СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ

Изобретение относится к технологии контроля качества смазочных масел при их применении и совместимости с материалами деталей машин.

Известен способ определения качества моторных масел, при котором испытывают смазанную пару трения, берут пробы работающего масла, регистрируют оптическую плотность, определяют площадь пятен износа на поверхности трения и по соотношению оптической плотности к площади пятна износа определяют качество масел (Авторское свидетельство СССР №1165939, дата приоритета 06.01.1984, дата публикации 07.07.1985, авторы Ковальский Б.И. и Сорокин Г.М., RU).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения качества смазочных масел, при котором пробу масла нагревают при постоянной температуре с перемешиванием постоянной массы, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла, определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока, испытывают на противоизносные свойства, определяют диаметр пятна износа и коэффициент противоизносных свойств по формуле П=К_п/U, где К_п - коэффициент поглощения светового потока; U - диаметр пятна износа, мм; затем строят графическую зависимость коэффициента противоизносных свойств П от коэффициента поглощения светового потока и по тангенсу угла наклона зависимости к оси абсцисс определяют качество смазочных масел (Патент РФ №2454654, дата приоритета 25.02.2011, дата публикации 27.02.2012, авторы Ковальский Б.И. и др., RU, прототип).

Недостатками известных аналога и прототипа являются низкая их информативность и ограниченное применение по определению качества смазочных масел из-за отсутствия данных с их совместимостью с материалами пар трения.

Задачей изобретения является повышение информативности по определению качества смазочных масел за счет получения данных об их совместимости с материалами пар трения.

Для решения поставленной задачи в способе определения качества смазочных масел, заключающемся в том, что пробу масла постоянной массы нагревают при постоянной температуре с перемешиванием, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла, в каждой из которых определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока окисленного масла и испытывают его на противоизносные свойства, при этом определяют диаметр пятна износа и коэффициент противоизносных свойств П, равный K_п/U, где К_п - коэффициент поглощения светового потока, a U - диаметр пятна износа в мм, строят линейную графическую зависимость коэффициента противоизносных свойств П от коэффициента поглощения светового потока К_п, которую используют для определения противоизносных свойств смазочных масел, согласно изобретению, в способе дополнительно определяют влияние стали на качество смазочных масел, при этом дополнительно нагревают пробу масла постоянной массы со стальным элементом при постоянной температуре с перемешиванием, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла и проводят упомянутый цикл испытаний, строят линейные графические зависимости коэффициентов противоизносных свойств от коэффициентов поглощения светового потока для масел, испытанных без стали и со сталью, по которым определяют скорость изменения коэффициента противоизносных свойств путем определения соотношения П/К_п, а влияние стали на качество смазочных масел оценивают по значению коэффициента влияния стали К_вс, определяемому по формуле: К_вс=(V_п-V_пс)/V_п×100%, где V_п и V_пс - соответственно скорости изменения коэффициента противоизносных свойств масел, испытанных без стали и со сталью.

На чертеже представлены зависимости коэффициента противоизносных свойств от коэффициента поглощения светового потока, полученные на примерах моторных масел: а) - минерального Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC; б) - частично синтетического Mobil Super 10W-40 SJ/CF; в) - синтетического Visco 5000 5W-40 SJ/CF, - испытанных без стали (1) и со сталью ШХ15 (2).

Способ осуществляется следующим образом.

Испытанию подвергались моторные масла различной базовой основы: минеральное - Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC; частично синтетическое - Mobil Super 10W-40 SJ/CF и синтетическое - Visco 5000 5W-40 SJ/CF. В качестве примера стального образца выбрана верхняя обойма подшипника №203 диаметром 47 мм, изготовленная из стали ШХ15. Пробы масел испытывались порознь без стали и со сталью. Масса пробы масла составляла 100±0,1 г. Пробы термостатировались при постоянной температуре, например 180°C, с перемешиванием стеклянной мешалкой в стеклянном стакане с частотой вращения 300±2 об/мин. Через каждые 8 часов испытания отбирают часть пробы окисленного масла для прямого фотометрирования и определения коэффициента поглощения светового потока К_п, а также испытывают часть пробы на трехшариковой машине трения со схемой «шар-цилиндр». Параметры трения скольжения выбраны постоянными: нагрузка - 13 Н; скорость скольжения - 0,68 м/с; температура испытуемого масла в объеме - 80°C; время испытания - 2 часа.

После двух часов испытания измеряют диаметры пятен износа на трех шарах и определяют среднеарифметическое значение. По мере отбора проб в стеклянный стакан доливают товарное масло до первоначальной массы (100±0,1 г) и продолжают испытание по тому же способу, и замеряют те же параметры. Испытание проб масел со сталью и без стали продолжают до значения коэффициента поглощения светового потока 0,7-0.8 ед. Фотометрирование окисленных масел без стали и со сталью проводят при толщине фотометрируемого слоя 2 мм.

По полученным результатам определяют коэффициент противоизносных свойств П, учитывающий износ и концентрацию продуктов окисления при термостатировании масел без стали и со сталью, по соответствующим формулам:

П=K_п/U и Пс=K_пс/U_c, где К_п и К_пс - коэффициенты поглощения светового потока термостатированных масел соответственно без стали и со сталью;

U и U_c - соответственно среднеарифметические значения диаметров пятен износа, мм.

Далее строят линейные графические зависимости коэффициента противоизносных свойств П от коэффициента поглощения светового потока Кп для масел различной базовой основы, испытанных без стали и со сталью (фиг.а, б, в). Из полученных зависимостей определяют скорость изменения коэффициента противоизносных свойств (V_п) путем определения соотношения П/К_п.

Затем определяют коэффициент влияния стали К_вс на качество смазочного материала по формуле:

K_вс=(V_п-V_пс)/V_п×100%,

где V_п и V_пс - соответственно скорости изменения коэффициента противоизносных свойств масел, испытанных без стали и со сталью ШХ15.

Результаты испытаний моторных масел приведены в следующей таблице.

Из таблицы видно, что коэффициент влияния стали на качество масел составил: для минерального Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC - 10,7%; для частично синтетического Mobil Super 10W-40 SJ/CF - 19,2%; для синтетического Visco 5000 5W-40 SJ/CF - 41,2%.

Из таблицы также видно, что сталь ШХ15 понижает качество моторных масел независимо от базовой основы и совместима с минеральным маслом Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC и с частично синтетическим Mobil Super 10W-40 SJ/CF.

Использование изобретения позволяет определить количественные показатели влияния сталей на качество смазочных масел (противоизносные свойства), создать банк данных по влиянию различных конструкционных сталей на масла различной базовой основы и обоснованно выбирать те смазочные материалы, которые совместимы со сталями.