Please use this identifier to cite or link to this item: http://er.nau.edu.ua/handle/NAU/38226
Title: Chemmotological, tribotechnical and rheological properties of boundary lubricating layers used in evaluation of operation reliability of tribosystems
Other Titles: Хіммотологічні, триботехнічні та реологічні властивості граничних змащувальних шарів при оцінці експлуатаційної надійності трибосистеми
Химмотологические, триботехнические и реологические свойства граничных смазочных слоев при оценке эксплуатационной надежности трибосистемы
Authors: Mikosianchyk, Оksana
Mnatsakanov, Rudolf
Kichata, Nataliia
Keywords: Boundary films of a lubricant
friction coefficient
shear stress
effective viscosity
gradient of shear rate
Issue Date: 2019
Publisher: National Aviation University
Abstract: The processes of physicochemical interaction of еру components of lubricating materials with friction surface layers of metal are analyzed; models that take into account the rheological properties of lubricants that facilitate the discovery of mechanisms for the formation of boundary films of a lubricant in tribotechnical contact are considered. The aim of the studies is to determine the dependence of the kinetics of the coefficient of friction on the lubricating and rheological properties of the boundary films. The regularities of the change in the antifriction properties of the contact from the strength characteristics of the boundary films are determined experimentally. The mechanisms responsible for the increase in the adhesion component of the coefficient of friction when the continuity of the lubricating layer is disturbed or its decrease during melting of the solid-crystalline lubricating layer are considered.
Проаналізовано процеси фізико–хімічної взаємодії компонентів мастильних матеріалів з активованими в процесі тертя поверхневими шарами металу; розглянуто моделі, що враховують реологічні властивості мастильних матеріалів, що сприяють розкриттю механізмів формування граничних плівок мастильного матеріалу в триботехнічному контакті. Метою досліджень було встановлення залежності кінетики зміни коефіцієнта тертя від змащувальних та реологічних властивостей граничних плівок. Експериментально визначено закономірності зміни антифрикційних властивостей контакту від міцністних характеристик граничних плівок. Розглянуто механізми, які призводять до підвищення адгезійної складової коефіцієнта тертя при порушенні суцільності змащувального шару або до її зниження при плавленні твердокристалічного змащувального шару.
Проанализированы процессы физико-химического взаимодействия компонентов смазочных материалов с активированными в процессе трения поверхностными слоями металла; рассмотрены модели, учитывающие реологические свойства смазочных материалов, способствующих раскрытию механизмов формирования граничных пленок смазочного материала в триботехнических контакте. Целью исследований являлось установление зависимости кинетики изменения коэффициента трения от смазочных и реологических свойств граничных пленок. Экспериментально определены закономерности изменения антифрикционных свойств контакта от прочностных характеристик граничных пленок. Рассмотрены механизмы, обусловливающие повышение адгезионной составляющей коэффициента трения при нарушении сплошности смазочного слоя или ее снижение при плавлении твердокристаллического смазочного слоя.
Description: 1. Zaporozhets V.V. Dynamic characteristics of the strength of surface layers and their evaluation / V.V. Zaporozhets // Friction and wear. – 1980. – Vol. 1. – № 4. – P.602–609. 2. Buckley D.H. Surface effects in adhesion, friction, wear, and lubrication / D.H. Buckley // Tribology. – 1981. – Series 5. – P.630. ISBN 9780080875699. 3. Heuberger M. Topographic information from multiple beam interferometry in the surface forces apparatus / M.Heuberger, G.Luengo, J.Israelachvili // Langmuir. – 1997. – Vol.13. – № 14. – P. 3839–3848. 4. Luengo G. Generalized effects in confined fluids: new friction map for boundary lubrication / G. Luengo, J. Israelachvili, S. Granick // Wear. – 1996. – Vol. 200. – № 1–2. – P. 328–335. 5. Analytical description of the structured lubricating layer / E.V. Berezina, V.A. Godlevsky, A.G. Zheleznov, D.S. Fomichev // Liquid crystals and their practical use. – 2014. – No. 1. – P. 74–79. 6. Godlevsky V.A. Features of the lubricating action of aqueous surfactant solutions with blade cutting of hard-to-work materials / V.A. Godlevsky, V.V. Markov // University News. Chemistry and chemical technology. – 2004. – Vol. 47. –No. 9. – P. 120–124. 7. Bowden F. P. Friction and lubrication of solids / F. P. Bowden, D. Tabor. – Oxford. – 1950. – P. 199. 8. Hsu S. M. Boundary lubrication of advanced materials / S. M. Hsu // Mrs Bulletin. – 1991. – Vol. 16. –№ 10. – P. 54–58. 9. Blencoe K. A. The influence of lubricant rheology and surface topography in modelling friction at concentrated contacts, Proceedings of the Institution of MechanicalEngineers Part J / K. A. Blencoe, G. W. Roper, J. Williams // J. Engineering Tribology. – 1998. – Vol. 212. – № J6. – P. 391–400. 10. Klaus E. E. A study of wear chemistry using a micro sample fourball wear test / E. E. Klaus, J. L. Duda, K. K. Chao // STLE Tribology Trans. – 1991. – Vol. 34. –№ 3. – P. 426. 11. Buckley D. H. Surface effects in adhesion, friction, wear, and lubrication / D. H. Buckley // Tribology. 1981. – Series 5. – P. 630. 12. Lyashenko Ya. A. Tribological properties of dry, liquid and boundary friction modes / Ya. A. Lyashenko // Journal of Technical Physics. – 2011. – Vol. 81. – No. 5. – P. 115–121. 13. Hsu S.M. Boundary Lubrication and Boundary Lubricating Films. Ch. 12 / Stephen M. Hsu, Richard S. Gates // Modern Trybology Hendbook. Vol. One. Principles of Tribology / Ed.-in-Chief Bharat Bhushan. – CRC Press, 2000. – 1760p. – P. 484–485. DOI: 10.1201/9780849377877.ch12. 14. Harrison J. A. Simulated tribochemistry – an atomic-scale view of the wear of diamond / J. A. Harrison, D. W. Brenner // J. American Chemical Society. – 1994. – Vol. 116. – № 23. – P. 10399–10402. 15. Briscoe B. J. Microscopic origins of the interface friction of organic films: the potential of vibrational spectroscopy / B. J. Briscoe, P. S. Thomas, D. R. Williams // Wear. – 1992. – Vol. 153. – P. 263. 16. Hsu S. M. A mechano-chemical descriptive model for wear under mixed lubrication conditions / S. M. Hsu, E. E. Klaus, H. S. Cheng // Wear. – 1988. – Vol. 128. – № 3. – P. 307–323. 17. Mechano-chemical model: Reaction temperatures in a concentrated contact / [S. M. Hsu, M. C. Shen, E. E. Klaus et al.]. // Wear. – 1994. – Vol. 175. – № 1–2. – P. 209–218. 18. Israelachvili J. Adhesion forces between surfaces in liquids and condensable vapours / J. Israelachvili // Surface Science Reports. – 1992. – Vol. 14. – № 3. – P. 109–159. 19. Israelachvili J. N. Intermolecular and surface forces, 3-rd ed. / J. N. Israelachvili. – USA: Academic Press, 2011. – P. 674. 20. Zhilnikov E.P. Fundamentals of tribotechnics: Textbook for higher educational institutions / E.P. Zhilnikov, V.N. Samsonov. – Samara: Publishing House of Samara state. aerospace. University, 2012. – P. 136. 21. Ermakov S.F. Tribology of liquid crystal nanomaterials and systems / S.F. Ermakov. – Minsk: Belarus. science, 2011. – P. 380. 22. Zheleznov A.G. Diagnostics of the supramolecular structure of the lubricating layer by the method of polarization tribometry: dis. ... Cand. of Tech. Sciences: 05.02.04 / Zheleznov A.G. – Ivanovo, 2015. – 147 p. 23. Lyashenko Ya. A. Phenomenological theory of the melting of a thin lubricant film between two atomically smooth solid surfaces / Ya. A. Lyashenko, A.V. Khomenko, L.S. Metlov // Journal of Technical Physics. – 2010. – Vol. 80. – No. 8. – P. 120–126. 24. Matskevich D.V. Management of rheological characteristics of engine oils of marine diesel engines / D.V. Matskevich // Problems of technology. – 2013. – No. 2. – P. 8. 25. Sagin S. V. Investigation of the correlation relationship between liquid-crystalline properties of boundary lubricating layers and rheological characteristics of engine oils of marine diesel engines / S.V. Sagin // Ship power plants. – 2014. – No. 33. – P. 67–76. 26. Dykha A.V. Structural-thermodynamic approaches in the mechanisms of boundary lubrication / A.V. Dykha // Problems of Tribology (Problems of Tribology). – 2006. – No. 3. – P. 62–65. 27. Khomenko A.V. Statistical theory of boundary friction of atomically smooth hard surfaces in the presence of a lubricating layer / A.V. Khomenko, Ya. A. Lyashenko // Successes of physical sciences. – 2012. – Vol. 182. – No. 10. – P. 1083–1110. 28. Lyashenko, Ya. A. Phase transition of the first kind between the liquid-like and solid-like structures of a boundary grease / Y.A. Lyashenko // Journal of Technical Physics. – 2012. – Vol. 82. – No. 1. – P. 19–28. 29. Lyashenko, Ya. A. Tribological system in the regime of boundary friction under periodic external action / Y.A. Lyashenko // Journal of Technical Physics. – 2011. – Vol. 81. – No. 6. – P. 125–132. 30. Lyashenko Ya. A. Intermittent mode of melting of a boundary grease with allowance for spatial inhomogeneity / Y.A. Lyashenko // Journal of Technical Physics. – 2014. – Vol. 84. – No. 7. – P. 1–7. 31. Bezborodov Yu. N. Methods of control and diagnostics of operational properties of lubricating oils by the parameters of thermooxidative stability / Yu. N. Bezborodov: Dis. ... Doct. of Tech. Sciences: 05.11.13 / Bezborodov Yu. N. – Krasnoyarsk, 2009. – P. 402. 32. Simulation of Tribosystems and Tribometrology / F. Franek, G. Vorlaufer, W. Edelbauer, S. Bukovnik // Tribology in industry. – 2007. – Vol. 29. – № 1–2. – Р.3–12. 33. Mikosyanchik O.O. / Automated tribotechnical complex for evaluation of lubrication processes in friction pairs / O. O. Mikosianchik, O. I. Zaporozhets, R. G. Mnatsakanov // Problems of tribology. – 2015. – No. 4 (78). – P. 42–48. 34. Friction, wear and lubrication: a reference book. In 2 books. Book. 1 / ed. I.V. Kragelsky, V.V. Alisin. – Moscow: Mechanical Engineering, 1978. – P. 400. 35. Voronin S. V. The research of tribological characteristics of smectic layer of boundary film / S.V. Voronin, V.O. Stefanov // Problems of tribology. – 2014. – № 2 (72). – P. 58–64. 36. Yanzhong W. Wet Friction-Elements Boundary Friction Mechanism and Friction Coefficient Prediction / W. Yanzhong, W. Bin, W Xiangyu // Tribology in Industry. – 2012. – Vol. 34. – № 4. – Р. 198–205. 37. Gurskii B.E. Thermal problem of friction and its development. Part 2. The role of thermal phenomena in the destruction of gears of cylindrical involute gears of real dimensions / B. E. Gursky, A. V. Chichinadze // Friction and wear. – 2007. – No. 4 (28). – P. 418–425. 38. Klamann D.K. Lubricants and related products / D.K. Klamann. – Moscow: Chemistry, 1988. – P. 488. 39. Akhmatov A.S. Molecular physics of boundary friction / A.S. Akhmatov. – Moscow: Fizmatgiz, 1967. – P. 472. 40. Robbins M. O. Critical velocity of stick-slip motion / M. O. Robbins, P. A. Thompson // Science. – 1991. – Vol. 253. – № 5022. – P. 916. 41. Thompson P. A. Origin of stick-slip motion in boundary lubrication / P. A. Thompson, M. O. Robbins // Science. – 1990. – Vol. 250 (4982). – P. 792–794. 42. Lemaître A. Boundary lubrication with a glassy interface / A. Lemaître, J. Carlson // Physical Review. – 2004. – E 69. – P. 061611-1–061611-18.
URI: http://er.nau.edu.ua/handle/NAU/38226
Appears in Collections:Вибрані аспекти забезпечення хіммотологічної надійності техніки

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Mikosianchyk.pdf1.01 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.