Определение коэффициента трения пары «Алюминий Д16 – твердый сплав Т15К6» с применением смазочно-охлаждающих жидкостей марок СП-3, СП-6 и WD-6

 

DETERMINATION OF COEFFICIENT OF FRICTION VAPOURS «D16 ALUMINIUM – THE SOLID ALLOY OF T15K6» WITH APPLICATION OF LUBRICANT COOLING FLUIDS OF THE SP-3, SP-6 AND WD-6 BRANDS

 

Кисель А.Г., Ражковский А.А. (ОмГУПС, г. Омск, РФ),

Реченко Д.С., Титов Ю.В. (ОмГТУ, г. Омск, РФ),

Шнуров Ю.В. (ЗАО НПО «Промэкология», г. Омск, РФ)

 

Kisel A.G., Razhkovsky A.A. (Omsk State Transport University),

Rechenko D. S., Titov Y.V. (Omsk State Technical University),

Shnurov Y. V. (JSC SPA Promekologiya, Omsk)

 

Одним из основных свойств смазочно-охлаждающих жидкостей, применяемых в металлообработке, является смазывающее действие. В данной статье представлены результаты исследований смазывающего действия водоэмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей на примере трех различных марок.

 

One of the main properties of the lubricant cooling fluids applied in metal working is greasing action. Results of probes of greasing properties of water emulsion lubricant cooling fluids are presented in this article on the example of three various brands.

 

Ключевые слова: коэффициент трения, алюминий, твердый сплав, смазочно-охлаждающая жидкость, машина трения

 

Keywords: friction coefficient, aluminum, solid alloy, lubricant cooling fluid, friction machine

 

При обработке металлов резанием смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) выполняют функции смазочного вещества, облегчают процесс деформирования металла, улучшают качество обрабатываемой поверхности, охлаждают деталь и инструмент, повышая его износостойкость, смывают стружку, металлическую пыль, скапливающиеся у режущей кромки инструмента. Кроме того, СОЖ образуют на поверхностях деталей и станков пленки, защищающие металл от коррозии [1].

Смазывающие свойства СОЖ оценивают как на металлорежущих станках при резании металлов, так и на машинах трения. При обработке металлов резанием смазывающие свойства СОЖ оценивают по следующим параметрам: по составляющим силы и мощности резания, по коэффициентам трения на передней и задней поверхности инструмента, по величине износа инструмента, наличию нароста и налипов. На результаты испытаний СОЖ при лезвийной обработке влияют моющие, охлаждающие, диспергирующие свойства СОЖ [2].

При определении смазывающих свойств СОЖ на машинах трения другие их свойства оказывают минимальное влияние на результаты испытаний. Такие машины позволяют определить показатели, характеризующие как противозадирные, так и противоизносные и антифрикционные свойства СОЖ. Для испытаний на машинах трения требуется небольшое количество СОЖ, что крайне важно при разработке новых составов.

Известно, что коэффициент трения пары «алюминий – твердый сплав» находится в пределах 0,25 – 0,35 [3]. С целью определения влияния СОЖ на коэффициент трения при токарной обработке проводились испытания на машине трения ИИ 5018 по схеме «колодка-ролик». Колодка изготовлена из твердого сплава Т15К6 (материал резца), ролик – из алюминиевого сплава Д16 (заготовка). Для проведения экспериментов применялась испытательная камера для работы в жидких средах.

Испытания проводились следующим образом. Ролик устанавливался на вал и вводился в контакт с колодкой. Камера закрывалась крышкой и заполнялась испытываемой СОЖ. Затем включалось вращение ролика с частотой n=500 об/мин и посредством механизма нагружения плавно прикладывалась нагрузка на колодку до достижения ее силы Р=400 Н. Режимы, при которых проводились исследования, соответствуют режимам обработки алюминиевого сплава Д16.

После этого определялись максимальное и минимальное значения момента трения, так как его значения колеблются в пределах определенного интервала. По имеющимся данным рассчитывался коэффициент трения по формуле:

,                                                      (1)

где  М – момент трения, Н·м; Р – прикладываемая нагрузка, Н; D – диаметр ролика, мм.

Перед каждым экспериментом образцы и испытательная камера очищались этиловым спиртом, ГОСТ 18300-87. Для оценки смазывающих свойств применялись 8% водные растворы СОЖ марок СП-3, СП-6, WD-6. Полученные моменты трения вносились в протокол испытаний, и рассчитывались коэффициенты трения (таблица 1).

 

Таблица 1 – Результаты исследований коэффициента трения

Марка СОЖ

Коэффициент трения

СП-3

0,104 – 0,091

СП-6

0,078 – 0,052

WD-6

0,078 – 0,065

 

Таким образом, из исследованных СОЖ наилучшие смазочные свойства обеспечивает применение марки СП-6, так как она позволяет получить наименьший средний коэффициент трения – 0,065. Однако, интервал значений коэффициента трения с применением данной марки СОЖ шире, чем при применении марки WD-6, что свидетельствует о большей стабильности работы последней.

Данный метод проведения исследований позволяет определить смазывающие свойства СОЖ и рекомендовать применение конкретной марки СОЖ при обработке материала, применяемого при испытаниях. Эффективной считается СОЖ, применение которой обеспечивает наименьший коэффициент трения.

 

Список использованных источников

1. Итинская, Н. И. Топливо, масла и технические жидкости: Справочник. / Н. И. Итинская, Н. А. Кузнецов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1989. – 304 с.

2. Энгелис, С. Г. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: справочник / С. Г. Энгелис, Э. М. Берлинер. – М.: Машиностроение, 1995. – 496 с.

3. Крагельский, И. В. Коэффициенты трения: справ. пособие / И. В. Крагельский, И. Э. Виноградова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машгиз, 1962. – 220 c.