«Повышение износостойкости тяжелонагруженных трибосистем комбинированным методом модифицирования поверхности трения»

Объект исследования – один из самых тяжелонагруженных узлов трения подвижного состава – «пятник – подпятник» грузового вагона. Цель исследования – повышение износостойкости тяжелонагруженных трибосистем на основе комплексного подхода, включающего в себя модификацию контактных поверхностей трибосопряжения и синтез присадок к пластичным смазочным материалам. Методы исследования базируются на изучении свойств, состава, строения поверхностных модифицированных слоев трибосопряжений, а именно: исследование механических свойств материалов на основе непрерывного индентирования, рентгеновской фотоэлектронной и оже-электронной спектроскопии, оптической микроскопии для определения морфологии, микрорельефа и анализа поверхности трения, применены численные методы расчета, базирующиеся на основных законах физической химии, современное лицензионное программное обеспечение ADF (Amsterdam Density Functional), модульный комплекс NanoTest 600; установка SPECS; муфельная печь «СНОЛ 3/11-В; планетарная мельница PULVERISETTE 6, машина трения СМТ-1, стенд для испытаний трибоспряжения «пятник-подпятник», разработанная многофункциональная машина трения (патент RU 2624992). Теоретические результаты: на основе квантово-химических расчетов энергии установлен механизм упрочнения модифицированной поверхности с атомами вольфрама и углерода и железа с железом, проведена оценка связи поверхности трения с фрагментами молекул присадок CaZn(PO_3 )_4 и NiZn(PO_3 )_4 показана эффективность присадок двойных метафосфатов к пластичным смазкам в повышении изнсосостойкости трибосопряжения за счет высокой степени полимеризации и структурного встраивания полимерных молекул в рельеф поверхности трибоконтакта. Практическая ценность и внедрение: предложена технология комбинированного метода повышения износостойкости трибосистем. Определены параметры обработки поверхности методом ЭИЛ и обоснован выбор материалов и сред при получении «микрорезервуаров», исключающих пленочное голодание пластичных смазочных материалов. Разработана технология получения пластичных смазочных материалов с присадками двойных полифосфатов. Исследования завершены лабораторной, стендовой и эксплуатационной проверкой разработанных присадок и внедрением их в реальный узел подвижного состава «пятник – подпятник». Проведены эксплуатационные испытания в компании ОАО «РЖД» в вагонном ремонтном депо Татарская ВЧДР-4 Западно-Сибирской дирекции по ремонту пути и ВЧДр, Батайск АО «ВРК–1» филиал Северо-Кавказской железной дороге показали, что износ опорной поверхности пятника уменьшился в 1,5 раза.