Методика оценки реологических и триботехнических свойств пластичных смазок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Евсин Марк Геннадьевич

• Евсин Марк Геннадьевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Евсин Марк Геннадьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Особенности структуры пластичных смазок

1.2. Применение дисперсных добавок для модификации пластичных смазок

1.3. Реологические модели, применяемые для описания смазочных материалов

1.4. Конструкции вискозиметров и их особенности

1.5. Реологические свойства пластичных смазок и стандартные методики их определения

1.6. Трибологические свойства пластичных смазок и стандартные методики их определения

1.7. Механика контактного взаимодействия компонентов трибосопряжения с применение пластичных смазок

1.8. Выводы по главе

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Свойства исследованных пластичных смазок

2.2. Дисперсные добавки

2.3. Использованные методы исследований

2.4. Выводы по главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ КОНСТРУКЦИИ РОТАЦИОННОГО ВИСКОЗИМЕТРА

3.1. Анализ существующих конструкций ротационных вискозиметров

3.2. Совершенствование конструкции ротационного вискозиметра за счет снижения негативного влияния различных факторов на точность измерения

3.3. Выводы по главе

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЛАСТИЧНЫХ СМАЗОК С ПРИМЕНЕНИЕМ РОТАЦИОННОГО ВИСКОЗИМЕТРА

4.1 Моделирование потока пластичной смазки для геометрической схемы Серле-Куэтта

4.2 Методика определения реологических свойств пластичных смазок с

применением ротационного вискозиметра

4.4. Выводы по главе

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ И ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЛАСТИЧНЫХ СМАЗОК, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ДИСПЕРСНЫМИ ЧАСТИЦАМИ

5.1. Исследование триботехнических свойств пластичных смазок модифицированных наноразмерными частицами фторида графена

5.2. Исследование реологических и структурных свойств пластичных смазок модифицированных наноразмерными частицами фторида графена

5.3. Исследование триботехнических свойств пластичной смазки модифицированной микроразмерными частицами меди

5.4. Исследование реологических и структурных свойств пластичных смазок модифицированных микроразмерными частицами меди

5.5. Математические модели оценки влияния вязкости и предела текучести на триботехнические характеристики ПС, модифицированных дисперсными частицами

5.6. Выводы по главе

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

В современной промышленности широко используются классические и активно разрабатываются новые пластичные смазки (ПС), со сложной двухкомпонентной (жидкостной и каркасной) структурой и свойствами, заданными за счет введения присадок различного действия. Преимуществом таких ПС, обладающих большим содержанием загустителей и формирующих каркасные сетки, является удержание базового масла в узлах трения, тем самым добиваясь увеличения их срока службы. Триботехнические и реологические характеристики ПС оказывают взаимное влияние. В частности, изменение внутреннего трения между слоями смазки (вязкость) приводит к изменению параметров трения на поверхностях трибосопряжения.

Для обеспечения стабильной работы трибоузлов машин и механизмов на этапе эксплуатации, необходимо достичь оптимальных реологических и трибологических характеристик ПС. Достижение предельного напряжения сдвига (предела текучести) смазки, при котором повреждаются и разрушаются каркасные сетки и начинается течение смазки в результате действия внутреннего трения (вязкости) приводит к изменению внутренней структуры смазочной композиции и, как следствие, к изменению механизма трения и изнашивания. Исследование реологических свойств смазочных материалов с помощью вискозиметров и реометров применяется для численной оценки структурных свойств смазок во множестве исследований. Контроль динамической вязкости и предела текучести ПС, содержащих частицы дисперсных фаз, позволяет прогнозировать тонкие изменения структуры и свойств на молекулярном уровне за счет взаимодействия с загустителями, базовым маслом и другими компонентами смазочного материала, в процессе работы узла трения. Точное и достоверное определение реологических свойств ПС позволяет моделировать их поведение в узлах трения, а значит добиваться длительной и прогнозируемой эксплуатации.

Основная проблема данного исследования заключается в определении взаимосвязи между концентрацией дисперсного наполнителя, реологическими свойствами пластичной смазки и её триботехническими показателями.

Степень разработанности темы исследования

Вопросами изучения реологических свойств коллоидных систем занималось множество зарубежных ученых таких как Ю. Бингам, Питер Джост, М. Куэтт, М. Маргулес, М. Муни, М. Райнер, Д. Тейлор и другие. Отечественные ученые Г.В. Виноградов, Е.А. Кирсанов, В.Н. Матвеенко, П.А. Ребиндер, Ф.Н. Шведов, и другие также внесли значительный вклад в данную область науки. Значительных успехов в изучении вопросов создания и исследования триботехнических свойств ПС, модифицированных дисперсными добавками, добились Е. В. Березина, И.А. Буяновский, Н.А. Буше, Д.Н. Гаркунов, В.А. Годлевский, А.В. Дунаев, В.В. Зуев, И.В. Крагельский, Л.И. Погодаев, В.И. Ревнивцев, Д.М. Телух, А.В. Чичинадзе и другие. Изучением реологических свойств структурированных жидкостей занимались такие ученые как М. Куэтт и М. Муни. Ученые Г. Гизекус и Г. Лангер разработали методику определения вязкости неньютоновских жидкостей и пластичных тел. Значительный вклад в стандартизацию реологических исследований неньютоновских жидкостей внесли Г. Бауэр и Н. Безе.

В настоящее время недостаточно полно изучены процессы изменения свойств пластичных смазок, разрушения их каркасной структуры, и как следствие, уменьшения их вязкости и прочности в контактной зоне узлов трения при эксплуатации. Не установлены количественные корреляции между реологическими и триботехническими характеристиками пластичных смазок, модифицированных дисперсными наполнителями.

Объектом исследования являются пластичные смазки, модифицированные дисперсными наполнителями с различным процентным содержанием по массе.

Предметом исследования являются реологические и триботехнические свойства пластичных смазок.

Цель и задачи исследования

Ввиду недостаточной исследованности вопроса реологического поведения пластичных смазочных материалов, модифицированных дисперсными добавками, целью данной работы является достижение рациональных триботехнических и реологических характеристик пластичных смазочных материалов, модифицированных дисперсными наполнителями, за счет установления связей между ними.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

1. Модернизировать конструкцию узлов ротационного вискозиметра типа Брукфильда для повышения точности измерений реологических свойств структуры ПС за счёт снижения погрешностей, вызванных конструктивными особенностями измерительной части прибора.

2. Разработать модель сдвигового течения ПС вблизи шпинделя ротационного вискозиметра Брукфильда.

3. Разработать и верифицировать методику определения реологических свойств ПС со сложной двухкомпонентной (жидкостной и каркасной) структурой с применением ротационного вискозиметра Брукфильда.

4. Применить разработанную методику для установления закономерностей влияния концентрации дисперсных частиц меди на реологические свойства (динамическую вязкость и предел текучести) ПС.

5. Исследовать особенности влияния концентрации дисперсных частиц меди на триботехнические свойства (изменение коэффициента трения, износа, контактной температуры, индекса износа, нагрузок задира и критической) ПС.

6. Произвести выбор рациональной концентрации частиц меди в ПС для рабочих поверхностей узлов трения.

Методы исследования

В работе использованы стандартные отечественные и зарубежные методы исследований реологических, трибологических и металлографических свойств ПС. Разработана методика определения реологических свойств ПС с применением

ротационного вискозиметра Брукфильда. Обработка результатов лабораторных и натурных испытаний выполнялась с применением методов математической статистики.

Научная новизна.

1. Разработана модель сдвигового течения двухкомпонентной структуры ПС вблизи шпинделя ротационного вискозиметра Брукфильда для определения реологических свойств.

2. Впервые предложена модель перехода металлических пар трения, работающих с пластичной смазкой, в износостойкое относительное равновесие за счет формирования рациональной вязкости и масло удерживающей шероховатости поверхности.

3. Впервые установлена достоверная экспериментальная корреляция между реологическими и трибологическими свойствами пластичных смазочных материалов, модифицированных дисперсными наполнителями.

Теоретическая и практическая значимость работы

1. Разработанная модель сдвигового течения двухкомпонентной ПС вблизи шпинделя ротационного вискозиметра Брукфильда может быть использована для повышения точности и достоверности определения реологических свойств ПС.

Практическая значимость работы

1. Разработанный и испытанный прототип ротационного вискозиметра Брукфильда усовершенствованной конструкции может применяться в качестве основы для начала серийного производства.

2. Разработанная и верифицированная методика определения реологических свойств двухкомпонентной ПС на ротационном вискозиметре Брукфильда, ввиду распространенности приборов данного типа, может применяться в химических и трибологических лабораториях, оснащенных приборами данного типа.

3. Результаты используются в учебном процессе при чтении лекций, выполнении лабораторных практикумов, курсовых и дипломных работ

международного научно-образовательного центра «BaltTribo-Polytechnic» ИММиТ, СПбПУ Петра Великого.

4. Результаты, полученные в данной работе, были использованы при участии в конкурсе грантов правительства Санкт-Петербурга 2022 г. в научном проекте «Разработка оснастки ротационного вискозиметра Брукфильда и исследование реологических свойств пластичных смазочных материалов» и в Программе «УМНИК» в Санкт-Петербурге и Ленинградской области 2023 г.

5. Разработана программа ЭВМ для выбора неповторяющихся случайных результатов из большого массива данных, Big Data (свидетельство государственной регистрации № 2022684441 от 13.12.2022).

6. Полученные результаты исследований были применены при разработке нового электромеханического привода поступательного действия (Патент на изобретение № 2786248), в котором, согласно концепции отказа от маслосистемы, использовалась оптимизированная пластичная смазка. Новый привод применен в качестве привода прямого действия на регулирующих диафрагмах паровых турбин.

Положения, выносимые на защиту:

1. Применение модернизированной конструкции опор измерительной части ротационного вискозиметра Брукфильда для повышения точности измерения реологических свойств ПС.

2. Разработка методики определения реологических свойств ПС на ротационном вискозиметре Брукфильда и её верификация на примере модифицированных пластичных смазок на основе «Литол 24».

3. Достижение наименьшего весового износа рабочих пар трения при использовании пластичной смазки МС 5123-2 модифицированной дисперсными частицами меди содержанием 0,5%.

4. Установление с вероятностью более 98% корреляционных зависимостей реологических свойств (вязкости, предела текучести) ПС, модифицированной дисперсными частицами меди, и триботехнических характеристик (износ, коэффициент трения, индекс задира, критическая нагрузка).

Степень достоверности и апробация результатов

Достоверность полученных результатов и положений обеспечивается согласованностью с основными теоретическими положениями, представленными в литературных источниках. Экспериментальные результаты были получены с применением сертифицированного оборудования, соответствующего требованиям российских и международных стандартов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика оценки реологических и триботехнических свойств пластичных смазок»

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы были доложены на российских и международных конференциях: Международная конференция в области теоретической и прикладной механики «48th international summer school -conference APM-2020», (г. Санкт-Петербург, Россия, 2020) СПбПУ; Proceedings International Conference "Problems of Applied Mechanics". (г. Брянск, Россия, 2020); 7th World Tribology Congress, WTC, (г. Лион, Франция, 2022); на семинарах МНОЦ «BaltTribo-Polytechnic» (г. Санкт-Петербург, СПбПУ, 2023).

Публикации

Материалы диссертации изложены в 7 печатных работах, из которых 3 работы опубликованы в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ, 2 работы входят в базу Scopus, а также 1 свидетельство на регистрацию программы для ЭВМ и 1 Патент на изобретение.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 2219-00178, https://rscf.ru/proi ect/22-19-00178/

Личный вклад автора

Все основные результаты, выносимые на защиту, принадлежат автору. Одна работа написана без соавторов. Личный вклад автора заключается в определении направления работы, постановке задач, разработке программы и методологии исследования, построении математических моделей и установлении основных закономерностей, формулировании выводов.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения с основными выводами по работе, библиографического списка и приложений. Содержание

работы изложено на 123 страницах, включает 45 рисунков, 13 таблиц, 3 приложения. Библиографический список включает 152 наименования. Соответствие паспорту научной специальности

Содержание диссертации соответствует специальности 2.5.3. Трение и износ в машинах по областям исследования: 8. Триботехнические свойства смазочных материалов; 15. Трибологические испытания: методы и устройства.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Одной из задач трибологии является создание новых смазочных материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками. Такой результат может быть достигнут за счет разработки новых пластичных смазок сложной структуры с применением присадок различного функционального действия. Применение присадок позволяет создавать ПС с заданными свойствами. Определение реологических характеристик является важной частью технологического процесса, поскольку позволяет более полно прогнозировать и регулировать триботехнические свойства ПС. Реологические приборы методы измерений позволяют определять свойства внутренней структуры смазок, зачастую недоступные для определения другими средствами. Особенно важной задачей является контроль реологических свойств ПС, модифицированных дисперсными наполнителями, так как они определяют агрегативную устойчивость системы, а значит и трибологическую эффективность в целом.

1.1. Особенности структуры пластичных смазок

Пластичные (консистентные) смазки - это сложные многокомпонентные тела, отличающиеся от классических масел твердообразным структурированным поведением. Как правило, они состоят из базового масла (дисперсная среда) и загустителя (дисперсная фаза), а также присадок [1].

Основным активным компонентом ПС является базовое масло. Вязкостные свойства базового масла играют определяющую роль при работе узла трения в гидродинамическом режиме. При граничном режиме трения, антифрикционные и противоизносные свойства масла зависят в большей степени не от вязкости, а от способности поляризованных и неполяризованных молекул адсорбироваться на поверхностях трения, образовывая граничные пленки [2].

За структурные свойства ПС преимущественно отвечает загуститель, чаще всего являющийся мылом на основе металла [3]. Мыльный каркас представляет собой наноразмерные нити, сплетенные между собой (Рисунок 1 ) и, как губка,

удерживающие в себе базовое масло и присадки. При этом, чем больше удельная площадь поверхности нитей загустителя, тем сильнее загущающий эффект. Основной функцией загустителя является удержание базового масла и присадок в зоне трения при целевых условиях эксплуатации.

Помимо структурных свойств, загуститель также является активным компонентом трибосистемы. Известно [4], что свойства мыльного загустителя могут влиять на адгезию смазки и коэффициент трения, так как являются поверхностно активными веществами (ПАВ).

Рисунок 1 - Каркасная структура литиевой смазки [4]

С точки зрения реологии, ПС представляют собой дисперсную систему, в которой основные компоненты - масло и загуститель не смешиваются друг с другом. Рассматривая реологические кривые, течению таких неньютоновских жидкостей свойственно наличие двух линейных участков (Рисунок 2), соответствующих не разрушенной и полностью разрушенной структуре с участком нелинейности между ними [5, 6]. Связь между структурой и вязкостью дисперсных система исследована многими авторами [5, 7-13]. Однако, измерение свойств ПС в условиях нагружения близких к пределу их структурной прочности является актуальной проблемой реологии [14]. Механизм распада структуры рассматривается как переход от первоначального разрушения каркасной сетки к

разрушению всё более мелких агрегатов, образовывающихся в потоке жидкости, происходящий под действием последовательно возрастающего сдвига [15]. Предельным состоянием такого распада является полностью разрушенная структура, предположительно обладающая ньютоновскими свойствами. Для пластичной смазки такая структура близка по свойствам базовому маслу [15, 17].

Л

Л

1 \ 2 3 4

->

а) б)

Рисунок 2 - Реологическая кривая по Ребиндеру [5]; а) в координатах скорость сдвига - напряжение сдвига; б) в координатах вязкость - напряжение сдвига

Если действующая нагрузка превышает несущую способность ПС, задействуются механизмы граничного трения. В таких условиях значительное влияние оказывают применяемые присадки, добавляемые в ПС с массовой концентрацией, как правило, не превышающей 5%. Применение присадок позволяет повысить такие свойства ПС как термостойкость, окислительную стабильность, противоизносные и противозадирные свойства и другие. Также применение присадок в составе ПС оказывает влияние на их реологические свойства. Влияние размеров, концентрации и химического состава присадок на реологические свойства ПС широко не изучено и требует дальнейшей проработки.

1.2. Применение дисперсных добавок для модификации пластичных смазок

Помимо базового масла и загустителя современные ПС содержат до 5% присадок, различного состава и назначения. К основным типам присадок относятся: антифрикционные, противоизносные, противозадирные, антикоррозионные, антиокислительные, деактиваторы металлов, антирадиационные.

В качестве присадок, противодействующих износу и образованию задиров используют соединения, содержащие серу, фосфор, хлор [18-Ошибка! Источник с сылки не найден.]. Конкуренцию данным растворимым присадкам составляют твердые дисперсные наполнители [23]. Классическим видом таких наполнителей является графит, который также используются в качестве самостоятельной твердой смазки. Однако, в современных смазках его часто заменяют дисульфидом молибдена. В качестве альтернативы графиту в последние годы активно исследуются присадки на основе углеродных наноструктур.

Применение углеродных нанотрубок, исследованных авторами [24, 25] привело к улучшению триботехнических свойств на величину, достигающую 20%.

В работе [26] рассматривается введение в моторное масло углеродных «нано-рогов». Отмечается снижение коэффициента трения на величину до 12%.

Введение в масло И-40А фуллеренов, по данным работы [27], привело к снижению коэффициента трения на величину до 30%.

С открытием нового углеродного наноматериала - графена, его свойства также активно изучаются в качестве дисперсной добавки к смазочным материалам. Исследованию оксида графена посвящены работы [28-30]. Согласно результатам данных работ, применение оксида графена позволяет снизить коэффициент трения на величину, превышающую 50%.

Известен также фторид графена, который, по многим параметрам превосходит оксид [31-34]. Предполагается, что содержание фтора в структуре позволяет повысить антифрикционные свойства материала, а также повысить водостойкость смазки [31]. Таким образом применение фторида графена в качестве

дисперсного модификатора может являться одним из наиболее перспективных направлений исследований способов повышения триботехнических свойств ПС.

Еще одним перспективным направлением исследований являются металлоплакирующие наполнители. Их действие основано на превращении энергии разрушения поверхностей трибосопряжения в условиях повышенного износа в энергию восстановления за счет избирательного переноса [35, 36]. Авторами было установлено, что в результате избирательного переноса на поверхностях трущихся деталей образуется тонкая сервовитная пленка металла, которая защищает поверхность стали от водородного износа. Данное открытие было названо «эффектом безызносности». Данное открытие привело к возникновению нового объяснения явлений, происходящих в открытых трибосистемах. Было сделано предположение, что в таких системах могут возникать стационарно неравновесные эволюционные процессы с высокой степенью организации.

При этом можно выделить два возможных механизма действия [37]:

1. Адгезионный - в результате избирательного переноса порошки цветных металлов растворяются в объеме смазки и поверхности покрываются сервовитной пленкой.

2. Механический - порошки цветных металлов, более мягких по сравнению со сталью в процессе трения внедряются в её поверхность закрывая собой неровности.

Применение порошков меди в качестве дисперсного модификатора жидкого масла рассматривается в работе [38], где исследовано влияние наноразмерных частиц меди на триботехнические свойства минерального масла БАБ 10W40. Авторы отмечают, что применение медного порошка, полученного вакуумным охлаждением, позволяет снизить коэффициент трения на 15%.

Важным аспектом применения металлоплакирующие порошков является их влияние на реологические свойства смазочного материала. Особенно критично это влияние может быть для структуры ПС. В работе [39] авторы исследовали влияние добавления порошков меди и цинка в пластичную смазку «Литол 24». Отмечается, что модификация ПС микроразмерными порошками металлов приводит к

изменению их реологических свойств в сторону снижения вязкости, что приводит к снижению силы трения в режиме жидкостного трения. При этом, в режиме граничного трения сила трения увеличивается. Объяснением данного результата могут служить затраты энергии на образование и разрушение тонких пленок на поверхностях пар трения.

Известны также работы [А.1, 40-43] посвященные исследованию возможности применения в качестве дисперсного модификатора смазок гидросиликатов магния. Использование мягких минералов позволяет добиться формирования тонких пленок на поверхностях компонентов узла трения. Тем самым достигается экранирование и разделение поверхностей трения, что приводит к снижению коэффициента трения и износа до 50% и выше в зависимости от конкретного применяемого материала.

1.3. Реологические модели, применяемые для описания смазочных

материалов

Для описания свойств течения ПС смазок применяют различные реологические модели. Они характеризуют деформационные и текучие свойства ПС, включая жидкостные, пластичные и упругие, при различных условиях нагружения, давления, температуры и времени воздействия. Реологические модели представляют собой математическое описание результатов взаимодействия определенной группы тел исходя из характерных им свойств.

Реологическая модель Ньютона является одной из основных моделей, описывающих поведение жидкостей и газов. Она была разработана британским физиком Исааком Ньютоном в XVII веке и является простой, но важной моделью для описания реологии жидкостей.

Согласно модели Ньютона, жидкость имеет постоянную вязкость, то есть ее сопротивление течению не зависит от времени. Это значит, что сила трения между слоями жидкости пропорциональна скорости деформации жидкости. Коэффициент пропорциональности называется вязкостью [44].

Рассмотрим течение между двумя неограниченными параллельными плоскостями (Рисунок 3), где верхняя плоскость движется со скоростью Ж0, а нижняя неподвижна. Для ньютоновских жидкостей течение в данной системе определяется формулой:

Т = Т]

ду

где п - коэффициент динамической вязкости;

т - напряжение сдвига, вызванное силами трения между слоями жидкости;

дw7

ду

- градиент скорости деформации.

Рисунок 3 - Течение между неограниченными параллельными плоскостями

В общем случае градиент скорости деформации обозначается как скорость сдвига:

^ = ±(?1) = ±(21) = д-1 = У = 0, (2)

ду ду\ди дЬ\ду) дг г у ;

где у = Б - скорость сдвига.

Поведение реологических жидкостей наиболее наглядно можно представить с помощью кривых течения в координатах скорость сдвига - напряжение сдвига (Рисунок 4, а) и кривых вязкости в координатах скорость сдвига - вязкость (Рисунок 4, б).

а) б)

Рисунок 4 - Виды реологических кривых [14]

Если жидкость является ньютоновской (Рисунок 4, график 1), ее вязкость:

ц = 1д{а)=-, (3)

где а - угол наклона реологической кривой.

Модель Ньютона хорошо описывает поведение многих жидкостей, таких как вода, масло, спирт и др. Однако, для более сложных жидкостей, таких как растворы полимеров или кровь, необходимы более сложные модели, которые учитывают изменение вязкости с деформацией и временем. Таким образом, реологическая модель Ньютона является важной моделью для описания реологического поведения простых жидкостей.

Вязкопластичная жидкость (ВПЖ) Шведова - Бингама (Рисунок 4, график 5) отличается от ньютоновской жидкости наличием ненулевого предела текучести т0 ф 0. То есть пока напряжение сдвига не превысит определенную величину они ведут себя как твердое тело [45].

Поведение такой жидкости описывается формулой [13]:

т = То + ^ • о , (4)

где то - предел текучести;

Пп - коэффициент пластической вязкости.

Для описания структурированных систем, имеющих предел текучести, таких как жидкость Шведова-Бингама, могут применяться различные по своей сути коэффициенты вязкости. Различия в их определении представлено на Рисунке 5.

Скорость идйига Ю1

Рисунок 5 - Определение пластичной и эффективной вязкостей на примере

реологической кривой ВПЖ где а - угол наклона прямой, проведенной из нуля к реологической кривой; в - угол наклона линейного участка реологической кривой; Пэф - коэффициент эффективной динамической вязкости ВПЖ; П« - коэффициент пластической вязкости ВПЖ.

Модель Шведова-Бингама обычно используют для описания поведения высокомолекулярных соединений, например полимеров [46]. Такое поведения объясняют расплетением длинных молекул и выравниванием их вдоль линий течения.

Для описания более сложных жидкостей, таких как дисперсные системы пластичных смазок рекомендуется использовать модели с нелинейным соотношением между напряжением сдвига и скоростью сдвига - степенные модели.

Л эф = £д(а) Ли =

(5)

(6)

Модель степенного закона Оствальда - де Ваале отличается от ВПЖ Шведова-Бингама тем, что соотношение напряжения сдвига к скорости сдвига не принимает постоянное значение [47 - 49].

Уравнение степенного закона течения жидкости имеет следующий вид [50]:

г = К • Бп (7)

где К - коэффициент консистенции (Па^сп);

п - показатель нелинейности.

Показатель нелинейности определяет, насколько поведение жидкости отличается от ньютоновского. При п < 1 жидкость разжижается при сдвиге (рис. 2, 2). Такую жидкость принято называть псевдопластичной. При п =1 жидкость является ньютоновской (К = п). При п > 1 жидкость загустевает при сдвиге, то есть проявляет дилатантные свойства (Рисунок 4 кривая 3).

Данная модель точнее, чем модель Шведова-Бингама, описывает поведение многих дисперсных систем, за счёт возможности описания нелинейного поведения, однако, недостаточно хорошо описывает поведение пластичных смазок при низких скоростях сдвига, поскольку не учитывает возможность наличия структурной прочности загустителя (мыла). Для описания жидкостей, имеющих предел текучести более целесообразно применить модифицированный степенной закон.

Для описания поведения жидкостей, которым требуется приложение некоего минимального напряжения для инициации движения и при этом, соотношение напряжения сдвига к скорости сдвига не линейно, принято использовать модифицированный степенной закон Гершеля-Балкли.

Уравнение модифицированного степенного закона имеет следующий вид

[51]:

т = Т0+К^п (8)

В обобщенном виде уравнения неньютоновского поведения жидкостей можно представить моделью Кэссона-Шулъмана [52].

п

± 1 т = " ■ '

+ (лп • я)

При различных значениях предела текучести и показателя нелинейности уравнение (9) может принимать вид других ранее описанных моделей. Таким образом, эта модель является универсальным описанием реологического поведения большинства реальных жидкостей.

Проблемой данных моделей неньютоновского поведения является слабая связь между используемыми реологическими коэффициентами и физическими процессами, протекающими между частицами и агрегатами вещества [14].

Альтернативные модели, не содержащие величины, характеризующей предел текучести были предложены многими авторами [53-57]. Данный тип уравнений исходит из уравнения Ри-Эйринга (10) [58] и основан на предположении о существовании двух типов стабильных структур, характеризующих не разрушенное и полностью разрушенное состояние, с переходным процессом между ними.

^ = ^«=1 ^ • рпВ , (10) где Х, в, а - постоянные;

Х - определяется долей сечения занимаемого на поверхности сдвига; в - пропорциональна времени релаксации; а - модуль сдвига.

Таким образом, существует множество реологических моделей, которые могут в равной степени хорошо могут согласовываться с полученными экспериментальными данными. Это создает сложности при необходимости экстраполяции полученных данных. На практике для расчетов используются эмпирические зависимости, описывающие течение используемых жидкостей.

1.4. Конструкции вискозиметров и их особенности

Одним из основных инструментов реологии является ротационный вискозиметр (реометр). За свою историю вискозиметры прошли путь от простейших приборов капиллярного типа, в которых течение происходит под действием силы тяжести до технически сложных реометров, позволяющих создавать контролируемые условия относительного перемещения слоев жидкости и измерять множество реологических параметров, таких как напряжение сдвига, скорость сдвига, величину деформации и многие другие [2, 3, 59]. Наибольшую полезность для трибологов несет вискозиметр ротационного типа, отчасти из-за схожести между конструкцией трибосопряжений и измерительной геометрией в приборе данного типа: цилиндр в цилиндре (подобно валу во втулке), пластина -пластина (подобно пяте и подпятнику) и другие.

Необходимость в измерении реологических свойств возникает в множестве областей науки и техники. Для решения различных задач применяются различные типы вискозиметров. В современной практике принято разделять вискозиметры по принципу действия на следующие типы:

• Капиллярные вискозиметры, принцип действия которых основан на протекании заданного объема жидкости через специальное отверстие, называемое капилляром, под действием силы тяжести или иных внешних сил.

• Вискозиметры с телом, перемещающимся в объеме образца, такие как вискозиметр с падающим шариком, со всплывающим пузырьком воздуха или с телом, протягиваемым через образец с заданными условиями.

• Вибрационные вискозиметры, использующие явление резонанса.

• Ротационные вискозиметры и реометры, измеряющие вязкость исходя из соотношения приложенных или измеряемых напряжения сдвига (момента) и скорости сдвига (градиента сдвига).

Каждый вид вискозиметра имеет свои преимущества для применения согласно определенному спектру задач. Для исследования реологического

поведения сложных жидкостей наилучшим образом подходит вискозиметр с ротационным принципом действия.

Существующие модели ротационных вискозиметров можно разделить на группы по нескольким основным критериям: принципу измерения, способу нагружения, геометрической схеме измерительных тел.

По принципу измерения ротационные вискозиметры можно разделить на модели с контролируемым напряжением сдвига (деформацией) и измеряемой скоростью сдвига (controlled-stress - CS) и с контролируемой скоростью сдвига и измеряемым напряжением сдвига (controlled strain - CR). Существуют также приборы способные работать в обоих режимах.

В CS вискозиметрах, как правило, деформация образца создается с помощью специализированного электродвигателя постоянного тока. Момент, с которым образец сопротивляется деформации определяется путем измерения потребляемого тока [60]. Таким образом, двигатель в данной конструкции является также преобразователем, что может накладывать определенные ограничения.

В отличие от CS вискозиметров модели принципа CR имеют отдельный датчик момента, основанный на измерении величины деформации упругого элемента. В таких вискозиметрах мотор служит для создания и поддержания заданной скорости сдвига и не принимает непосредственного участия в измерении.

По геометрии применяемых в ротационном вискозиметре измерительных тел различают вискозиметры со схемами конус - пластина [61], пластина - пластина, шпиндель [62], коаксиальные цилиндры. Существуют и менее распространенные схемы, комбинирующие в себе ранее перечисленные элементы. В зависимости от используемой схемы различается вид сдвигового потока.

Конструкции ротационных вискозиметров с коаксиальными цилиндрами различаются вращающимся телом. Если вращается внутренний цилиндр, вискозиметр относят к типу Серле, а если наружный - к типу Куэтта. Разница между этими двумя типами проявляется в эпюрах напряжений и скоростей сдвига и должна быть учтена при вычислении вязкости [63, 64]. Наибольшее распространение в современном приборостроении получила конструкция Серле,

так как является более гибкой и позволяет использовать прибор с большинством геометрических схем.

1.5. Реологические свойства пластичных смазок и стандартные методики

их определения.

Вязкость как правило рассматривают как основной параметр, характеризующий структурные свойства пластичных смазок. Однако, помимо вязкости для пластичных смазок определяют и другие реологические свойства, такие как пенетрация, предел прочности на сдвиг, механическая стабильность, температура каплепадения, коллоидная стабильность, термоупрочнение и другие.

Пенетрация - это мера проникновения конусного тела в образец смазочного материала. Измерение проводится с помощью специализированного прибора -пенетрометра по ГОСТ 32331-2013 [65] и заключается в измерении проникновения специализированного конуса в неперемешанный или перемешанный образец пластичной смазки при свободном падении с высоты касания кончика конуса поверхности смазки в течении заданного времени. Данный параметр, аналогично твердости, характеризует свойство пластичной смазки сопротивляться сдвиговому напряжению. Результаты, полученные данным методом, широко используются при классификации пластичных смазок по степени консистенции, однако не несут информации об их эксплуатационных свойствах.

Предел текучести или предел прочности на сдвиг как правило определяется по ГОСТ 7143-73 [66]. Для испытаний используется прибор во многом аналогичный ротационному вискозиметру с коаксиальными цилиндрами, однако имеющий оребрение на внутреннем цилиндре (Рисунок 6). Сущность испытания заключается в сообщении внешнему цилиндру углового перемещения до тех пор, пока момент создаваемый внутренним цилиндром, соединенным со спиральной пружиной, не создаст напряжение в объеме смазки достаточное для её перехода в текучее состояние. Данное свойство отражает прочность каркасной структуры пластичной смазки и при эксплуатации влияет на способность удерживаться в зоне контакта трущихся тел.

Рисунок 6 - Прочномер СК [66]

Еще одним свойством, определяемым с помощью прочномера является термоупрочнение. Испытание на определения термоупрочнения аналогично испытанию на предел прочности. При этом проводят два испытания: образца, предварительно нагретого до температуры, указанной в документации на смазку и образца, не подвергшегося температурному воздействию. Результатом является изменение прочности термически обработанного образца по отношению к базовому, выраженное в процентах. Данный параметр характеризует структурные изменения, происходящие в пластичную смазку при воздействии заданной температуры.

Еще одним прибором, конструктивно аналогичным ротационному вискозиметру является тиксометр по ГОСТ 19295-73 [67]. С его помощью определяют механическую стабильность или тиксотропию. В данном приборе образец смазки также помещается в зазор между коаксиально расположенными цилиндрическими ротором и статором. Однако, вращение ротора используется не для измерения, а для разрушения образца, проталкиваемого через зазор с заданным расходом с помощью поршневого механизма. Предел прочности на разрыв определяется по средней массе столбиков образца, выходящих из капилляра, расположенного после зоны разрушения, и отрывающихся под действием собственной массы. Индекс разрушения определяют путем сравнения результатов

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Евсин Марк Геннадьевич, 2023 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Жорник В.И. Эволюция структуры дисперсной фазы пластичных смазок при трибовзаимодействии и её влияние на ресурс узлов трения // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия B. Промышленность. Прикладные науки. 2014, №. 11, С. 97-105.

2. Курчик Н.Н., Вайншток В.В., Шехтер Ю.Н. Смазочные материалы для обработки металлов резанием. М.: Химия, 1972. - 312 с.

3. Кламанн Д. Смазки и родственные продукты: синтез, свойства, применение, междунар. Стандарты: перевод с англ. Г. И. Липкина. М.: Химия, 1988. - 488 с.

4. Czarny R., Paszkowski M. The influence of graphite solid additives, MoS2 and PTFE on changes in shear stress values in lubricating greases // Journal of Synthetic Lubrication. 2007, Vol. 24, №. 1, pp. 19-29. DOI: 10.1002/jsl.26.

5. Михайлов Н.В., Ребиндер П.А. О структурно-механических свойствах дисперсных и высокомолекулярных систем // Коллоидный журнал. 1955, Т. 17, № 2, С. 107-109.

6. Абдурагимова Л.А., Ребиндер П.А., Серб-Сербина Н. Н. Упруговязкостьные свойства тиксотропных структур в водных суспензиях бентонитовых глин // Коллоидный журнал. 1955, Т. 17, № 2. С, 184-190.

7. Матвеенко В.Н., Кирсанов Е.А. Вязкость и структура дисперсных систем // Вестник Московского Ун-та. Сер.2. Химия. 2011, Т.52, №4, С. 243-276.

8. Смольский Б.П., Шульман З.П., Горилославец В.М. Реодинамика и теплообмен нелинейно вязкопластичных материалов. Минск: Наука и техника, 1970-446 с.

9. Ostwald Wo., Auerbach R. Ueber die Viscositat Kolloider Losungen im Struktar-Laminar-und Turbalenz-gebiet // Kolloid Zeitschrift. 1926, V. 38. pp. 261-264.

10.Casson N.A. Rheol. of disperse systems // Ed. C. C. Mill. L. 1959, 84 p.

11.Hershell W.H., Bulkey R. Konsistenzmessungen von Gummi-Btnzollosungen // Kolloid Zeitschrift. 1926, V. 291.

12.Ree Т., Eyring H. Theory of Non-Newtonian Flow. // 2. Solution System of High Polymers, J.Appl.Phys. 1955, V. 26, №. 7, pp. 793-809.

13.Bingham E.C. Fluidity and plasticity. N.Y.: McGraw-Hill, 1922. 219. p.

14.Кирсанов Е., Матвеенко В. Неньютоновское поведение структурированных систем. Litres. 2022.

15.Урьев Н. Б. Физико-химическая динамика дисперсных систем // Успехи химии. 2004, Т. 73, № 1, С. 39-62.

16.ГОСТ 18854-2013. Подшипники качения. Статическая грузоподъемность. -Взамен ГОСТ 18854-94; введ. 2015-01-01. - Москва: Изд-во стандартинформ, 2014. - 19 с.

17.Werner U. et al. Influence of the Foundation on the Threshold of Stability for Rotating Machines with Roller Bearings - A Theoretical Analysis // Journal of Applied Mathematics and Physics. 2017, V. 5, №. 06, pp. 1380.

18.Фещенко В.Н. Справочник конструктора. Книга 1. Машины и механизмы. Вологда: Инфра-Инженерия, 2015. 800 с.

19.Cyriac F., Akchurin A. Thin Film Lubrication, Lubricants and Additives // Tribology in Materials and Applications. 2020, pp. 33-75.

20.Papay, A. G. Antiwear and extreme-pressure additives in lubricants // Lubrication Science. 1998, V. 10, № 3, pp. 209-224.

21.Fox M. F. Chemistry and technology of lubricants // Dordrecht: Springer. 2010, V. 107115, pp. 56-75.

22.Mang T. et al. Lubricants, 2. Components / Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley. 2000.

23.Доценко А.И., Буяновский И.А. Основы триботехники. Учебник. М.: Инфра-М, 2014, 336 с.

24.O llah Ettefaghi E., Ahmadi H., Rashidi A. et al. Preparation and thermal properties of oil-based nanofluid from multi-walled carbon nanotubes and engine oil as nano-lubricant // International Communications in Heat and Mass Transfer. 2013, V. 46, pp. 142-147.

25.Zhang B., Xue Y., Qiang L. et al. Assembling of carbon nanotubes film responding to significant reduction wear and friction on steel surface // Applied Nanoscience. -2017, Vol. 7, № 8, pp. 835-842.

26.Gvozdev A. A., Smirnova A. I., Berezina E. V. et al. Tribotechnical characteristics of promissing lubricants with carbon nanoparticles // Zhidkie Kristally i Ikh Prakticheskoe Ispol'zovanie. 2018, V. 18, № 1. pp. 66-72.

27.Гинзбург Б. М. и др. Влияние фуллерена C60, фуллереновых саж и других углеродных материалов на граничное трение скольжения металлов //Журнал технической физики. 2000, Т. 70, №. 12.

28.Нагдаев В. К. и др. Результаты исследований смазки, модифицированной многослойным графеном //Наука в центральной России. 2021, №. 2, С. 71-77.

29.Шилов М.А., Смирнова А.И., Гвоздев А.А., Рожкова Н.Н., Дьячкова Т.П., Бурков А.А., Усольцева Н.В. Реология пластичных смазочных материалов с присадками углеродных наноструктур различного типа // Трение и износ. 2019, Т. 40, №. 6, С. 720.

30.Парфенов А.С., Шилов М.А., Смирнова А.И., Берёзина Е.В., Ткачев А.Г., Бурков А.А., Усольцева Н.В. Влияние различных аллотропов углерода на трибологические и реологические характеристики модельных смазочных систем // Трение и износ. 2021, Т. 42, №. 3, С. 338-349.

31.Васильев И.М., Агамирова Э.Э., Соколова В.А., и др. Исследование возможностей применения смазочных материалов на основе фторида графена в машиностроении и эксплуатации машин и механизмов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022, №. 8, С. 417-426.

32.Kouloumpis A., Chronopoulos D.D., Potsi G., et al. One-step synthesis of Janus fluorographene derivatives // Chemistry-A European Journal. 2020, Т. 26, №. 29, С. 6518-6524.

33.Нагдаев В.К., Вязинкин В.С., Забродская А.В., и др. Результаты исследований смазки, модифицированной многослойным графеном // Наука в центральной России. 2021, №. 2, С. 71-77.

34.Aghamohammadi H., Bakhtiari M., Eslami-Farsani R. An experimental investigation on the synthesis of fluorographene by electrochemical method in the mixture of sulfuric and hydrofluoric acid electrolytes // Ceramics International. 2020, Т. 46, №. 16, С. 25189-25199.

35. Гаркунов Д.Н. Избирательный перенос в тяжелонагруженных узлах трения. М.: Машиностроение, 1982. 208 с.

36.Гаркунов Д. Н., Бабель В. Г. Металлоплакирующие смазочные материалы // Качество и жизнь. 2014, №. 1, С. 38-44.

37.Повышение износостойкости на основе избирательного переноса / под ред. Д.Н. Гаркунова. М.: Машиностроение, 1977, 215 с.

38.Ponomarenko A. G., Boiko M. V., Kalmykova A. G. et al. Tribochemical processes in engine oil with copper nanoparticles and azomethine ligand // Journal of Friction and Wear. 2016, V. 37, № 5, pp. 435-440.

39.Медведева В. В. и др. Триботехнические свойства пластичных смазочных композиционных материалов с наполнителями из дисперсных частиц меди и цинка // Известия Юго-западного государственного университета. 2016, №2. 2, С. 109-119.

40.Skotnikova M.A., Krylov N.A., Medvedeva V.V. Influence of the Magnetic Component of Geomaterials on Properties of Friction Pairs // Procedia Engineering. 2016, V. 150, pp. 612-617.

41.Skotnikova M.A., Krylov N.A., Ivanov E.K., Sokolov A.V., Homchenko E.V. Influence of geomaterials on improvement of tribotekhnichesky properties of friction pairs // 5th World Tribology Congress, WTC 2013. 2013, V. 1, pp. 868-871.

42.Breki A.D., Medvedeva V.V., Krylov N.A., Aleksandrov S.E., Kolmakov A.G., Gvozdev A.E., Sergeev N.N., Provotorov D.A., Fadin Y.A. Antiwear properties of composite greases "LITOL-24-magnesium hydrosilicate particles" // Inorganic Materials: Applied Research. 2018, V. 9, № 1, pp. 21-25.

43.Medvedeva V., Skotnikova M., Krylov N., Breki A.Research of the influence finely dispersed friction modifiers on the anti-wear properties of grease lubricants // Dedicated to 50th Anniversary Year of Tribology - Proceedings of 8th International Scientific Conference. BALTTRIB 2015. 2016, pp. 23-25.

44. Batchelor, G. K. An Introduction to Fluid Dynamics. Cambridge Mathematical Library series, Cambridge University Press. 2000, 520 p.

45.Mahto V., Sharma V.P. Rheological study of a water based oil well drilling fluid // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2004, V. 456 №. 1-2, pp. 123-128.

46.Малкин А. Я. Современное состояние реологии полимеров: достижения и проблемы // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2009, Т. 51, №. 1, С. 106-136.

47. Scott Blair G. W. et al. A simplification of the Scott Blair-Coppen test for the pitching consistency of cheese curd. 1941, 288 p.

48. Ostwald W. de Waele-Ostwald equation //Kolloid Zeitschrift. 1929, Т. 47, №. 2, pp. 176-187.

49.Гусев Ю.И., Карасев И.Н., Кольман-Иванов Э.Э. Конструирование и расчет машин химических производств. - М., Машиностроение, 1985, 142 C.

50.0stwald W., Auerbach R. Ueber die Viscositat kolloider Losungen im Struktur, Laminar- und Turbulenz-gebiet // Kolloid Zeitschrift. 1926, V. 38, pp. 261-264.

51.Hershel W. H., Bulkley R. Konsistenzmessungen von Gummi-Benzollosungen // Kolloid Zeitschrift. 1926, V. 39, pp. 291-298.

52.Кирсанов Е., Матвеенко В. Неньютоновское поведение структурированных систем. Litres, 2022.

53.Cross M. Rheology of Non-Newtonian fluids: a new flow equation for pseudoplastic systems // J. Colloid Sci. 1965, V. 20, pp. 417-437.

54.Krieger I. M., Dougherty T. J. A mechanism for Non-Newtonian Flow in suspensions of rigid spheres // Trans. Soc. Rheol. 1959, №. 3, pp. 137-152.

55.Maron S. N., Pierce P. Application of ree-eyring generalized flow theory to suspensions of spherical particles // J. Colloid Sci. 1956, V. 11, pp. 80-95.

56.Quemada D. Rheology of concentrated disperse systems. III. General features of the proposed non-Newtonian model. Comparison with experimental data // Rheol. Acta. 1978, V. 17, №. 6, pp. 643-653.

57.Ree T., Eyring H. Theory of non-newtonian flow // Appl. Phys. 1955, V. 26, pp. 793-799.

58.Кирсанов Е. А. и др. Физический смысл реологических коэффициентов в обобщенной модели Кэссона // Вестник Московского университета. Серия 2. Химия. 2007, Т. 48, №. 1, С. 22-26.

59.Михайлов Н. В., Ребиндер П.А. О структурно-механических свойствах дисперсных и высокомолекулярных систем // Коллоидный журнал. 1955, Т. 17, №2, С. 107-109.

60.Mezger, Thomas G. The Rheology Handbook (5th Revised ed.). Hanover: Vincentz Network GmbH & Co. KG, Hanover. 2020, pp. 400-403.

61.РД 39-081-91. Методическое руководство по определению реологических свойств неньютоновских нефтей. -Введ. 2091-01-01. - Москва: Ротапринт ВНИИ, 1991. - 95 с.

62.ГОСТ 25271-93. Пластмассы. Смолы жидкие, эмульсии или дисперсии. Определение кажущейся вязкости по Брукфильду. - Взамен ГОСТ 25271-82; введ. 1993-10-10. - Минск: Изд-во стандартинформ, 1994. - 12 с.

63.Giesekus H., Langer G. Die Bestimmung der wahren Fließkurven nicht-newtonscher Flüssigkeiten und plastischer Stoffe mit der Methode der repräsentativen Viskosität // Rheologica Acta. 1977, V. 16, pp. 1-22.

64.Bauer H., Boese N. Rheological properties of a micelle system in solution to be used as reference liquid with viscoplastic behaviour // Third European Rheology Conference and Golden Jubilee Meeting of the British Society of Rheology. Springer Netherlands, 1990, pp. 37-40.

65.ГОСТ 32331-2013. Смазки пластичные. Определение пенетрации с использованием пенетрометра с конусом на одну четверть и половину шкалы. -Введ. 2013-10-18. - Москва: Изд-во стандартинформ, 2019. - 12 с.

66.ГОСТ 7143-73. Смазки пластичные. Метод определения предела прочности и термоупрочнения. - Взамен ГОСТ 7143-54; введ. 1975-01-01. - Москва: Изд-во стандартинформ, 2016. - 7 с.

67.ГОСТ 19295-73. Смазки пластичные. Метод определения механической стабильности. - Введ. 1975-01-01. - Москва: Изд-во стандартинформ, 2001. - 14 с.

68.Долгополов К. Н. и др. Применение модификаторов полиизобутилена для повышения эффективности эксплуатации пластичных смазок // Инженерный вестник Дона. 2018, Т. 48, №. 1, С. 14.

69.Жорник В. И. и др. Взаимосвязь структуры дисперсной фазы пластичных смазок с их механической стабильностью // Актуальные вопросы машиноведения. -2016, Т. 5, С. 341-345.

70. ГОСТ 6793-74. Нефтепродукты. Метод определения температуры каплепадения. - Взамен ГОСТ 6793-53; введ. 1975-01-01. - Москва: Изд-во стандартинформ, 2006. - 3 с.

71.ГОСТ 7142-74. Смазки пластичные. Методы определения коллоидной стабильности. - Взамен ГОСТ 7142-54; введ. 1975-01-01. - Москва: Изд-во стандартинформ, 2006. - 5 с.

72.ГОСТ 9490-75. Материалы смазочные. Жидкие и пластичные. Метод определния триботехнических характеристик на четырёхшариковой машине. -Взамен ГОСТ 9490-60; введ. 1978-01-01. - Москва: Изд-во стандартинформ, 2008. - 8 с.

73.ГОСТ ISO 20623-2013. Нефтепродукты. Жидкие смазочные материалы. Определение противозадирных и противоизносных свойств с использованием четырехшариковой машины (европейские условия). -Введ. 2015-01-01. -Москва: Изд-во стандартинформ, 2019. - 16 с.

74.ГОСТ 32501-2013. Смазки пластичные. Определение противозадирных свойств на четырехшариковой машине. - Введ. 2015-01-01. - Москва: Изд-во стандартинформ, 2014. - 10 с.

75.ASTM D 2596-97. Test method for measurement of extreme-pressure properties of lubricating grease (four-ball method). West Conshohocken, PA, USA: ASTM International; 2002.

76.ASTM D 2782-20. Standard Test Method for Measurement of Extreme-Pressure Properties of Lubricating Fluids (Timken Method). West Conshohocken, PA, USA: ASTM International; 2020.

77.Машины для триботехнических испытаний [Электронный ресурс]. Режим доступа: https: //studfile. net/preview/7126236/page: 7/ Заглавие с экрана. (Дата обращения: 09.11.2023)

78.ASTM D 3233-93. Standard Test Methods for Measurement of Extreme Pressure Properties of Fluid Lubricants (Falex Pin and Vee Block Methods). West Conshohocken, PA, USA: ASTM International; 1998.

79.Boz M., Kurt A. Effect of ZrSiO4 on the friction performance of automotive brake friction materials // Journal of materials science & technology. 2007, V. 23, №. 6. pp. 843.

80.Akramifard H. R., Ghasemi Z. Friction and Wear Properties of a New Semi-Metallic Brake Pad According to SAE J 661: A Case Study in PARSLENT Complex (Iran) // International Journal of New Technology and Research. 2016, V. 2, №. 3. pp. 263573.

81.SAE J661-202110. Brake linings quality, control test procedure. 2021

82.ГОСТ 11368-89. Массы древесные прессовочные. Технические условия -Взамен ГОСТ 11368-79; введ. 1991-01-01. - Москва: Изд-во стандартинформ, 1990. - 23 с.

83.Мальцев, О. А. и др. Модернизация чшм-3,2 для испытаний упорного подшипника // Неделя науки СПбПУ: Материалы научной конференции с международным участием, Санкт-Петербург, 14-19 ноября 2016 года. Том Часть 2. - Санкт-Петербург: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого", 2016. С. 90-93.

84.Мур Д. Основы и применения трибоники / Пер. с англ. под ред. И.В. Крагельского, Г.И. Трояновской. - М.: Мир, 1978.- 487 с.

85.Ershkov S. V, Prosviryakov E. Yu, Burmasheva N. V, Christianto V. Towards understanding the algorithms for solving the Navier-Stokes equations // Fluid Dynamics Research, 2021, V. 53, №. 4, pp. 044501.

86.Aristov S. N., Knyazev D. V., Polyanin A. D. Exact solutions of the Navier-Stokes equations with the linear dependence of velocity components on two space variables // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2009, V. 43, №. 5, pp. 642-662.

87.Drazin P. G., Riley N. The Navier-Stokes Equations: A classification of flows and exact solutions. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2006, 196 p.

88.Пухначев В. В. Симметрии в уравнениях Навье-Стокса // Успехи механики. 2006. Т. 4, № 1. С. 6-76

89.Floberg L. The two-groove journal bearing considering cavitation, Chalmers, Gothenburg, 1960.

90. Орлов П. И. Смазка легких двигателей //Л.: ОНТИ. 1937.

91. Hertz H. Über die Berührung fester elastischer Körper // J reine und angewandte Mathematik. 1881, V. 92. p. 156.

92.Dowson D. Elastohydrodynamic and micro-elastohydrodynamic lubrication // Wear. - 1995, V. 190, №. 2, pp. 125-138.

93.Larsson R., Höglund E. Elastohydrodynamic lubrication at pure squeeze motion // Wear. 1994, V. 179, №. 1-2, pp. 39-43.

94.Larsson R., Hoglund E. Elastohydrodynamic lubrication at impact loading. 1994.

95.Kadupitiya J. C. S., Jadhao V. Probing the rheological properties of liquids under conditions of elastohydrodynamic lubrication using simulations and machine learning // Tribology Letters. 2021, V. 69. №. 3, pp. 82.

96.Леванов И. Г. Методика расчёта сложнонагруженных подшипников скольжения, работающих на неньютоновских маслах // Челябинск. 2011.

97.Pan P., Hamrock B. J. Simple formulas for performance parameters used in elastohydrodynamically lubricated line contacts. 1989.

98.De Laurentis N. et al. The influence of base oil properties on the friction behaviour of lithium greases in rolling/sliding concentrated contacts //Tribology Letters. 2017, V. 65, pp. 1-16.

99.Hamrock B. J., Dowson D. Minimum film thickness in elliptical contacts for different regimes of fluid-film lubrication. 1978, №. E-9687.

100. Gupta P. K. et al. Viscoelastic effects in MIL-L-7808-type lubricant, part I: analytical formulation // Tribology transactions. 1992, V. 35, №. 2, pp. 269-274.

101. Larsson R., Andersson O. Lubricant thermal conductivity and heat capacity under high pressure // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. 2000, V. 214, №. 4. pp. 337-342.

102. ГОСТ 21150-87. Смазка Литол-24. Технические условия. - Взамен ГОСТ 21150-75; введ. 1989-01-01. - Москва: Изд-во стандартинформ, 2006. - 5 с.

103. ГОСТ 4366-76. Смазка солидол синтетический. - Взамен ГОСТ 4366-64; введ. 1977-01-01. - Москва: Изд-во стандартинформ, 2002. - 4 с.

104. Медведева В.В. Повышение триботехнических характеристик консистентных смазочных материалов путем применения дисперсных частиц гидросиликатов магния. Дисс...к.т.н.: 05.02.04 / Медведева В.В. - СПБ., 2017. -143 с.

105. Лукойл. Литол-24. Описание продукта [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://catalog.lukoil-masla.ru7u/product document file/5929/tds litol-24 ru.pdf Заглавие с экрана. (Дата обращения: 09.11.2023)

106. Юданов Н. Ф., Чернявский Л. И. Модель строения интеркалированных соединений на основе фторида графита // Журн. структурн. химии. 1987, Т. 28, С. 86-95.

107. File:CF 1.png [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12152955 Заглавие с экрана. (Дата обращения: 09.11.2023)

108. Окотруб А. В., Булушева Л. Г. Фторографен—новая история старых материалов // Наука из первых рук. 2011, Т. 41, №. 5, С. 6-7.

109. Пань Ч., Ли Ч., Скотникова М. А. Испытание пластичных смазочных материалов // Инновационные идеи в машиностроении. 2022, С. 365-369.

110. ГОСТ Р ИСО 4287-2014. Геометрические характеристики изделий (GPS). Структура поверхности. Профильный метод. Термины, определения и параметры структуры поверхности. - Введ. 2016-01-01. - Москва: Изд-во стандартинформ, 2019. - 23 с.

111. Описание типа средств измерений. Приборы для измерения шероховатости поверхности [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://saprd.ru/grsi/32255-12Z2012-32255-12.pdf Заглавие с экрана. (Дата обращения: 09.11.2023)

112. Международный научно-образовательный центр «BaltTribo-Polytechnic» [Электронный ресурс]. Режим доступа:

https://immit.spbstu.ru/department/mezghdunarodnyy nauchno obrazovatelnyy cen tr balttribo polytechnic/ Заглавие с экрана. (Дата обращения: 09.11.2023)

113. Микротвердомер FM-300. Технические характеристики [Электронный ресурс]. Режим доступа: http: //ft-hardness.ru/catalo g/micro-ht/microht-fm300 Заглавие с экрана. (Дата обращения: 09.11.2023)

114. Описание типа FM-300 [Электронный ресурс]. Режим доступа https://all-pribors.ru/docs/46988-11.pdf Заглавие с экрана. (Дата обращения: 09.11.2023)

115. Металлографический микровизор ^УКО-МЕТ-221 (222) [Электронный

ресурс]. Режим доступа: https://assa-group.ru/n-vizo-met-221-222 Заглавие с экрана.

(Дата обращения: 09.11.2023)

116. ГОСТ 25271-93. Пластмассы смолы жидкие, эмульсии или дисперсии определение кажущейся вязкости по Брукфильду. - Взамен ГОСТ 25271-82; введ. 1995-01-01. - Минск: Изд-во стандартинформ, 1994. - 12 с.

117. ГОСТ 26581-85. Смазки пластичные. Метод определения эффективной вязкости на ротационном вискозиметре. - Введ. 1986-06-30. - Москва: Изд-во стандартинформ, 1985. - 8 с.

118. DIN 53019-1-2008 Viscometry - Measurement of viscosities and flow curves by means of rotational viscometers - Part 1: Principles and geometry of measuring system. 2008. (In German)

119. Ардаширова Г. И., Яфаева Л. З. Сравнительный анализ ротационных вискозиметров утвержденного типа // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2021, №. 1, С. 28-37.

120. Яфаева Л. З., Ардаширова Г. И. Ротационный вискозиметр: достоинства и недостатки // Молодежный научный форум. 2021, С. 13.

121. Корганова О. Г., Кузнецов В. А. Автоматическое определение вязкости ротационным вискозиметром типа врц // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2019, Т. 62, №. 2. С. 8898.

122. Березовский Ю. М. Погрешность ротационного вискозиметра // Компетентность. 2005, №. 5, С. 20-25.

123. Крутоголов В. Д. Ротационные вискозиметры / В. Д. Крутоголов, М. В. Кулаков. Москва: Машиностроение, 1984. 112 с.

124. Ваня Я. Анализаторы жидкостей и газов / Под ред. О.С. Арутюнова. М.: Энергия, 1970.

125. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1987.

126. Рейнер М. Реология. М.: Наука, 1965.

127. Paszkowski M. Some aspects of grease flow in lubrication systems and friction nodes // Tribology - fundamentals and advancements. 2013. pp. 77-106.

128. Антонец И. В., Терешенок А. П. Методы расчета и моделирования упругих элементов. 2013, C. 121.

129. Тихонов, А. И. Функция преобразования кольцевых упругих элементов / А. И. Тихонов, Л. И. Кулагин // Обработка информации в автоматических системах. - Рязань: Рязанский радиотехнический институт. 1977. C. 286.

130. Феликсон, Е. И. Упругие элементы приборов. М.: Машиностроение, 1977, 311 с.

131. Грачев И. Н., Пирогов А. Н., Леонов А. А. Применение метода возвратно -вращательного движения цилиндрического тела для контроля процесса свертывания молока // Изв. вузов. Пищевая технология. 2007, № 5-6, С. 94-96.

132. Водяков В. Н., Пяткин П. Н., Кузнецов В. В., Сысуев С. Б. Ротационный вискозиметр на полезную модель // Патент № RU 63533.

133. Яцун С. Ф., Политов Е. Н., Шеполухин В. А. Ротационный вискозиметр // Патент № SU 779863.

134. Пяткин П. Н., Пяткин Н. П., Строганова О. В. Определение реологических параметров пищевых продуктов на ротационном комбинированном вискозиметре // Матер. междунар. науч.-практ. конф. „Наука сегодня: проблемы и перспективы развития". Вологда. 2016, С. 97-99.

135. Теория, расчет и конструирование электроизмерительных приборов / Под ред. Н. Н. Понамарева. Л., 1943.

136. Арутюнов В. О. Расчет и конструирование электроизмерительных приборов. М.—Л.: Гос. Энергетическое изд-во, 1956.

137. Детали и механизмы приборов: Справочник / Б.М. Уваров, В.А. Бойко, В.Б. Подаревский, Л.И. Власенко. 2-е изд. Киев: Техшка, 1987.

138. Лазарев Е. К. Влияние динамических нагрузок на метрологические и эксплуатационные характеристики аналоговых приборов // Вестн. УлГТУ. 2000, № 2, С. 61-69.

139. ГОСТ OIML R 111-1-2009. Государственная система обеспечения единства измерений. Гири классов Е1, Е2, F1, F2, М1-2, М2, М2, М2-3 и М3. Часть 1. Метрологические и технические требования. - Взамен ГОСТ 7328—2001; введ. 2012-07-01. - Москва: Изд-во стандартинформ, 2012. - 97 с.

140. AEDB-9340 Series. Data Sheet [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://docs.broadcom.com/doc/AV02-0075EN Заглавие с экрана. (Дата обращения: 09.11.2023)

141. Czarny R., Paszkowski M. The influence of graphite solid additives, MoS2 and PTFE on changes in shear stress values in lubricating greases // Journal of Synthetic Lubrication. 2007, V. 24, №. 1, pp. 19-29.

142. Булавка Ю. А., Кузман А. Э. Совершенствование технологии производства литиевой пластичной смазки" Литол-24". 2022.

143. Segre G., Silberberg A. Radial particle displacements in Poiseuille flow of suspensions // Nature. 1961, V. 189, № 4760, pp. 209-210.

144. Segre G., Silberberg A. Behavior of macroscopic rigid spheres in Poiseuille flow. J. Fluid Mech. 1962, V. 14, pp. 136-157.

145. Di Carlo D; Irimia D; Tompkins RG; Toner M (2007). Continuous inertial focusing, ordering, and separation of particles in microchannels // PNAS. 2007, V. 48, № 104, pp. 18892-18897.

146. Березина Е. В., Богомолов М. В., Годлевский В. А., Фомичев Д. С. Пластичные СОТС с добавками структурного действия для обработки металлов резанием // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2012, Т.16, № 4, С. 36-41.

147. Волнянко Е. Н., Царенко И. В. Особенности применения пластичных смазочных материалов в паре трения сталь-полиформальдегид // Вестник Белорусско-Российского университета. 2013, Т. 41, № 4, C. 17-24.

148. Шилов, М. А., Смирнова А. И., Гвоздев А. А., и др. Реология пластичных смазочных материалов с присадками углеродных наноструктур различного типа // Журнал Трение и износ. 2020, Т. 40, № 6, С. 720-730.

149. Березина, Е. В., Корсаков М. Н., Павлов А. С., и др. Кривые течения пластичных смазочных материалов с жидкокристаллическими присадками // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2010, № 2, С. 85-96.

150. Остриков В.В., Сазонов С. Н., Балабанов В. И., Сафонов В. В. Получение пластичных смазок на основе глубокоочищенных отработанных минеральных и синтетических моторных масел // Нефтехимия. 2017, Т. 57, № 4, С. 443-452.

151. Медведева В. В. Реологические особенности смазочных материалов, содержащих дисперсные наполнители на основе гидросиликатов магния // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. 2017, Т. 23, №. 4, С. 141-148.

152. Nair R. R. et al. Fluorographene: a two-dimensional counterpart of Teflon // Small. 2010, V. 6, №. 24, С. 2877-2884.

Список работ автора А.1. Skotnikova M.A., Breki A.D., Evsin M.G., Kalinind V.Y., Wasilewskie M.R. Influence of the Concentration and Particle Size of Rock Powders on the Anti-Wear Properties of Oils. AIP Conference Proceedings. 2021, V. 2340, pp. 060005.

А.2. Евсин М. Г., Скотникова М. А. Совершенствование конструкции опор ротационного вискозиметра. Изв. вузов. Приборостроение. 2020, Т. 63, № 4, С. 367—373. DOI: 10.17586/0021-3454-2020-63-4-367-373.

А.3. Evsin M.G., Skotnikova M.A. Improvement of the design of bearing of the rotational viscometer for increasing the precision of the device. AIP Conference Proceedings. Melville, New York. 2021, V. 2340, pp. 030006. DOI: 10.1063/5.0047384.

А.4. Евсин М. Г., Скотникова М. А., Цветкова Г. В. Методика определения реологических свойств пластичных смазок с использованием ротационного

вискозиметра Брукфильда. Изв. вузов. Приборостроение. 2023, Т. 66, № 9, С. 763770. DOI: 10.17586/0021-3454-2023-66-9-763-770.

А.5. Евсин М.Г. Реологические и трибологические свойства смазочных композиций, модифицированных фторидом графена // Глобальная энергия. 2023, Т. 29, № 3, С. 124-133. DOI: 10.18721/JEST.29309

А.6. Свидетельство о государственной регистрации Программы ЭВМ. Скотникова М.А., Евсин М.Г., Новокшенов А.Д. «Программа выбора неповторяющихся случайных результатов из большого массива данных, Big Data». Номер регистрации заявки - 2022684441 от 13.12.2022.

А.7. Патент на изобретение № 2786248. Щербина Р.С., Евсин М.Г. «Электромеханический привод поступательного действия». Номер регистрации заявки - 2022126999 от 19.12.22.

Приложение А.

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ

Приложение Б. Патент на изобретение