Повышение эффективности смазочных материалов с углеродными наноприсадками в условиях абразивного изнашивания тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Парфенов Александр Сергеевич

• Парфенов Александр Сергеевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Парфенов Александр Сергеевич

Введение

Глава 1. Обзор литературы по тематике исследования

1.1. Понятие износа, виды изнашивания деталей машин

1.2. Механизмы граничного смазывания

1.3. Прогнозирование долговечности и интенсивности изнашивания

1.4. Оценка режимов трения

1.5. Особенности применения присадок для смазочных материалов

1.6. Углеродные наноструктуры в качестве присадок для смазочных материалов

1.7. Нанотрубки и наночастицы в качестве модификаторов поверхности

1.8. Повышение долговечности ткацкого оборудования

1.9. Выводы по главе

Глава 2. Физическая модель смазочного действия наноразмерных присадок в смазочных материалах с абразивными загрязнителями

2.1. Применение классической модели износа по Арчарду

2.2. Использование вероятностного подхода к абразивному изнашиванию узлов трения

2.3. Исследование влияния адсорбции углеродной наноприсадки на абразивных частицах

2.4. Выводы по главе

Глава 3. Исследование физико-химических и триботехнических характеристик модифицированных смазочных материалов

3.1. Смазочные материалы и присадки

3.2. Разработка лабораторной установки для испытаний на абразивное изнашивание смазочных материалов

3.3. Исследование стабильности суспензий СМ спектрофотометрическим способом

3.4. Исследование поверхностного натяжения суспензий СМ спектрофотометрическим способом

3.5. Исследование реологических свойств суспензий СМ методами ротационной вискозиметрии

3.6. Исследование коэффициента трения в модельной системе с пластичным смазочным материалом

3.7. Исследование коэффициента трения в промышленных пластичных смазочных материалах

3.8. Исследование коэффициента трения в индустриальных смазочных материалах

3.9. Исследование интенсивности изнашивания в индустриальных смазочных материалах, загрязненных абразивом

3.10. Исследование температурных зависимостей в суспензиях жидких смазочных материалов с углеродными нанотрубками

3.11. Исследование абразивного изнашивания пар трения в присутствии в смазочном материале углеродных наночастиц и микропорошка меди

3.12. Исследование физико-химических свойств экологически безопасных смазочных материалов

3.13. Выводы по главе

Глава 4. Оптимизация состава смазочных композиций с наноразмерной присадкой

4.1. Математические модели оценки влияния углеродной наноприсадки на износ узлов трения

4.2. Результаты производственных испытаний разработанных суспензий

4.3. Расчет годового экономического эффекта от применения модифицированных смазочных материалов

4.4. Выводы по главе

Основные результаты и выводы по диссертационной работе

Литература

Приложение 1. Программа оптимизации состава смазочной композиции

Приложение 2. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ

Приложение 3. Акт о производственных испытаниях

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности смазочных материалов с углеродными наноприсадками в условиях абразивного изнашивания»

Введение

Актуальность темы диссертационной работы. Проблема снижения износа при эксплуатации оборудования актуальна для машин, работающих в различных отраслях. Изнашивание влияет на эксплуатационную и экономическую эффективность транспортных, сельскохозяйственных, текстильных и других машин. Повышенный износ является основной причиной выхода из строя узлов трения машин. Одним из факторов, влияющих на снижение износа деталей машин, являются антиизносные свойства смазочных материалов (СМ). Ввиду изложенного, остро встает вопрос о модификации СМ трибоактивными компонентами. Актуальной задачей, в частности, становится повышение ресурса узлов трения машин за счет использования наноразмерных присадок (НРП), например, на основе углерода. Вопрос о применении НРП в специфических условиях абразивного вида изнашивания остается мало исследованным.

Работа выполнялась в рамках проекта РФФИ (Грант № 18-29-19150_мк) «Разработка физико-химических основ создания высокоэффективных смазочных материалов на основе углеродных наноструктур для импортозамещения в машиностроении».

Целью диссертационного исследования является повышение эффективности СМ за счет применения присадок аллотропных модификаций углерода в условиях абразивного изнашивания.

Для достижения указанной цели в работе поставлены следующие задачи:

1. Построить физическую модель смазочного действия НРП в СМ, загрязненных абразивными частицами.

2. Разработать метод, технические и программные средства для измерения параметров трения и величины изнашивания в случае наличия в СМ абразивных частиц.

3. Выявить влияние включения НРП на триботехнические и связанные с ними физико-химические, реологические и экологические свойства СМ.

4. Определить оптимальное соотношение трибоактивных компонентов СМ, обеспечивающих снижение абразивного износа в узлах трения.

5. Определить эффективность оптимизированных по составу смазочных материалов в ходе производственных испытаний.

6. Оценить экономическую эффективность применения смазочных материалов, содержащих НРП.

Объект диссертационного исследования - смазочные материалы, содержащие наноразмерные присадки аллотропных модификаций углерода.

Предмет исследования - триботехнические свойства масляных СМ (жидкотекучих и пластических), содержащие НРП. Научная новизна диссертационной работы.

1. Предложена концепция влияния на износ металлических поверхностей полидисперсной взвеси (суспензии) твердых абразивных частиц в СМ, учитывающая роль взаимодействия продуктов изнашивания и НРП в зоне трения, основанная на кинетике массопереноса НРП из объема СМ на поверхности трения.

2. Построена математическая модель молекулярного транспорта НРП в контактную зону для условий абразивного изнашивания.

В диссертационной работе впервые получены следующие результаты:

1. Разработана и верифицирована физическая адсорбционная модель массопереноса НРП в смазочном материале, загрязненном абразивными частицами.

2. Разработано программное обеспечение для расчета величины износа, исходя из адсорбционной модели транспорта НРП.

3. Получены результаты экспериментальных исследований триботехнических, физико-химических и экологических свойств модифицированных СМ.

4. Разработаны метод и технические средства для измерения в лабораторных условиях параметров трения и величины изнашивания в случае

наличия в СМ абразивных частиц, программное обеспечение для сбора и цифровой обработки информации.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке физической модели для расчета параметров изнашивания в случае применения СМ, модифицированных НРП.

Практическая значимость:

1. Разработаны и введены в действие экспериментальная установка и методика для проведения лабораторных испытаний в условиях абразивного изнашивания по незакрепленному абразиву в точечном контакте и по схеме «кольцо-плоскость», позволяющие производить исследования для оценки интенсивности изнашивания в среде СМ.

2. Проведены исследования по модификации ряда СМ различного состава, а также модельных смазочных композиций с целью оптимизации химической природы и концентрации НРП. Разработана программа для определения оптимальной концентрации присадки (свидетельство государственной регистрации №2022616722 от 15.04.2022).

3. Выполнены производственные испытания оптимизированных смазочных композиций на основе индустриального масла И20 и пластичного СМ Литол-24 в условиях ткацкого производства. В результате производственных испытаний установлено снижение величины износа на 32,5-34% по сравнению с немодифицированными СМ.

Методология и методы исследований:

Проведен анализ российской и зарубежной научно-технической литературы: процессы, причины и способы снижения абразивного износа деталей машин, способы модификации смазочных материалов присадками. Аналитические зависимости были получены при помощи методов интегрального и дифференциального исчисления. Экспериментальные исследования проводились на сертифицированном оборудовании. Полученные экспериментальные данные обрабатывались с помощью методов математической статистики.

На защиту выносятся:

1. Физическая модель адсорбционного массопереноса наноразмерной присадки в смазочном материале.

2. Методика и системы измерения параметров трения на испытательной машине МТУ-01 с использованием тензометрии и цифровых систем обработки данных, а также программное обеспечение, реализующее регистрацию сигналов.

3. Результаты экспериментальных исследований триботехнических, физико-химических и экологических свойств СМ, представляющих собой масляные суспензии абразивных частиц и содержащие НРП.

4. Оптимизированный состав СМ, реализующий эффект массопереноса и повышающий износостойкость узлов трения в условиях абразивного вида изнашивания.

Достоверность и обоснованность результатов диссертационного исследования подтверждается рациональными методами обработки данных с использованием современных пакетов программного обеспечения, достаточным объемом экспериментальных исследований, верификацией аналитических моделей при помощи лабораторных экспериментов, а также актом о проведении промышленных испытаний модифицированных смазочных материалов на ткацком предприятии.

Математические модели разработаны на основе законов теории вероятностей, теории адсорбции. Результаты экспериментальных исследований обработаны при помощи статистических методов с доверительной вероятностью 95%.

Апробация результатов работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на всероссийской школе-конференции молодых ученых «Органические и гибридные наноматериалы» (г. Иваново, 2019, 2021 гг.); всероссийских научно-практических конференциях «Надёжность и долговечность машин и механизмов»

(г. Иваново 2018, 2020, 2021, 2022 гг.); международной научно-технической конференции «Трибология - машиностроению» (г. Москва, 2018, 2020 гг.); международной научно-технической конференции «Поликомтриб» (г. Гомель, 2019, 2022 гг.), конкурсе-конференции по программе «Участник молодежного научного инновационного конкурса» («УМНИК» 2021 г.); финальном этапе всероссийского молодежного конкурса «Легпромнаука» (2021 г.); всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Инновационные идеи в машиностроении» ИИМ-2022 (г. Санкт-Петербург, 2022 г.).

Личный вклад автора. Соискателю принадлежит основная роль в постановке и решении научных задач исследования, разработке концепции адсорбционной модели транспорта НРП в трибосистемах, создании конструкции и изготовлении лабораторного стенда для проведения испытаний смазочных материалов, экспериментальном исследовании параметров трения. Автором создано программное обеспечение для оптимизации составов смазочных композиций с НРП на основе углеродных нанотрубок.

Публикации. Основные материалы диссертации изложены в 22 печатных работах, в числе которых 8 статей в изданиях, включенных в международные базы цитирования Web of Science и Scopus, 1 - в журнале из «Перечня рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, ученой степени доктора наук», 1 2 публикаций в сборниках материалов научно-технических конференций различных уровней. Получено одно свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Доля соискателя в опубликованных с соавторами работах по теме диссертации составляет от 30 до 80 %.

Соответствие паспорту научной специальности. Содержание диссертации соответствует следующим областям исследования паспорта специальности 2.5.3. - Трение и износ в машинах: п.1. Механические, тепловые, физико-химические, магнитные, электрические,

биотрибологические явления при трении; п.3. Закономерности различных видов изнашивания и поверхностного разрушения при трении; п.8. Триботехнические свойства смазочных материалов; п.10. Физическое и математическое моделирование процессов трения и изнашивания. Расчет и оптимизация узлов трения и сложных трибосистем. п. 13. Микро- и нанотрибология.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения с основными выводами по работе, библиографического списка и приложений. Содержание работы изложено на 123 страницах, включает 33 рисунка, 12 таблиц. В диссертации 3 приложения на 6 страницах. Библиографический список насчитывает 149 наименований.

Глава 1. Обзор литературы по тематике исследования

1.1. Понятие износа, виды изнашивания деталей машин

Износостойкость - триботехническое свойство материала пар трения, которое характеризует способность сопротивляться изнашиванию в определенных условиях трения (ГОСТ 3085-2003) [1]. Для количественной оценки износостойкости используют ряд параметров: линейный, массовый и объемный износ поверхностей трения рабочих элементов пары трения, интенсивность изнашивания, в ряде случаев вводится параметр скорости изнашивания.

Главной задачей современной общей теории изнашивания является создание и верификация аналитических моделей процессов трения на основе современных представлений о физических и химических процессах в зоне трения, механизмах разрушения взаимодействующих поверхностей, разработка методов оценки показателей износостойкости [2].

Исследованию изнашивания посвящено большое количество работ. Существуют несколько достаточно полных классификаций теорий трения, износа, обеспечения износостойкости [3-8].

Одно из широких определений износа: «Потеря материала с поверхности, перенос материала с поверхности, перенос материала между поверхностями или перемещение материала в пределах одной поверхности»

[9].

Более узкое определение износа может быть сформулировано как «прогрессирующая потеря вещества с рабочей поверхности тела, происходящая в результате трения» [9].

Возможно ввести следующее определение: «Износ - постепенная потеря материала с поврежденной твердой поверхности, которая может быть вызвана относительным перемещением между поверхностью и одним или несколькими контртелами» [10]. В этом случае определение описывает сразу несколько процессов:

1) перемещение материала пары трения в пределах поверхности, что приводит к деградации и изменению шероховатости, топографии поверхности, увеличению контактных зазоров в случае асимметричных пар трения, а также стандартный процесс удаления материала с поверхностей трения;

2) характерные для узлов трения машин процессы, в которых одна поверхность скользит или катится по другой с присутствием или отсутствием преднамеренно нанесенной смазки;

3) более специфичное изнашивание, которое происходит, когда поверхность истирается твердыми частицами, движущимися по ней, или при эрозии твердыми частицами или каплями жидкости, ударяющими по ней, или при схлопывании кавитационных пузырьков в жидкости.

Механизмы изнашивания имеют различную природу. Они могут быть чисто механическими, например, включающими пластическую деформацию или хрупкое разрушение, или включать значительные химические аспекты, например окисление, коррозию металла [11].

Отдельно стоит рассматривать абразивное изнашивание, поскольку в большинстве работ авторы предполагают, что химические эффекты играют незначительную роль, но в этом случае необходимо моделировать пластическую деформацию материалов, включать критерии разрушения (для учета пластичного или хрупкого разрушения), учета изменения рельефа поверхности во время изнашивания, микроструктуру взаимодействующих материалов, эффекты от единичного взаимодействия поверхностей трения с абразивными частицами, а затем интегрирование индивидуальных эффектов взаимодействия с подобными объектами. Также должны быть включены в модель объемные механические свойства самих абразивных частиц (жесткость, прочность, упругость), полное описание их формы, режущей способности [12-18].

В процессе многократного контакта микроструктура и микрогеометрия контактных поверхностей изменяются в результате износа. Изношенная

поверхность упрочняется, а частицы износа агломерируются со временем и покрывают поверхности трения.

Это означает, что абразивный контакт возникает после адгезионного износа. Существует постепенный переход в режиме изнашивания, в микроскопической точке контакта, от более жесткого начального контакта к менее интенсивному в последующем режиме износа.

При прогнозировании общей скорости изнашивания в ходе длительных испытаний необходимо также учитывать переходные режимы.

Ввиду сложной природы процессов изнашивания и трудности создания реалистичных моделей для них, многие модели вводятся исходя из предположения о зависимости между скоростью изнашивания и нормальной нагрузкой:

М (1.1)

4 н'

где Q - объем, удаляемый с поверхности на единицу пройденной дистанции,

Ж - нормальная нагрузка со стороны контртела,

Н - твердость изнашиваемой поверхности,

к - безразмерная величина, которую обычно называют коэффициентом износа.

Если к, Ж и Н остаются постоянными во время износа, то из уравнения (1.1 ) следует, что объем материала, потерянного с поверхности, прямо пропорционален пройденной дистанции или при постоянной скорости скольжения - времени. Уравнение (1.1) обычно называют уравнением износа Арчарда [19].

Для инженерных приложений вводят параметр к, который часто называют удельной скоростью износа.

В условиях скольжения без смазки (сухое трение) к может достигать величины 10-2 хотя он может быть и низким до 10-6.

Часто выделяют два различных режима изнашивания: «жесткое» и «мягкое». Они связаны с существенно различными механизмами потери материала. В металлах «жесткий» износ связан с вырыванием с поверхности относительно крупных частиц, в то время как при «мягком» износе частицы более мелкие и состоят из оксидов [20; 21].

В случае наличия в зоне трения твердых частиц процесс изнашивания включает истирание (скольжение или качение частиц) или эрозию (удар частиц), тогда возникают самые высокие значения к.

Значения к, которые возникают при изнашивании поверхностей трения твердыми частицами, являются, как правило, неприемлемыми для практического применения в технике.

Для снижения скорости изнашивания применяются смазочные материалы, фрикционные покрытия, специальные фрикционные материалы для изготовления контртел. Эффект применения смазочного материала в снижении износа гораздо сильнее, чем его влияние на коэффициент трения. Увеличение срока службы, которое происходит в результате снижения интенсивности изнашивания, как правило, гораздо важнее, чем повышение эффективности за счет снижения потерь на трение.

Даже низкоэффективные базовые смазочные материалы могут снизить скорость изнашивания на несколько порядков по сравнению с сухим трением. По мере того, как толщина пленки, образуемой смазочным материалом, увеличивается при переходе от граничного трения к эластогидродинамическому режиму и затем к гидродинамической смазке, значения к могут достигать величины вплоть до 10 -19.

Хорошая защитная смазочная пленка требует правильного сочетания адгезии к поверхности трения, образованию и самовосстановлению пленки, а также достаточной прочности при сдвиговых нагрузках [22].

Абразивное, адгезионное и усталостное изнашивание являются наиболее распространенными видами механического изнашивания.

Объем износа V задается следующим выражением:

(1.2)

где Ж - нагрузка,

Ь - расстояние скольжения, Ну - твердость изнашиваемой поверхности, а и р - коэффициенты формы абразива и степень изнашивания абразивными частицами. Экспериментально определено, что они могут принимать значение порядка 0,1 и изменяться в диапазоне от 0 до 1,0 в зависимости от степени проникновения абразивной частицы в поверхность трения, прочности на сдвиг на границе контакта и механических свойств изнашиваемого материала.

Скорость изнашивания и коэффициент износа в этом случае можно записать как:

Однако эти уравнения справедливы только для абразивного изнашивания в виде царапания или резания поверхности трения и не учитывают иные факторы [17; 20; 23; 24].

Анализ адгезионного изнашивания является трудоемким для моделирования. Экспериментальные исследования адгезионного износа показывают, что величина почти линейно зависит от нагрузки и расстояния скольжения. Однако различные переменные, такие как микроструктура материала, шероховатость поверхности, температура вспышки смазочного материала, локальные загрязнения, адгезионные эффекты, свободные частицы износа и трибохимические реакции на контактных поверхностях значительно усложняют модели, зачастую приводя к тому, что ряд коэффициентов невозможно определить в результате лабораторных исследований [25].

Для случая усталостного износа можно рассмотреть высокоцикловое изнашивание. В этом режиме зарождения и распространения трещин доминируют циклы напряжения. Напряжения предполагаются либо упругими,

_ ар

5

к = ар.

(1.3)

(1.4)

либо упруго-пластическими. Форма частиц износа определяется путем распространения трещины.

Критическое число Ы/ циклов прокатки для образования поверхностного скола в результате высокоцикловой усталости для стали экспериментально определяется следующим уравнением:

щ = ЬШ-п, (1.5)

где Ж - нагрузка, Ь и п - экспериментальные константы. Значение п равно 3 для шарикоподшипников [26].

Если контактное напряжение находится на уровне, достаточно высоком для возникновения пластической деформации, происходит малоцикловое усталостное разрушение.

Для моделирования усталостного разрушения в малоцикловом режиме с образованием частиц износа можно использовать соотношение Коффина-Мэнсона [27].

Коэффициент износа к определяется следующим образом:

* = (16)

где г и ? определяются из волновой модели как функции угла атаки и нормированной прочности на сдвиг контактной поверхности, С - монотонная эффективная деформация сдвига, Б - экспериментальная константа, используемая в качестве силы в законе малоцикловой усталости, д - коэффициент трения, у - напряжение сдвига.

Предполагается, что износ происходит, когда деформация накапливается до критического значения, вызывающего разрушение.

В случаях коррозионного износа предполагается, что тонкие пленки образуются в результате трибохимической реакции между материалами контактирующих поверхностей и окружающей средой, такой как воздух или жидкая смазка. Твердый хрупкий оксид железа, образующий трибопленку, расслаивается сам по себе после достижения критической толщины.

Коэффициент износа к выражается следующим образом:

(1.7)

%2р2и

где А - константа Аррениуса, Q - энергия активации, Яё - газовая постоянная, Т - абсолютная температура, р - плотность оксида, и - скорость скольжения, й - дистанция контакта [28].

1.2. Механизмы граничного смазывания

Механизм износа при граничной смазке состоит из двух различных частей: одна - механическая, а другая - химическая. Основными механизмами изнашивания являются пластический сдвиг и истирание. Усталостно -индуцированное истирание третьими телами также вносит весомый вклад при длительных циклических нагрузках [29-31].

Для большинства металлов частицы износа образуются в результате пластической деформации на поверхности и вблизи нее. Смазочные пленки эффективно задерживают этот процесс за счет перераспределения напряжений по большей площади. Толщина граничной смазочной пленки, необходимая для конкретной системы, зависит от относительной шероховатости поверхности, механических свойств материалов поверхности и размера частиц третьих тел [32; 33].

Для хрупких твердых тел и крупных частиц (т.е. с большим размером зерна) требуются толстые пленки. Для материалов с большой упругостью и пластичностью достаточно тонких пленок.

Механизм химического износа при граничной смазке зависит от реакционной способности химических веществ по отношению к поверхностям. Способность молекулы вступать в реакцию с поверхностью также является индикатором потенциальной проблемы коррозии [34].

Существует несколько механизмов функционирования граничных смазочных пленок [35; 36]. Чаще всего рассматривается смазочная пленка в виде прослойки с низким модулем сопротивления сдвиговой деформации. Действие такого слоя основано на том, что продукты химической реакции слабо связаны с поверхностью и легко удаляются с нее. Таким образом, вместо истирания поверхности удаляется именно слой пленки. Чтобы такие пленки были эффективны для защиты поверхности, скорость образования пленки должна быть выше, чем скорость удаления пленки.

Важным фактором, влияющим на эффективность защитного слоя, является сопротивление сдвигу на уровне шероховатостей. Давно известно, что большие молекулярные массы полимерных цепей обеспечивают превосходную когезионную прочность и, следовательно, сопротивление сдвигу. В случае граничной смазки этот эффект может обеспечиваться, например, металлоорганическими соединениями, в том числе на жидкокристаллической основе [37; 38].

Величина износа зависит от материалов пар трения, шероховатости поверхности, смазочных материалов, окружающей среды, условий эксплуатации, температуры и других подобных факторов.

Существует также множество различных видов износа, определяемых комбинациями нагрузки, скорости и ряда других факторов. Поэтому для прогнозирования износа остро необходимо знание доминирующего механизма износа для каждой конкретной системы.

В режиме граничной смазки одним из наиболее важных исходных параметров системы является реальная площадь контакта. Этот параметр контролирует нагрузку, последующее соотношение напряжения и деформации в зоне контакта, поскольку основной процесс изнашивания для большинства металлов контролируется накоплением деформации.

В работе [39] предложено несколько моделей для описания начальной реальной площади контакта, которая обычно составляет небольшую часть видимой площади контакта между двумя геометрическими поверхностями.

Одна из моделей, которая предполагает распределение шероховатостей, может быть представлена в виде:

А = пЫраРт(И:), (1.8)

где N - количество шероховатостей, р - радиус шероховатостей, о -стандартное отклонение распределения высот пиков, и

от

¥т(К) = | (5-к)тф*(5)й5, (1.9)

к

где ф* - функция плотности вероятности (стандартизированное распределение высот), К = ^ - стандартизированная величина зазора, ё -

расстояние между поверхностями трения.

Однако реальная площадь контакта изменяется по мере износа. В условиях монотонного изнашивания реальная площадь контакта может быть достаточно большой, если две поверхности прилегают друг к другу [40].

Важным аспектом, влияющим на износ трибосопряжения, является шероховатость поверхности. Шероховатость поверхности определяется как изменение высоты поверхности относительно базового значения. В некоторых исследованиях было доказано, что помимо контактной нагрузки и относительной скорости скольжения между поверхностями трения, шероховатость поверхности существенно влияет на трибологические свойства [41-43]. Были предприняты многочисленные эксперименты, направленные на то, чтобы найти вклад величины шероховатости на ресурс контактной пары трения. В этих работах авторы посредством численных и экспериментальных исследований демонстрируют, что шероховатость поверхности и скорость износа уменьшаются с течением времени. Доказано, что скорость износа увеличивается с увеличением исходной шероховатости поверхности или уменьшается с уменьшением шероховатости [44-47].

Важным условием является учет реологии смазочного материала в зоне фрикционного контакта. В случае граничного трения объемная вязкость жидкости не играет роли, поскольку нагрузка распределяется

непосредственно между поверхностями трения твердых тел. Однако исследования молекул жидкости в ограниченном пространстве демонстрируют радикально иные свойства по сравнению с объемными [48].

Вязкость вблизи поверхностей (в пределах нанометров) намного выше, чем в основной массе. Данное явление имеет большое значение в исследованиях при высоком контактном давлении.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Парфенов Александр Сергеевич, 2023 год

Литература

1. ГОСТ 30858-2003 Обеспечение износостойкости изделий. Триботехнические требования и показатели. принципы обеспечения. Общие положения. - Москва : Стандартинформ, 2005.

2. Хебда, М. Справочник по триботехнике / под общ. ред. М. Хебды,

A.В. Чичинадзе. В 3 т. Т.1. Теоретические основы / М. Хебда. - Москва : Машиностроение, 1989. - 400 с.

3. Крагельский, И. В. Трение и износ. Трение и износ / И. В. Крагельский. - Москва : Машиностроение, 1968. - 480 с.

4. Крагельский, И. В. Коэффициенты трения / И. В. Крагельский, И. Э. Виноградова. - Москва : Машгиз, 1962. - 220 с.

5. Боуден, Ф. П. Трение и смазка твердых тел / Под ред. И.В. Крагельского / Ф. П. Боуден, Д. Тейбор. - Москва : Машиностроение, 1968. -542 с.

6. Гаркунов, Д. Н. Триботехника / Д. Н. Гаркунов. - Москва : Машиностроение, 1985. - 276 с.

7. Кащеев, В. Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов /

B. Н. Кащеев. - Москва : Машиностроение, 1978. - 215 с.

8. Доценко, А. И. Триботехника / А. И. Доценко, Б. И.А. - Москва : ИНФРА-М, 2019.

9. Peterson, M. B. Wear control handbook / M. B. Peterson, W. . Winer. -New York : American Society of Mechanical Engineers, 1980. - 1358 p.

10. Standard Terminology Relating to Wear and Erosion. - American Society for Testing and Materials, 2021. - 9 p.

11. Wear - Materials, Mechanisms and Practice / G. W. Stachowiak ed. . -Chichester, England : John Wiley & Sons Ltd, 2005.

12. Хрущов, М. М. Трение, износ и микротвердость материалов. Избранные работы / М. М. Хрущов. - Красанд, 2012. - 512 с.

13. Moore, M. A. A review of two-body abrasive wear / M. A. Moore // Wear.

- 1974. - Vol. 27. - № 1. - Pp. 1-17.

14. Effect of Particle Size on Tribological Properties of Rubber/Steel Seal Pairs Under Contaminated Water Lubrication Conditions / M. xue Shen, B. Li, D. hui Ji [et al.] // Tribology Letters. - 2020. - Vol. 68. - № 1. - Pp. 1-15.

15. Lee, G. Y. A physically-based abrasive wear model for composite materials / G. Y. Lee, C. K. H. Dharan, R. O. Ritchie // Wear. - 2002. - Vol. 252. -№ 3-4. - Pp. 322-331.

16. Moore, M. A. A review of two-body abrasive wear / M. A. Moore // Wear.

- 1974. - Vol. 27. - № 1. - Pp. 1-17.

17. Khruschov, M. M. Principles of abrasive wear / M. M. Khruschov // Wear.

- 1974. - Vol. 28. - № 1. - Pp. 69-88.

18. Rabinowicz, E. A study of abrasive wear under three-body conditions / E. Rabinowicz, L. A. Dunn, P. G. Russell // Wear. - 1961. - Vol. 4. - № 5. - Pp. 345355.

19. Archard, J. F. Contact and Rubbing of Flat Surfaces / J. F. Archard // Journal of Applied Physics. - 1953. - Vol. 24. - № 8. - Pp. 981-988.

20. Шейнман, Е. Л. Абразивный износ . обзор американской печати / Е. Л. Шейнман // Трение и износ. - 2005. - Т. 26. - № 1. - С. 100-111.

21. Шейнман, Е. Л. Абразивный износ . обзор американской печати . абразивная стойкость материалов / Е. Л. Шейнман // Трение и износ. - 2006. -Т. 27. - № 408. - С. 110-122.

22. Buckley, D. H. Surface effects in adhesion, friction, wear, and lubrication / D. H. Buckley. - Elsevier, 1981. - 631 p.

23. Study and characteristic of abrasive wear mechanisms / I. Kovarikova, B. Szewczykova, P. Blaskovis [et al.] // Materials Science and Technology. - 2009. -№ 1. - Pp. 1-8.

24. Kato, K. Abrasive wear of metals / K. Kato // Tribology International. -1997. - Vol. 30. - № 5. - Pp. 333-338.

25. Hokkirigawa, K. An experimental and theoretical investigation of ploughing, cutting and wedge formation during abrasive wear / K. Hokkirigawa, K.

Kato // Tribology International. - 1988. - Vol. 21. - № 1. - Pp. 51-57.

26. Sosnovskiy, L. A. Tribo-Fatigue : Foundations of Engineering Mechanics / L. A. Sosnovskiy. - Berlin, Heidelberg : Springer Berlin Heidelberg, 2005.

27. Challen, J. M. Prediction of Archard's wear coefficient for metallic sliding friction assuming a low cycle fatigue wear mechanism / J. M. Challen, P. L. B. Oxley,

B. S. Hockenhull // Wear. - 1986. - Vol. 111. - № 3. - Pp. 275-288.

28. Quinn, T. F. J. An Experimental Study of the Thermal Aspects of Sliding Contacts and Their Relation to the Unlubricated Wear of Steel / T. F. J. Quinn // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Conference Proceedings. -1968. - Vol. 183. - № 16. - Pp. 129-137.

29. Persson, B. N. J. Theory of friction and boundary lubrication / B. N. J. Persson // Physical Review B. - 1993. - Vol. 48. - № 24. - Pp. 18140-18158.

30. Komvopoulos, K. The Mechanism of Friction in Boundary Lubrication / K. Komvopoulos, N. Saka, N. P. Suh // Journal of Tribology. - 1985. - Vol. 107. -№ 4. - Pp. 452-462.

31. Kinetic boundary friction // Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. - 1947. - Vol. 189. - № 1016. - Pp. 88102.

32. Popov, V. L. Adhesive wear and particle emission: Numerical approach based on asperity-free formulation of Rabinowicz criterion / V. L. Popov, R. Pohrt // Friction. - 2018. - Vol. 6. - № 3. - Pp. 260-273.

33. Lyashenko, I. A. Thermodynamics and kinetics of boundary friction / I. A. Lyashenko, A. V. Khomenko, L. S. Metlov // Tribology International. - 2011. -Vol. 44. - № 4. - Pp. 476-482.

34. Triboemission as a basic part of the boundary friction regime: A review /

C. K. Warsaw, M. J. Furey, A. L. Ritter, G. J. Molina // Lubrication Science. - 2002. - Vol. 14. - № 2. - Pp. 223-254.

35. Kar, P. Formation and Characterization of Tribofilms / P. Kar, P. Asthana, H. Liang // Journal of Tribology. - 2008. - Vol. 130. - № 4.

36. Morina, A. Tribofilms: aspects of formation, stability and removal / A.

Morina, A. Neville // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2007. - Vol. 40. - №2 18.

- Pp. 5476-5487.

37. Influence Of Plasma Chemical Treatment Of Metallo-Mesogenic Discotic Compounds On Their Physico-Chemical Properties / V. V. Terentyev, O. B. Akopova, I. K. Naumova, V. A. Titov // Zhidkie Kristally i Ikh Prakticheskoe Ispol'zovanie. -2021. - Vol. 21. - № 1. - Pp. 61-71.

38. Terentyev, V. V. Influence of the Copper Behenate Mesogenic Additive on Rheological and Tribotechnical Characteristics of Plastic Lubricants / V. V. Terentyev, O. B. Akopova, I. A. Telegin // Liquid Crystals and their Application. -2017. - Vol. 17. - № 1. - Pp. 93-100.

39. Contact of nominally flat surfaces // Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. - 1966. - Vol. 295. - №2 1442.

- Pp. 300-319.

40. A Study of the Relative Surface Conformity Between Two Surfaces in Sliding Contact / F.-X. Wang, P. Lacey, R. S. Gates, S. M. Hsu // Journal of Tribology.

- 1991. - Vol. 113. - № 4. - Pp. 755-761.

41. Svahn, F. The influence of surface roughness on friction and wear of machine element coatings / F. Svahn, A. Kassman-Rudolphi, E. Wallen // Wear. -2003. - Vol. 254. - № 11. - Pp. 1092-1098.

42. Sedlacek, M. Influence of surface preparation on roughness parameters, friction and wear / M. Sedlacek, B. Podgornik, J. Vizintin // Wear. - 2009. - Vol. 266.

- № 3-4. - Pp. 482-487.

43. Yang, C. Role of Surface Roughness in Tribology: From Atomic to Macroscopic Scale / C. Yang, D. Der Ingenieurwissenschaften. - 2008.

44. Kumar, R. A systematic methodology to characterise the running-in and steady-state wear processes / R. Kumar, B. Prakash, A. Sethuramiah // Wear. - 2002.

- Vol. 252. - № 5-6. - Pp. 445-453.

45. Hanief, M. Modeling and prediction of surface roughness for running-in wear using Gauss-Newton algorithm and ANN / M. Hanief, M. F. Wani // Applied Surface Science. - 2015. - Vol. 357. - Pp. 1573-1577.

46. Masouros, G. A model for wear and surface roughness transients during the running-in of bearings / G. Masouros, A. Dimarogonas, K. Lefas // Wear. - 1977.

- Vol. 45. - № 3. - Pp. 375-382.

47. Hanief, M. Effect of surface roughness on wear rate during running-in of En31-steel: Model and experimental validation / M. Hanief, M. F. Wani // Materials Letters. - 2016. - Vol. 176. - Pp. 91-93.

48. Granick, S. Motions and Relaxations of Confined Liquids / S. Granick // Science. - 1991. - Vol. 253. - № 5026. - Pp. 1374-1379.

49. Krantz, T. L. An Experimental Investigation of the Influence of the Lubricant Viscosity and Additives on Gear Wear / T. L. Krantz, A. Kahraman // Tribology Transactions. - 2004. - Vol. 47. - № 1. - Pp. 138-148.

50. The influence of the lubricant viscosity on the rolling friction torque / M. R. D. Bâlan, V. C. Stamate, L. Houpert, D. N. Olaru // Tribology International. - 2014.

- Vol. 72. - Pp. 1-12.

51. Okrent, E. H. The Effect of Lubricant Viscosity and Composition on Engine Friction and Bearing Wear / E. H. Okrent // A S L E Transactions. - 1961. -Vol. 4. - № 1. - Pp. 97-108.

52. Hugnell, A. Simulating follower wear in a cam—follower contact / A. Hugnell, S. Andersson // Wear. - 1994. - Vol. 179. - № 1-2. - Pp. 101-107.

53. Hugnell, A. B.-J. Simulation of the mild wear in a cam-follower contact with follower rotation / A. B.-J. Hugnell, S. Bjorklund, S. Andersson // Wear. - 1996.

- Vol. 199. - № 2. - Pp. 202-210.

54. Flodin, A. Simulation of mild wear in spur gears / A. Flodin, S. Andersson // Wear. - 1997. - Vol. 207. - № 1-2. - Pp. 16-23.

55. Flodin, A. Wear simulation of spur gears / A. Flodin, S. Andersson // Tribotest. - 1999. - Vol. 5. - № 3. - Pp. 225-249.

56. Flodin, A. Simulation of mild wear in helical gears / A. Flodin, S. Andersson // Wear. - 2000. - Vol. 241. - № 2. - Pp. 123-128.

57. Flodin, A. Wear investigation of spur gear teeth / A. Flodin // Tribotest. -2000. - Vol. 7. - № 1. - Pp. 45-60.

58. Основы трибологии (трение, износ, смазка) / А. В. Чичинадзе, Э. Д. Браун, Н. А. Буше [и др.]. - Москва : Машиностроение, 2001. - 664 с.

59. Зорин, В. А. Основы долговечности строительных и дорожных машин / В. А. Зорин. - Москва : Машиностроение, 1986. - 248 с.

60. Ратнер, С. Б. О роли усталостных процессов при истирании (износе) полимерных материалов / С. Б. Ратнер // Доклады АН СССР. - 1963. - Т. 150. -№ 4. - С. 848-851.

61. Wu, S. Sliding Wear Calculation in Spur Gears / S. Wu, H. S. Cheng // Journal of Tribology. - 1993. - Vol. 115. - № 3. - Pp. 493-500.

62. Olofsson, U. Simulation of mild wear in boundary lubricated spherical roller thrust bearings / U. Olofsson, S. Andersson, S. Bjorklund // Wear. - 2000. -Vol. 241. - № 2. - Pp. 180-185.

63. Coupling transient mixed lubrication and wear for journal bearing modeling / G. Xiang, Y. Han, J. Wang [et al.] // Tribology International. - 2019. -Vol. 138. - Pp. 1-15.

64. A hybrid model for wear prediction of a single revolute joint considering a time-varying lubrication condition / X. Zhuang, S. Saraygord Afshari, T. Yu, X. Liang // Wear. - 2020. - Vols. 442-443. - Pp. 203124.

65. Lu, X. The Stribeck Curve: Experimental Results and Theoretical Prediction / X. Lu, M. M. Khonsari, E. R. M. Gelinck // Journal of Tribology. - 2006.

- Vol. 128. - № 4. - Pp. 789.

66. The impact of organic friction modifiers on engine oil tribofilms / M. Ratoi, V. B. Niste, H. Alghawel [et al.] // RSC Adv. - 2014. - Vol. 4. - № 9. -Pp. 4278-4285.

67. Mechanisms of antiwear tribofilm growth revealed in situ by single-asperity sliding contacts / N. N. Gosvami, J. A. Bares, F. Mangolini [et al.] // Science.

- 2015. - Vol. 348. - № 6230. - Pp. 102-106.

68. A multi-technique approach of tribofilm characterisation / C. Minfray, J. M. Martin, C. Esnouf [et al.] // Thin Solid Films. - 2004. - Vols. 447-448. - Pp. 272277.

69. Nowak, P. Ecological and Health Effects of Lubricant Oils Emitted into the Environment / P. Nowak, K. Kucharska, M. Kaminski // International Journal of Environmental Research and Public Health. - 2019. - Vol. 16. - № 16. - Pp. 3002.

70. Herdan, J. M. Lubricating oil additives and the environment — an overview / J. M. Herdan // Lubrication Science. - 1997. - Vol. 9. - № 2. - Pp. 161172.

71. Cyriac, F. Thin Film Lubrication, Lubricants and Additives / F. Cyriac, A. Akchurin. - 2020. - Pp. 33-75.

72. Papay, A. G. Antiwear and extreme-pressure additives in lubricants / A. G. Papay // Lubrication Science. - 1998. - Vol. 10. - № 3. - Pp. 209-224.

73. Chemistry and Technology of Lubricants / R. M. Mortier, M. F. Fox, S. T. Orszulik eds. . - Dordrecht : Springer Netherlands, 2010.

74. Lubricants, 2. Components / T. Mang, J. Braun, W. Dresel, J. Omeis // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. - Weinheim, Germany : Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2011.

75. Spikes, H. The History and Mechanisms of ZDDP / H. Spikes // Tribology Letters. - 2004. - Vol. 17. - № 3. - Pp. 469-489.

76. Film Thickness and Friction of ZDDP Tribofilms / J. Dawczyk, N. Morgan, J. Russo, H. Spikes // Tribology Letters. - 2019. - Vol. 67. - № 2. - Pp. 34.

77. The correlation between ZDDP tribofilm morphology and the microstructure of steel / J. Jelita Rydel, K. Pagkalis, A. Kadiric, P. E. J. Rivera-Diaz-del-Castillo // Tribology International. - 2017. - Vol. 113. - Pp. 13-25.

78. Shimizu, Y. The Influence of Slide-Roll Ratio on ZDDP Tribofilm Formation / Y. Shimizu, H. A. Spikes // Tribology Letters. - 2016. - Vol. 64. - № 2. -Pp. 19.

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

80. Assembling of carbon nanotubes film responding to significant reduction

wear and friction on steel surface / B. Zhang, Y. Xue, L. Qiang [et al.] // Applied Nanoscience. - 2017. - Vol. 7. - № 8. - Pp. 835-842.

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

82. Tribological behaviour of a lubricant oil containing boron nitride nanoparticles / Q. Wan, Y. Jin, P. Sun, Y. Ding // Procedia Engineering. - 2015. -Vol. 102. - Pp. 1038-1045.

83. Alisin, V. V. A new class of lubricants based on stable dispersions of solid nanosized powders / V. V. Alisin, B. V. Pokid'ko, G. A. Simakova // Journal of Friction and Wear. - 2012. - Vol. 33. - № 1. - Pp. 1-4.

84. Tribological properties of lubricants modified by complexes of hard micro- and nanoparticles / A. I. Sviridenok, M. I. Ihnatouski, V. A. Smurugov [et al.] // Journal of Friction and Wear. - 2012. - Vol. 33. - № 4. - Pp. 266-273.

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

86. Experimental investigations of Rheological behaviour and thermal conductivity of nanogrease 1. / M. Alaa, H. Mohamed, B. Mohamed, O. Tarek // Industrial Lubrication and Tribology. - 2017.

87. Mo, Y. H. Tribological performance of Nano-Tin as lubrication additives used in steel-copper tribo-pair / Y. H. Mo, D. H. Tao // Industrial Lubrication and Tribology. - 2011. - Vol. 63. - № 2. - Pp. 72-77.

88. Understanding the role of nanoparticles in nano-oil lubrication / K. Lee, Y. Hwang, S. Cheong [et al.] // Tribology Letters. - 2009. - Vol. 35. - № 2. - Pp. 127131.

89. Kim, H. J. Nano-scale wear: A review / H. J. Kim, S. S. Yoo, D. E. Kim // International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. - 2012. - Vol. 13. - № 9. - Pp. 1709-1718.

90. Saur, N. Ionanocarbon Lubricants. The Combination of Ionic Liquids and

Carbon Nanophases in Tribology / N. Saur, J. Sanes, F. Carri // Lubricants. - 2017. -Vol. 5. - № 2. - Pp. 14.

91. Ermakov, S. F. Lubricity of cholesteric liquid-crystal nanomaterials in friction of solids / S. F. Ermakov, V. I. Kolesnikov, A. P. Sychev // Journal of Friction and Wear. - 2016. - Vol. 37. - № 2. - Pp. 136-140.

92. On the mechanism of cholesteric liquid crystal lubricity in metal joint friction / S. F. Ermakov, N. K. Myshkin, V. I. Kolesnikov, A. P. Sychev // Journal of Friction and Wear. - 2015. - Vol. 36. - № 6. - Pp. 496-501.

93. Rheological characteristics of different carbon nanoparticles in cholesteric mesogen dispersions as lubricant coolant additives / N. V. Usol'tseva, M. V. Smirnova, A. V. Kazak [et al.] // Journal of Friction and Wear. - 2015. - Vol. 36. - № 5. -Pp. 380-385.

94. Orientation ordering of boundary layers and lubricity of oils / I. A. Buyanovskii, Z. V. Ignatyeva, V. A. Levchenko, V. N. Matveenko // Journal of Friction and Wear. - 2008. - Vol. 29. - № 4. - Pp. 282-287.

95. Varol, T. An investigation on wear behavior of Cu-graphite nanocomposites prepared by flake powder metallurgy / T. Varol, A. Canakci // Industrial Lubrication and Tribology. - 2017. - Vol. 69. - № 1. - Pp. 8-14.

96. Wear behaviour of copper/carbon nanotubes / N. S. Shaari, J. M. Said, A. Jumahat, M. H. Ismail. // Industrial Lubrication and Tribology. - 2017. - Vol. 69. -№ 3. - Pp. 342-347.

97. Sari, F. N. Friction characteristics of hybrid magnesium alloy composites reinforced with carbon nanotube and cerium / F. N. Sari, M. B. Karamis, Y. Kaya // Industrial Lubrication and Tribology. - 2017. - Vol. 69. - № 1. - Pp. 52-58.

98. Atomic scale mechanisms of friction reduction and wear protection by graphene / A. Klemenz, L. Pastewka, S. G. Balakrishna [et al.] // Nano Letters. - 2014. - Vol. 14. - № 12. - Pp. 7145-7152.

99. Shapovalov, V. M. Effect of Ultradispersed Particles of Structured Carbon on Deformation and Strength Characteristics and Tribological Behavior of Polyamide Coatings / V. M. Shapovalov, A. M. Valenkov, I. F. Buyakov. - 2011. - Vol. 32. -

№ 6. - Pp. 614-618.

100. Role of nanofiller in friction of polymers based on polycaproamide: Indirect effect / A. P. Krasnov, O. V. Afronicheva, V. A. Mit' [et al.] // Journal of Friction and Wear. - 2009. - Vol. 30. - № 5. - Pp. 350-355.

101. Doping Diamond-Like Carbon Coatings on Rubbing Parts as a Method for Improving Antifriction Properties of Lubricants / I. A. Buyanovskii, V. A. Levchenko, V. D. Samusenko, A. N. Bol'shakov // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. - 2021. - Vol. 50. - № 6. - Pp. 516-523.

102. Effect of particle size and composition of powdered nanocrystalline molybdenum disulfide on its tribological behavior / A. P. Krasnov, A. V. Naumkin, V. N. Aderikha [et al.] // Journal of Friction and Wear. - 2014. - Vol. 35. - № 4. -Pp. 330-338.

103. Comparative analysis of effect of nano- and microfillers of oxidized Al on mechanical and tribological properties of UHMWPE. / S. V Panin, L. A. Kornienko, S. Vannasri [et al.] // Trenie i Iznos. - 2010. - Vol. 31. - № 5. - Pp. 492-499.

104. Distinct tribological mechanisms of silica nanoparticles in epoxy composites reinforced with carbon nanotubes, carbon fibers and glass fibers / L. Zhang, G. Zhang, L. Chang [et al.] // Tribology International. - 2016. - Vol. 104. - Pp. 225236.

105. Golchin, A. An investigation into tribological behaviour of multi-walled carbon nanotube/graphene oxide reinforced UHMWPE in water lubricated contacts / A. Golchin, A. Wikner, N. Emami // Tribology International. - 2016. - Vol. 95. -Pp. 156-161.

106. Microstructure and dry sliding wear behavior of Cu-Sn alloy reinforced with multiwalled carbon nanotubes / H. M. Mallikarjuna, K. T. Kashyap, P. G. Koppad [et al.] // Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition). -2016. - Vol. 26. - № 7. - Pp. 1755-1764.

107. Friction and Wear Properties of Polyimide-Based Composites with a Multiscale Carbon Fiber-Carbon Nanotube Hybrid / B. Chen, X. Li, X. Li [et al.] // Tribology Letters. - 2017. - Vol. 65. - № 3.

108. Худых, М. И. Ремонт текстильных машин : учебник для студентов-механиков текстильных учебных заведений / М. И. Худых. - Москва : Легпромбытиздат, 1991. - 288 с.

109. Пирогов, К. М. Основы надежности текстильных машин / К. М. Пирогов, С. А. Егоров. - Иваново : ИГТА, 2004. - 268 с.

110. Пирогов, К. М. Основы надежности текстильных машин: Учебник для вузов / К. М. Пирогов, Д. А. Вяткин. - Москва : Легпромбытиздат, 1985. -256 с.

111. Хрущов, М. М. Исследование изнашивания металлов / М. М. Хрущов, М. А. Бабичев. - Москва : Изд-во АН СССР, 1960. - 351 с.

112. Кугель, Р. В. Испытания на надежность машин и их элементов / Р. В. Кугель. - Москва : Машиностроение, 1982. - 181 с.

113. Беленький, С. И. Инженерное обеспечение ремонта текстильного оборудования / С. И. Беленький. - Москва : Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 254 с.

114. Богза, А. Д. Надежность процесса ткачества на станках СТБ / А. Д. Богза. - Москва : МГТИ, 1981. - 132 с.

115. Попов, Н. Н. Расчет и проектирование кулачковых механизмов / Н. Н. Попов. - Москва : Машиностроение, 1980. - 214 с.

116. Левитский, Н. И. Кулачковые механизмы / Н. И. Левитский. -Ленинград : Машиностроение, 1964. - 287 с.

117. Вульфсон, И. И. Динамические расчеты цикловых механизмов / И. И. Вульфсон. - Ленинград : Машиностроение, 1976. - 328 с.

118. Lubrication and frictional analysis of cam-roller follower mechanisms / S. S. Alakhramsing, M. de Rooij, D. J. Schipper, M. van Drogen // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. - 2018. - Vol. 232. - № 3. - Pp. 347-363.

119. Andersson, J. Numerical simulation of a wear experiment / J. Andersson, A. Almqvist, R. Larsson // Wear. - 2011. - Vol. 271. - № 11-12. - Pp. 2947-2952.

120. Advances in Mechanism and Machine Science : Mechanisms and

Machine Science. Vol. 73 / H. Chih-Ching, K. Chin-Hsing, M. Daisuke, T. Yukio; T. Uhl ed. . - Cham : Springer International Publishing, 2019. - 1491-1498 p.

121. Investigation on cam-follower lubricated contacts / D. Vela, E. Ciulli, B. Piccigallo, F. Fazzolari // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. - 2011. - Vol. 225. - № 6. - Pp. 379-392.

122. Hejnova, M. Service life assessment of the cam mechanisms / M. Hejnova // Procedia Engineering. - 2014. - Vol. 96. - Pp. 157-163.

123. Lubrication analyses of cam and flat-faced follower / H. U. Jamali, A. Al-Hamood, O. I. Abdullah [et al.] // Lubricants. - 2019. - Vol. 7. - № 4.

124. Kushwahu, M. Tribological issues in cam-tappet contacts / M. Kushwahu // Tribology and Dynamics of Engine and Powertrain: Fundamentals, Applications and Future Trends. - 2010. - Pp. 545-566.

125. Shirzadegan, M. Elastohydrodynamic Lubrication of Cam and Roller Follower / M. Shirzadegan. - 2015. - 100 p.

126. Effect of angular speed of cam on oil film variation in the line contact thermal EHL of a cam-tappet pair / H. Tang, J. Wang, N. Sun, J. Zhu // Industrial Lubrication and Tribology. - 2020. - Vol. 72. - № 6. - Pp. 713-722.

127. Telliskivi, T. Simulation of wear in a rolling-sliding contact by a semi-Winkler model and the Archard's wear law / T. Telliskivi // Wear. - 2004. - Vol. 256.

- № 7-8. - Pp. 817-831.

128. On the running-in behavior of cam-follower mechanism / A. Torabi, S. Akbarzadeh, M. Salimpour, M. M. Khonsari // Tribology International. - 2018. -Vol. 118. - Pp. 301-313.

129. Zhu, G. A theoretical and experimental study of the tribology of a cam and follower / G. Zhu. - 1988.

130. The likelihood description of lubrication layer formation structured at the molecular level. Vol. PartF5 / E. V. Berezina, A. V. Volkov, V. A. Godlevskiy [et al.].

- 2018. - 17-24 p.

131. Tribological activity of ultradisperse organic lubricant additives for cam mechanisms subject to abrasive wear / A. S. Parfenov, E. V Berezina, I. V Berezin [et

al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2020. - Vol. 996.

- № 1. - Pp. 012018.

132. Адсорбционная модель формирования мезоморфного граничного смазочного слоя, образуемого наноразмерной присадкой в трибосистеме с абразивным износом / А. С. Парфенов, А. В. Волков, Е. В. Березина, В. А. Годлевский // Жидкие кристаллы и их практическое использование. - 2022. -Т. 22. - № 1. - С. 76-83.

133. Tien, C. Introduction to Adsorption / C. Tien. - Elsevier, 2019.

134. Парфенов, А. С. Физико-химические свойства модифицированных смазочных материалов для ткацких станков / А. С. Парфенов, А. А. Тувин // Современные наукоёмкие технологии. Региональное приложение. - 2022. -Т. 70. - № 2. - С. 62-68.

135. Influence of Various Carbon Allotropes on Tribological and Rheological Characteristics of Model Lubricating Systems / A. S. Parfenov, M. A. Shilov, A. I. Smirnova [et al.] // Journal of Friction and Wear. - 2021. - Vol. 42. - № 3. - Pp. 217224.

136. Influence of different types of carbon nanoflakes on tribological and rheological properties of plastic lubricants / D. N. Stolbov, А. I. Smirnova, S. V. Savilov [et al.] // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. - 2022. - Vol. 30.

- № 1. - Pp. 177-184.

137. Modelling of deformation processes of carbon nanotubes / M. A. Shilov, A. I. Smirnova, D. N. Stolbov, N. V. Usol'tseva // Zhidkie Kristally i Ikh Prakticheskoe Ispol'zovanie. - 2020. - Vol. 20. - № 1. - Pp. 85-91.

138. Tribological Properties of Plastic Lubricants in Compositions with Various Carbon Nanostructures / A. S. Parfenov, E. V. Berezina, A. I. Smirnova [et al.] // Journal of Friction and Wear. - 2019. - Vol. 40. - № 5. - Pp. 453-460.

139. Парфенов, А. С. Снижение износа кулачкового механизма ткацкого станка за счет применения смазочных материалов с наноразмерной присадкой / А. С. Парфенов, А. А. Тувин // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2022. - № 1. - С. 282-287.

140. Ali, A. J. An experimental study on the influence of functionalized carbon nanotubes CNT Taunit series on the thermal conductivity enhancement / A. J. Ali, E. N. Tugolukov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2019. -Vol. 693. - № 1. - Pp. 012001.

141. Prasher, R. Thermal Conductivity of Nanoscale Colloidal Solutions (Nanofluids) / R. Prasher, P. Bhattacharya, P. E. Phelan // Physical Review Letters. -2005. - Vol. 94. - № 2. - Pp. 025901.

142. Pop, E. Thermal properties of graphene: Fundamentals and applications / E. Pop, V. Varshney, A. K. Roy // MRS Bulletin. - 2012. - Vol. 37. - № 12. -Pp. 1273-1281.

143. Parfenov, A. S. Tribological effect of the combined use of micro- and nano- scale additives in the textile machinery lubricants / A. S. Parfenov, A. A. Tuvin // AIP Conference Proceedings 2467. - 2022. - Pp. 020039.

144. Гаркунов, Д. Н. Триботехника (износ и безызносность) / Д. Н. Гаркунов. - Москва : Изд-во МСХА, 2001. - 616 с.

145. Гаркунов, Д. Н. Триботехника. Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по направлениям подготовки "Автоматизированные технологии и производства", "Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств" 2-е издание, стереотипное / Д. Н. Гаркунов, Э. Л. Мельников, В. С. Гаврилюк. - Москва : Компания КноРус, 2017. - 408 с.

146. Влияние состава смазочной среды на структуру поверхностных слоев формирующейся при трении сервовитной пленки / В. Э. Бурлакова, Е. Г. Дроган, А. А. Новикова, М. А. Беликова // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2019. - № 4. - С. 91-99.

147. Mechanical properties of servovite films formed in during friction aqueous solutions of carboxylic acids / V. E. Burlakova, E. G. Drogan, A. I. Tyurin, T. S. Pirozhkova // Vestnik of Don State Technical University. - 2018. - Vol. 18. - № 3. - Pp. 280-288.

148. Применение смазочных материалов растительного происхождения модицифированных углеродными наночастицами в условиях абразивного

трения / А. С. Парфенов, Ю. А. Сенатов, П. А. Родинова, А. А. Тувин // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. - 2021. -Т. 68. - № 4. - С. 63-68.

149. Некрасова, И. Л. Аспекты экологической и промышленной безопасности применения технологических жидкостей на неводной основе в процессах строительства и освоения скважин / И. Л. Некрасова // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. - 2018. - Т. 18. - № 1. - С. 41-52.

Приложение 1. Программа оптимизации состава смазочной композиции

11Ьгагу(р1о"Ь1у)

data = read.csv("C://mode1/new data.csv") head(data)

### Regression ###----------

у = 1og(data$Y) г = 1og(data$N) х = 1og(data$C) 2 = 1og(data$P) g = 1og(data$N)*1og(data$C)

sr = sum(r)

sx = sum(x)

sz = sum(z)

^^у = sum(y)

е^ = sum

sr2 = sum (гл 2)

бгх = sum ( г * х)

srz = sum ( г * z)

sry = sum ( г * у)

srg = sum ( г * g)

sx2 = sum (хЛ 2)

sxz = sum х * z)

sxy = sum х * у)

sxg = sum х * g)

sz2 = sum (zЛ 2)

szy = sum ( z * у)

szg = sum ( z * g)

sg2 = sum (gл 2)

sgy = sum (g * у)

А = matrix(c(nrow(data), sr, sx, sz, sg, sr, sr2, srx, srz, srg, sx, srx, sx2, sxz, sxg, sz, srz, sxz, sg, srg, sxg,

А

sz2, szg,

szg, sg2), byrow

= Т, nrow = 5)

В = matrix(c(sy, sry, sxy, szy, sgy ), nrow = 5) В

и = so1ve(A) %*% В

и

data$Yp = exp(U[1] + и[2] * г + и[3] * х + и[4] * z + и[5] * g)

data$error percent = (data$Y - data$Yp) / data$Y

head(data)

### Graphs for Р = 300, 400, 500, 600 (Experimenta1 data) ### -----------------------------------------------------

# Data for graphs

#---------------

cut300 = data[data$P == 300,] Nexp = unique(cut300$N) Cexp = unique(cut300$C)

Yexp = matrix(cut300$Y, nrow = length(unique(cut300$C)), byrow = TRUE) cut400 = data[data$P == 400,]

Yexp2 = matrix(cut400$Y, nrow = length(unique(cut400$C)), byrow = TRUE) cut500 = data[data$P == 500,]

Yexp3 = matrix(cut500$Y, nrow = length(unique(cut500$C)), byrow = TRUE) cut600 = data[data$P == 600,]

Yexp4 = matrix(cut600$Y, nrow = length(unique(cut600$C)), byrow = TRUE)

# Graphs

#------

fig = fig %>% add surface(

x = ~Nexp,

y = ~Cexp,

z ) = ~Yexp, opacity = 0.5

fig = fig %>% add surface(

x = ~Nexp,

y = ~Cexp,

z ) = ~Yexp2, opacity = 0.5

fig = fig %>% add surface(

x = ~Nexp,

y = ~Cexp,

z ) = ~Yexp3, opacity = 0.5

fig = fig %>% add surface(

x = ~Nexp,

y = ~Cexp,

z = ~Yexp4, opacity = 0.5

)

fig

### Separate graphs for P = 300, 400, 500, 600 (Experimental + Model) ###-----------------------------------------------------------------

# N-axis, C-axis

N = seq(min(data$N), max(data$N), 0.5) C = seq(min(data$C), max(data$C), 0.5)

# Function for calculation of Y-values for given P based on our model

get matrix = function(P) {

Y_= matrix(NA, length(C), length(N)) for (i in seq(1, length(C))) { for (j in seq(1, length(N))) {

Y[i, j] = exp(U[1] + U[2] * log(N[j]) + U[3] * log(C[i]) + U[4] * log(P) +

U[5] * log(C[i]*N[j]))-800 }

}

return(Y)

}

# P = 300

# -------

Y_P3 0 0 = get_matrix(300)

fig300 = plot_ly(showscale = FALSE) fig300 = fig300 %>% add_surface( type = "surface", x = ~N, y = ~C,

z = ~Y_P300, opacity = 0.5

)

fig300 = fig300 %>% add_surface( x = ~Nexp, y = ~Cexp,

z = ~Yexp, opacity = 0.5

)

fig300

# P = 400

# -------

Y_P4 0 0 = get_matrix(4 00)

fig400 = plot_ly(showscale = FALSE) fig400 = fig400 %>% add_surface( type = "surface", x = ~N, y = ~C,

z = ~Y_P4 00, opacity = 0.5

)

fig400 = fig400 %>% add_surface( x = ~Nexp, y = ~Cexp,

z = ~Yexp2, opacity = 0.5, opacity = 0.5

)

fig400

# P = 500

# -------

Y_P5 0 0 = get_matrix(500)

fig500 = plot_ly(showscale = FALSE) fig500 = fig500 %>% add_surface( type = "surface", x = ~N, y = ~C,

z = ~Y_P500, opacity = 0.5

)

fig500 = fig500 %>% add_surface( x = ~Nexp, y = ~Cexp,

z = ~Yexp3, opacity = 0.5

)

fig500

# P = 600

# -------

Y_P60 0 = get_matrix(600)

fig600 = plot_ly(showscale = FALSE) fig600 = fig600 %>% add_surface( type = "surface", x = ~N, y = ~C,

z = ~Y_P60 0, opacity = 0.5

)

fig600 = fig600 %>% add_surface( x = ~Nexp, y = ~Cexp,

z = ~Yexp4, opacity = 0.5

)

fig600

Приложение 2. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ

Приложение 3. Акт о производственных испытаниях

АКТ

О производственных испытаниях и внедрении новых смазочных материалов для узлов трения ткацких станков размерного ряда СТБ

Комиссия в составе Ефремова Н.Е. начальник ткацкого производства, Николашин М.В. слесарь РМО, Годлевский В.А., профессор, д.т.н., профессор кафедры фундаментальной физики и нанотехнологий ФГБОУ ВО ИвГУ, Березина Е.В., доцент, д.т.н., профессор кафедры фундаментальной физики и нанотехнологий ФГБОУ ВО ИвГУ, Парфенов A.C. аспирант - провела работы по испытанию смазочных материалов для узлов трения ткацких станков размерного ряда СТБ.

ИП Зимин C.B. были приняты на испытания разработанные присадки для жидких и пластичных смазочных материалов следующего состава, % масс:

Углеродные нанотрубки «Таунит-М» - 2 % _Минеральное масло - до 100%_

Углеродные нанотрубки «Таунит- М» -2%

Пластичный смазочный материал -до 100%

Испытаний проводились в узлах трения ткацкого станка СТБ 2-180.

Результаты испытаний в реальных условиях работы ткацких станков показали, что применение разработанной присадки обеспечивает снижение интенсивности изнашивания на 30,1-32,5 % в узлах трения батанного механизма. Микроскопические исследования поверхностей трения зубчатых передач демонстрируют отсутствие следов задиров и абразивного изнашивания деталей.

От предприятия Члены комиссии