СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ
METHOD TO DETERMINE QUALITY OF LUBRICANT OILS

Изобретение относится к технологии контроля качества смазочных масел при их применении и совместимости с материалами деталей машин.
Известен способ определения качества моторных масел, при котором испытывают смазанную пару трения, берут пробы работающего масла, регистрируют оптическую плотность, определяют площадь пятен износа на поверхности трения и по соотношению оптической плотности к площади пятна износа определяют качество масел (Авторское свидетельство СССР №1165939, дата приоритета 06.01.1984, дата публикации 07.07.1985, авторы Ковальский Б.И. и Сорокин Г.М., RU).
п
п
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения качества смазочных масел, при котором пробу масла нагревают при постоянной температуре с перемешиванием постоянной массы, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла, определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока, испытывают на противоизносные свойства, определяют диаметр пятна износа и коэффициент противоизносных свойств по формуле П=К/U, где К - коэффициент поглощения светового потока; U - диаметр пятна износа, мм; затем строят графическую зависимость коэффициента противоизносных свойств П от коэффициента поглощения светового потока и по тангенсу угла наклона зависимости к оси абсцисс определяют качество смазочных масел (Патент РФ №2454654, дата приоритета 25.02.2011, дата публикации 27.02.2012, авторы Ковальский Б.И. и др., RU, прототип).
Недостатками известных аналога и прототипа являются низкая их информативность и ограниченное применение по определению качества смазочных масел из-за отсутствия данных с их совместимостью с материалами пар трения.
Задачей изобретения является повышение информативности по определению качества смазочных масел за счет получения данных об их совместимости с материалами пар трения.
п
п
п
п
вс
вс
п
пс
п
п
пс
Для решения поставленной задачи в способе определения качества смазочных масел, заключающемся в том, что пробу масла постоянной массы нагревают при постоянной температуре с перемешиванием, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла, в каждой из которых определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока окисленного масла и испытывают его на противоизносные свойства, при этом определяют диаметр пятна износа и коэффициент противоизносных свойств П, равный K/U, где К - коэффициент поглощения светового потока, a U - диаметр пятна износа в мм, строят линейную графическую зависимость коэффициента противоизносных свойств П от коэффициента поглощения светового потока К, которую используют для определения противоизносных свойств смазочных масел, согласно изобретению, в способе дополнительно определяют влияние стали на качество смазочных масел, при этом дополнительно нагревают пробу масла постоянной массы со стальным элементом при постоянной температуре с перемешиванием, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла и проводят упомянутый цикл испытаний, строят линейные графические зависимости коэффициентов противоизносных свойств от коэффициентов поглощения светового потока для масел, испытанных без стали и со сталью, по которым определяют скорость изменения коэффициента противоизносных свойств путем определения соотношения П/К, а влияние стали на качество смазочных масел оценивают по значению коэффициента влияния стали К, определяемому по формуле: К=(V-V)/V×100%, где V и V - соответственно скорости изменения коэффициента противоизносных свойств масел, испытанных без стали и со сталью.
На чертеже представлены зависимости коэффициента противоизносных свойств от коэффициента поглощения светового потока, полученные на примерах моторных масел: а) - минерального Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC; б) - частично синтетического Mobil Super 10W-40 SJ/CF; в) - синтетического Visco 5000 5W-40 SJ/CF, - испытанных без стали (1) и со сталью ШХ15 (2).
Способ осуществляется следующим образом.
п
Испытанию подвергались моторные масла различной базовой основы: минеральное - Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC; частично синтетическое - Mobil Super 10W-40 SJ/CF и синтетическое - Visco 5000 5W-40 SJ/CF. В качестве примера стального образца выбрана верхняя обойма подшипника №203 диаметром 47 мм, изготовленная из стали ШХ15. Пробы масел испытывались порознь без стали и со сталью. Масса пробы масла составляла 100±0,1 г. Пробы термостатировались при постоянной температуре, например 180°C, с перемешиванием стеклянной мешалкой в стеклянном стакане с частотой вращения 300±2 об/мин. Через каждые 8 часов испытания отбирают часть пробы окисленного масла для прямого фотометрирования и определения коэффициента поглощения светового потока К, а также испытывают часть пробы на трехшариковой машине трения со схемой «шар-цилиндр». Параметры трения скольжения выбраны постоянными: нагрузка - 13 Н; скорость скольжения - 0,68 м/с; температура испытуемого масла в объеме - 80°C; время испытания - 2 часа.
После двух часов испытания измеряют диаметры пятен износа на трех шарах и определяют среднеарифметическое значение. По мере отбора проб в стеклянный стакан доливают товарное масло до первоначальной массы (100±0,1 г) и продолжают испытание по тому же способу, и замеряют те же параметры. Испытание проб масел со сталью и без стали продолжают до значения коэффициента поглощения светового потока 0,7-0.8 ед. Фотометрирование окисленных масел без стали и со сталью проводят при толщине фотометрируемого слоя 2 мм.
По полученным результатам определяют коэффициент противоизносных свойств П, учитывающий износ и концентрацию продуктов окисления при термостатировании масел без стали и со сталью, по соответствующим формулам:
п
пс
c
п
пс
П=K/U и Пс=K/U, где К и К - коэффициенты поглощения светового потока термостатированных масел соответственно без стали и со сталью;
c
U и U - соответственно среднеарифметические значения диаметров пятен износа, мм.
п
п
Далее строят линейные графические зависимости коэффициента противоизносных свойств П от коэффициента поглощения светового потока Кп для масел различной базовой основы, испытанных без стали и со сталью (фиг.а, б, в). Из полученных зависимостей определяют скорость изменения коэффициента противоизносных свойств (V) путем определения соотношения П/К.
вс
Затем определяют коэффициент влияния стали К на качество смазочного материала по формуле:
вс
п
пс
п
K=(V-V)/V×100%,
п
пс
где V и V - соответственно скорости изменения коэффициента противоизносных свойств масел, испытанных без стали и со сталью ШХ15.
Результаты испытаний моторных масел приведены в следующей таблице.
Таблица
Результаты испытаний моторных масел различных базовых основ
Марка масла
Коэффициент поглощения светового потока, К<sub>п</sub>
Коэффициент противоизносных свойств, П
Скорость изменения коэффициента П
Коэффициент влияния стали К<sub>вс</sub>, %
без стали
со сталью
без стали
со сталью
без стали
со сталью
Минеральное Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC
0,133
0,177
0,5
0,479
3,89
3,47
10,7
0,257
0,267
1,0
0,82
0,433
0,447
1,6
1,4
0,6
0,543
2,33
1,8
0,82
0,64
3,2
2,2
0,713
2,4
0,767
2,6
Частично синтетическое Mobil Super 10W-40 SJ/CF
0,167
0,2
0,6
0,6
4,1
3,31
19,2
0,183
0,423
0,7
1,2
0,28
0,487
1,17
1,58
0,41
0,627
1,6
2,04
0,523
0,757
2,04
2,5
0,637
2,62
0,72
2,93
0,793
3,22
Синтетическое Visco 5000 5W-40 SJ/CF
0,11
0,1
0,34
0,26
4,39
2,58
41,2
0,213
0,19
0,82
0,49
0,307
0,287
1,33
0,75
0,423
0,5
1,68
1,29
0,513
2,26
Из таблицы видно, что коэффициент влияния стали на качество масел составил: для минерального Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC - 10,7%; для частично синтетического Mobil Super 10W-40 SJ/CF - 19,2%; для синтетического Visco 5000 5W-40 SJ/CF - 41,2%.
Из таблицы также видно, что сталь ШХ15 понижает качество моторных масел независимо от базовой основы и совместима с минеральным маслом Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC и с частично синтетическим Mobil Super 10W-40 SJ/CF.
Использование изобретения позволяет определить количественные показатели влияния сталей на качество смазочных масел (противоизносные свойства), создать банк данных по влиянию различных конструкционных сталей на масла различной базовой основы и обоснованно выбирать те смазочные материалы, которые совместимы со сталями.