа.
Данные жидкости должны одновременно быть несжимаемыми, не образовывать воздушные пробки, иметь низкую температуру застывания, сохранять свои свойства при высоких температурах и смазывать узлы трения в системах гидропривода. Именно последнее требование привело к тому, что обычно в данных системах используются гидравлические масла.
Как и подавляющее большинство масел, используемых в промышленности, гидравлические масла являются продуктами нефтепереработки. Однако, при всех своих достоинствах, данные масла оказывают вредное воздействие на человека и окружающую среду. С каждым годом различными организациями и правительствами стран выдвигаются все более жесткие экологические требования к смазочно-охлаждающим жидкостям.
Промышленная индустрия движется к тому, что необходимо искать альтернативу нефтяным гидравлическим маслам. Эта альтернатива должна быть экологически чистой и не уступать по характеристикам нефтяным маслам, в частности, по параметру износостойкости, поскольку именно этот параметр выделяет гидравлические масла на фоне других гидравлических жидкостей.
На основе данных задач была сформулирована тема данной работы: Разработка биоразлагаемого гидравлического масла для систем гидропривода и гидроуправления подъемно-транспортных машин.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были изучены научные статьи и информационные форумы по разработке и внедрению в использование - биоразлагаемых смазочных материалов. Были изучены виды гидравлических масел отечественного производства и зарубежных аналогов, применяемых на сегодняшний день. Изучены различные способы применения биоразлагаемых смазочных материалов, перспективы их использования и меры которые были предприняты к замене нефтепродуктов на экологически безопасные аналоги. На основе этого была обоснована актуальность данной проблемы.
Был сформулирован алгоритм выполнения экспериментального исследования для изучения влияния биоразлагаемых маслорастворимых присадок на противоизносные свойства растительного масла. Так же были выбраны образцы масел, с которыми данные композиции могли бы конкурировать.
Проведены экспериментальные исследования по данному алгоритму с выбранными образцами масел и присадок. Была проверена работоспособность присадок в составе растительных масел. Для наиболее эффективных присадок с наибольшим увеличением противоизносных свойств, было проведено исследование, для определения наиболее эффективной их концентрации в масле.
Результаты экспериментов показали, что даже в чистом виде подсолнечное масло обладает более высокими противоизносными свойствами, чем применяемые гидравлические масла ВМГЗ-45 и АМГ-10. Это заметно по уменьшению пятен износа на 25% и 38% соответственно.
В растительное масло были добавлены присадки, чтобы понять, какое влияние они окажут на противоизносные свойства. Добавление сложного эфира этилендиаминтетрауксусной кислоты ЭДТА со спиртами С16-С18 и Дигексаде- цилдитиофосфат цинка позволило уменьшить пятна износа на 24% и 39% соответственно, в сравнении с чистым подсолнечным маслом. Применение сложных эфиров малеиновой кислоты и фталевой кислот (1:1) не дало никаких результатов.
Самой эффективной присадкой оказалось применение AAE - сложного эфира аконитовой кислоты со спиртами С16-С18 в концентрации 3%. Диметр пятна износа при такой концентрации данной присадки составил 0,367 мм. В результате чего снижение износа составило 47% в сравнении с чистым растительным маслом.
Применение маслорастворимых производных бензтриазола не только не улучшило показателей масла, но еще и ухудшило его противоизносные свойства (увеличение пятная износа на 17%).
Основываясь на данных результатах следует вывод, что использование биоразлагаемых смазочных материалов в качестве гидравлических жидкостей возможно. Более того, это может быть перспективным направлением, даже если рассматривать исключительно эксплуатационные свойства без учета вопросов экологической безопасности. Пятно износа на четырехшариковой машине трения зарубежных аналогов гидравлических масел составило от 0,29 до 0,35 мм, из чего следует вывод, что разработанная композиция может конкурировать по противоизносным свойствам с зарубежными высококачественными продуктами.
