Эффект безызносности и его применение - Форум

Изобретения -в жизнь!



[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 1 из 11
Форум » Физические эффекты и их применение » Эффект безызносности » Эффект безызносности и его применение
Эффект безызносности и его применение
defaultNickДата: Четверг, 19.01.2012, 14:53 | Сообщение # 1
Рядовой
Группа: Администраторы
Сообщений: 7
Репутация: 1
Статус: Offline
Доктора технических наук, профессора Д. Н. Гаркунов и И. В. Крагельский (Институт машиноведения) открыли ранее неизвестное явление избирательного переноса при трении - эффект безызносности. Сущность его состоит в следующем: в паре трения сталь–медь, сталь– бронза или сталь–латунь из твердого раствора благодаря разрушению межатомных связей выделяется медь. Выделившаяся чистая медь переносится на поверхность стали в виде слоя толщиной около тысячной доли миллиметра.

Образовавшийся тончайший слой не уносится из зоны контакта, а переходит с одной поверхности трения на другую, что придает узлам трения высокую износостойкость. Известно, что при определенных условиях в узлах трения происходит отрыв мелких частиц с одной поверхности и перенос их на другую. Если каждая оторвавшаяся от поверхности частица не будет уноситься из зоны трения, а будет удерживаться противоположной поверхностью, покрывая ее тончайшим слоем и сообщая ей высокую гладкость, то, когда противоположные поверхности окажутся покрытыми тонким слоем меди, износ прекратится.

Открытие эффекта безызносности знаменует собой исполнение вековечной мечты инженеров: трение есть, а износа нет. При всей технической необычности осуществления явление избирательного атомарного переноса при трении имеет много аналогов в живой природе. Суставы животных и человека ведь тоже, по существу, шарниры и подшипники скольжения, а они не только не изнашиваются, но еще и самозалечиваются.
Авторы открытия впервые заметили эффект безызносности, наблюдая трение бронзы о сталь при спирто-глицериновой смазке. Но не все шарниры можно смазать глицерином. Чем его заменить? Были перепробованы сотни составов. В конце концов оказалось, что нужными качествами обладают многие смазки, лишь бы в них содержались поверхностно-активные вещества с восстановительными свойствами.

В случае, если сталь трется о сталь или о чугун - а в них нет ни грана меди, - Д. Н. Гаркунов и И. В. Крагельский предложили простой способ, позволяющий устранить износ. В одной из деталей высверливается углубление, в которое запрессовывается кусочек бронзы. Из этого кусочка во время работы будет выделяться медь, обволакивая поверхности и тем предохраняя их от износа.
Очень простым и удобным для стальных поверхностей трения оказалось применение смазок, содержащих мелкодисперсный порошок меди. Такие металлоплакированные смазки, разработанные Всесоюзным научно-исследовательским институтом нефтеперерабатывающей промышленности, весьма эффективны. Авторами открытия предложены и другие способы применения явления избирательного переноса.
Научные открытия России
 
defaultNickДата: Четверг, 19.01.2012, 14:55 | Сообщение # 2
Рядовой
Группа: Администраторы
Сообщений: 7
Репутация: 1
Статус: Offline
Открытие эффекта безызносности имеет особое значение благодаря экономической эффективности. Так, повышение износостойкости машин всего в 2-3 раза сулит нашему народному хозяйству 5-6 млрд. руб. экономии в год. А износостойкость может быть повышена даже в большей степени. Используя это открытие, белорусские ученые В. А. Белый и Б. И. Купчинов создали новую пластмассу, в которой в качестве наполнителя выступает закись меди. При трении вследствие механохимических процессов она восстанавливается в чистую медь, покрывающую тонким слоем как пластмассу, так и контртело (сталь). Износ снижается в десятки раз.

Во много раз повысилась долговечность многочисленных ответственных узлов и агрегатов воздушных лайнеров типа ИЛ и ТУ. Ведется разработка безызносных узлов для разных отраслей промышленности. Исключительно эффективным оказалось применение явления избирательного переноса в глобоидных редукторах, выпускаемых заводом "Красная гвардия" в Одессе. Потери на трение в таком редукторе снижаются в 2 раза, и КПД достигает невиданной величины - 0,9. При этом нагрузка редуктора может быть увеличена на 50-60%, причем редуктор может работать без искусственного охлаждения.
Осуществление режима избирательного переноса в подвижных электроконтактах привело к снижению износа электрических коммутаторов при одновременной возможности увеличения плотности пропускаемого электрического тока до 4 А/мм2. При работе в таком режиме слаботочных контактов, изготовленных из сплава золота, на поверхности их трущихся частей образуется тонкая пленка пластичного золота, которая обеспечивает безызносное трение, высокую проводимость и стабильность контакта.

В целях широкого использования описанного открытия и изобретений, сделанных на его принципе, в 1971 г. в Московском Доме научно-технической пропаганды состоялся научно-технический семинар, посвященный избирательному переносу в узлах трения. Его участники обсудили 18 докладов и конкретных рекомендаций по применению открытия в различных областях народного хозяйства. В 1972 г. там же был собран второй такой семинар. В нем приняли участие представители 200 организаций из 40 городов Советского Союза. Было заслушано 38 докладов по изучению и внедрению избирательного переноса в различные отрасли народного хозяйства. Участники семинара, например, узнали, что использование металлоплакирующих (содержащих мелкие частицы меди или иного металла) смазок для узлов ходовой части только одного автомобиля дает экономию до 280 руб. в год (работы кафедры автомобилей Одесского политехнического института). Успешным оказалось применение избирательного переноса в паре винт - гайка у направляющих финишных станков (работа Гомельского завода имени С. М. Кирова), в торцевых уплотнениях и гидропятах нефтяных насосов (работа Уфимского нефтяного института и других организаций).
 
defaultNickДата: Четверг, 19.01.2012, 15:06 | Сообщение # 3
Рядовой
Группа: Администраторы
Сообщений: 7
Репутация: 1
Статус: Offline
На рубеже 60-70-х годов безвестные работяги, разбуривая недра Сибири в поисках нефти и газа, обнаружили явление восстановления резцов бурового инструмента при прохождении определенных пластов и, к счастью, сообщили об этом "наверх". "Верхи" абсолютно правильно засекретили эту информацию, в противном случае технологию ГТМ Россия закупала бы сейчас за огромные деньги.

В феврале 2002 года был запатентован способ формирования покрытия на трущихся поверхностях (патент № 2179370 "Способ формирования покрытия на трущихся поверхностях), патентообладатель Сергачев А.П. [1]) для восстановления изношенных механизмов

ГТМ расшифровывается как Геотрибомодификатор и представляет собой особым способом изготовленную смесь природных веществ (серпентин в виде смеси хризотил-асбеста, офита, антигорита и лизардита; амфибол, пирофиллит; ПАВ) с размером зерна 5-40 мкм. Попадая в пятно контакта ГТМ под воз­действием силы трения (давления) разрушается с выделением тепла (t° около 1000°С) и диффундирует в поверхностный слой металла, меняя его кристаллическую решетку с одновременным упрочнением. По данным терморентгенографических исследований суть процесса заключается в том, что в контактных зонах кристаллизационная вода в составе кристаллогидратов замещается атомами углерода из углеводородного связующего. Продукты трения, находившиеся в масле до внесения ГТМ, служат "наполнителем" на первоначальном этапе образования углеродного алмазоподобного покрытия. В дальнейшем ГТМ выступает катализатором процесса разложения масла и кристаллизации углерода до тех пор, пока не закончится его действие. Заклинивания механизмов не происходит потому, что со временем исчезает непременное условие "работы" ГТМ - температуры, так как пара кристалл-кристалл имеет в 14 раз меньший коэффициент трения, чем пара металл-металл. Ударная прочность покрытия - 50 кг/кв. мм, коэффициент линейного термического расширения равен такому же коэффициенту металла, на котором покрытие образовано. Износостойкость - в 3 раза выше, чем у закаленной стали и в 8 раз незакаленной. Максимальная величина образующегося слоя - 0,7 мм на радиусе.

Испытания ГТМ, проведенные в лаборатории трибологии кафедры износостойкости машин и оборудования и технологии конструкционных материалов РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина в сентябре 2001 года, по отзыву директора центра по разработке прогрессивных технологических процессов изготовления и ремонта оборудования в газовой промышленности, к.т.н. А.Р. Исхакова, показали:

"... Испытания проводились на машине трения СМЦ-2 по схеме "диск- колодка" в масле И-8 (объем ванночки - 200 мл).

Результат:

1. За период приработки пары трения потеря массы ролика составила 0,0002 г., а потеря массы колодки - 0,0160 г;

2. В период установившегося режима трения за 30 мин потеря массы ро­лика составила

О, 0001 г, а колодки - 0,0032 г;

3. После добавки в масло И-8 одного процента порошка ГТМ за 30 мин масса ролика увеличилась на 0,0022, а потеря массы колодки составила всего 0,0004 г;

4. Величина момента сил трения уменьшилась в 14-15 раз по сравнению с периодом установившегося режима трения. ..."


ГТМ-технология
 
defaultNickДата: Пятница, 03.02.2012, 08:51 | Сообщение # 4
Рядовой
Группа: Администраторы
Сообщений: 7
Репутация: 1
Статус: Offline
Применить этот эффект можно на линейных направляющих, которые являются основой практически любого станка. В связи с тем, что линейные направляющие изделие выпускающееся миллионами штук в год. Это принесет колоссальный экономический эффект
 
defaultNickДата: Пятница, 03.02.2012, 08:54 | Сообщение # 5
Рядовой
Группа: Администраторы
Сообщений: 7
Репутация: 1
Статус: Offline
В таком массовом изделии,как шаровая опора этот эффект также может быть применен. В настоящее время шаровая опора автомобиля , наверное, самая массовая деталь, которая подвергается наплавке.
 
defaultNickДата: Пятница, 03.02.2012, 08:57 | Сообщение # 6
Рядовой
Группа: Администраторы
Сообщений: 7
Репутация: 1
Статус: Offline
Большую экономию финансовых ресурсов можно получить используя этот эффект для крановых рельсовых путей.
 
Форум » Физические эффекты и их применение » Эффект безызносности » Эффект безызносности и его применение
Страница 1 из 11
Поиск: