Процесс изнашивания при низкой температуре весьма сложен и изменяется в зависимости от условий взаимодействия поверхностей, а также от физико-механических свойств. До настоящего времени не установлено количественной связи между температурой и интенсивностью изнашивания. Более того, среди исследователей нет единого мнения о том, увеличивается или уменьшается интенсивность изнашивания при понижении температуры. Большинство ученых все же считает, что с понижением температуры интенсивность изнашивания увеличивается [1].

Все без исключения исследователи подтверждают тот факт, что интенсивность изнашивания большинства элементов машин в условиях низких температур выше, чем в некотором диапазоне положительных температур [2].

Низкие температуры воздуха вызывают многократное увеличение вязкости смазочных материалов и технических жидкостей. Так, рабочая низкотемпературная жидкость ПГ-271 при температуре 50^оС имеет вязкость 4×10^-6 м²/с, а при температуре -50 ^оС – 3×10^-4 м²/с [3]. Такое увеличение вязкости смазочных материалов снижает их жидкотекучесть, в результате чего поступление смазочных материалов к узлам трения затрудняется или может полностью прекратиться. Под действием низких температур влага, содержащаяся в смазочных материалах, кристаллизуется, что вместе с изменением свойств самих материалов снижает их смазывающие свойства (например, снижается свойство прилипаемости масла к металлическим поверхностям) и, тем самым, провоцирует возникновение сухого или полусухого режима трения и, как результата, повышения интенсивности изнашивания.

У технических жидкостей, используемых в гидравлических и тормозных системах машин, с повышением температуры снижается вязкость, возрастают утечки жидкости из гидросистемы, что ухудшает смазываемость поверхностей трения и увеличивает износ деталей гидравлических двигателей, цилиндров и аппаратуры.

Однако, основной причиной повышения интенсивности изнашивания, следует считать ухудшение условий трения – проникновения абразивных частиц в зону контакта деталей гидрооборудования, ослабление защитных свойств смазки, изменение зазоров сопряжения, обусловленных изменением температуры рабочей жидкости гидросистемы.

Применительно к гидрофицированным машинам установлено, что по причине преждевременного изнашивания выходит из строя 90% деталей, а по причине потери прочности – 10% деталей [4].

Наличие механических примесей в рабочей жидкости приводит к абразивному изнашиванию, которое является практически единственным видом изнашивания металлических и полимерных деталей гидрооборудования. Интенсивность изнашивания пропорциональна количеству и размерам механических примесей. Исследованиями установлено, что увеличение загрязненности в четыре раза снижает долговечность гидрооборудования в два раза. Отсутствие или недостаточная эффективность фильтра сокращает срок службы насосов в 10…12 раз [5]. Все отечественные и зарубежные исследователи, занимавшиеся в разное время изучением процесса изнашивания и надежности машин, считают, что главным фактором, увеличивающим износ и снижающим надежность машин с гидравлическим приводом, является загрязненность рабочих жидкостей [6,7].

Температура (вязкость) рабочей жидкости оказывает существенное влияние на интенсивность абразивного изнашивания металлических деталей гидрооборудования. При низких температурах часть потока жидкостей проходит через переливной клапан фильтра, не фильтруясь. Кроме того, в более вязкой жидкости абразивные частицы легче удерживаются во взвешенном состоянии и транспортируются по гидросистеме.

Интенсивность изнашивания деталей существенно зависит от температуры, причем температуры ниже 0^оС оказывают на изнашивание наибольшее влияние. Например, при изменении температуры от +20 до –30^оС износ манжетных уплотнений увеличивается в 5,5 раза, а колец круглого поперечного сечения – в 5,2 раза. Изменение температуры от +20 до +80^оС вызывает значительно меньший износ: манжетное уплотнение – в 1,5 раза, кольца круглого поперечного сечения – в 1,4 раза [5].

На изнашивание металлических деталей температура жидкости также оказывает большое влияние. При изменении температуры от +20 до –30^оС износ увеличивается в 1,25 раза, при изменении температуры от +20 до +80^оС – в 1,2 раза [5]. Повышение износа металлических деталей при отрицательных и положительных температурах обусловлено ухудшением условий взаимодействия поверхностей трения, которые, не влияя на характер изнашивания, увеличивают его интенсивность.

При температурах от +10 до +50^оС наблюдается участок наименьшего износа деталей. В этом интервале температуры поверхности трения наиболее полно разделяются слоем рабочей жидкости.

Уменьшить интенсивность абразивного изнашивания, снизить силы трения в зоне контакта деталей гидрооборудования можно за счет применения более совершенных конструкций фильтроэлементов, строгого выполнения технико-эксплуатационных требований и оптимизацией температуры рабочей жидкости.

1. Rylyakin E. G., Kostina V. I. Research of hydrounits details wear resistance // Contemporary Engineering Sciences. – 2015. – Vol. 8, no. 11. – P. 477-480.
2. Крамаренко, Г.В. Безгаражное хранение автомобилей при низких температурах / Г.В. Крамаренко, В.А. Николаев, А.И. Шаталов. – М.: Транспорт, 1984. – 136 с.
3. Кох, П.И. Климат и надежность машин / П.И. Кох. – М.: Машиностроение, 1981. – 175 с.
4. Рылякин, Е.Г. Снижение энергозатрат на трение в ресурсоопределяющих сопряжениях гидропривода мобильных машин [Текст] / Е.Г. Рылякин, И.Н. Семов // Труды Кубанского государственного аграрного университета. – 2014. – 4(49). – 159-162.
5. Каверзин, С.В. Обеспечение работоспособности гидравлического привода при низких температурах: моногр. [Текст] / С.В. Каверзин, В.П. Лебедев, Е.А. Сорокин. – Красноярск, 1997. – 240 с.
6. Рылякин, Е.Г. Влияние воды на свойства гидравлических рабочих жидкостей [Текст] / Е.Г. Рылякин // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. – 2014. – № 2 (10). – C. 195-198.
7. Исследование изнашивания прецизионных деталей дизельной топливной аппаратуры [Текст] / А.В. Новичков, Е.В.Новиков, Е.Г. Рылякин, А.В. Лахно, П.И. Аношкин // Международный научный журнал. – 2014. – № 3. – С. 108-111.

Все статьи автора «Рылякин Евгений Геннадьевич»