Российские ученые попытались решить «вечную проблему трения»

Как свидетельствует научная и промышленная статистика, ежегодные мировые потери от трения и износа составляют затраты, сопоставимые с внутренним валовым продуктом промышленно развитых стран [1,2]. Дополнительно трение и износ — основные причины преждевременного снятия оборудования и инструмента с эксплуатации, включая крупные техногенные аварии с большим количеством человеческих жертв и увечий (например, авария на Саяно-Шушенской ГЭС) [3.

Специалисты МГТУ им. Н.Э. Баумана, А.О. «ДМЗ» и МОО «АПК» с применением алгоритмических процедур «искусственного технологического интеллекта» и фундаментального направления «трибология на основе самоорганизации» системно синтезировали природоподобные способы интенсификации «эффекта Ребиндера» при эксплуатации узлов трения и механической обработки металлов [1, 4, 5]. Эти принципиально новые научные направления и решения «вечных проблем трения и износа» базируются на фундаментальных научных открытиях выдающегося российского ученого профессора Дмитрия Николаевича Гаркунова (24.11.1919-28.05.2021 г.): «эффект безызносности при трении» и «водородный износ металлов» (дипломы на научные открытия СССР №№ 41, 378, патент РФ на изобретение открытого доступа № 2277579).

В частности, супер-интенсификация «эффекта Ребиндера» и непрерывное образование в очаге деформации («третьем теле») мощной защитной («сервовитной») пленки осуществляется за счет совместного использования регулярной микрогеометрии — регулярного микрорельефа (РМР) поверхности контактирующих тел и различных технологий применения штатных смазочных материалов с добавкой многофункциональной металлоплакирующей присадки под торговой маркой «ВАЛЕНА» (выпускается ООО «МОТОР-ЛАЙФ», г. Санкт-Петербург). Она реализует «эффект безызносности при трении» и защиту от опасного вида «водородного износа металлов»(рис. 1, 2).

Рис.1 Деформирующий элемент для дорнования отверстий по патенту РФ №2560477 с РМР поверхности и износостойким покрытием.

Рис.2 Деформирующая фильера с РМР поверхности рабочего канала, полностью покрытая «сервовитной плёнкой» после волочения в среде металлоплакирующей смазки.

Как показали выполненные лабораторные исследования и промышленное внедрение, это позволяет достичь следующих технико-экономических показателей: снижение энергопотребления при пластическом контакте до 72%; повышение долговечности ответственных узлов трения гражданской техники и вооружения до 2-х раз; снижение вредных автомобильных выхлопов в атмосферу («углеродная проблема») до 5-и раз; повышение коэффициента полезного действия до 80%; снижение саморазогрева штатной смазки до 35%; снижение расхода горюче-смазочных материалов до 23% (масел до 35%); безразборное восстановление узлов трения за счет непрерывного образования в контакте защитной пленки толщиной до 2 мкм.[6-9].

Выполненные разработки защищены патентами РФ на изобретения №№ 2063861, 2261781, 2475348, 2560475, 2560477, 2593062, 2647057, 2380201 и др., а также удостоены следующих наград: Премия Правительства РФ в области науки и техники; Премия Президента РФ в области образования; Золотая медаль Международного Совета по трибологии, учрежденная Королевой Великобритании Елизаветой Второй. В настоящее время данные триботехнологии в виде присадки «ВАЛЕНА» активно поставляются в страны Евросоюза и в перспективе позволят решить «вечную проблему трения и износа» в экономике и экологии РФ, обладающей крайне изношенными основными фондами и входящей в период широкой полосы техногенных аварий и катастроф [10].

Дополнительно применительно к механической обработке металлов выявлено новое феноменальное явление — существенное увеличение энергосилового эффекта с ростом степени деформации обрабатываемой заготовки детали. Это объясняется тем, что при регуляризации микрогеометрии поверхности обрабатываемой заготовки в ней формируются развитые дислокационные структуры, существенно ускоряющие химические реакции с поверхностно-активными компонентами штатных смазочных материалов с оптимальным содержанием многофункциональной инновационной присадки “ВАЛЕНА”.

Кострюков А.А., Щедрин А.В., Чихачёва Н.Ю.

1МГТУ им. Н.Э. Баумана

2 АО «Демиховский машиностроительный завод»

3 МОО «Академия проблем качества»

Список используемой литературы:

[1] Гаркунов Д.Н., Мельников Э.Л., Бабель В.Г., Щедрин А.В., Чихачёва Н.Ю. и др. Трибология на основе самоорганизации. Германия:LAMBERT.2015. 245 с.

[2] Гаркунов Д.Н. Научные открытия в триботехнике. Эффект безызносности при трении. Водородный износ металлов. Перевод с англ. Изд-во РГАУ-МСХА им. К.А . Тимирязева. 2007. 384 с.

[3] Гаркунов Д.Н., Корник П.И. Виды трения и износа. Эксплуатационные повреждения деталей машин. Изд-во МСХА. 2003. 344 с.

[4] Щедрин А.В., Кострюков А.А., Чихачёва Н.Ю. Искусственный технологический интеллект как идеологическая основа всеобщей системы методов обработки материалов// Упрочняющие технологии и покрытия. 2015. № 6. С. 20-26.

[5] Трибологическая концепция системного анализа-синтеза методов деформирующей — режущей обработки// А.В. Щедрин и др.// Техника машиностроения. 2001. № 4(32). С. 53-59.

[6] Новое научное открытие в трибологии на основе самоорганизации/ А.В. Щедрин и др.// Ремонт, восстановление, модернизация. 2019. № 6. С.18-25.

[7] Влияние состава металлоплакирующей смазки и технологии её применения на контактные характеристики методов комбинированного дорнования отверстий/ А.В. Щедрин и др.// Упрочняющие технологии и покрытия. 2020. Т.16. №11. С.504-510.

[8] Совершенствование охватывающего поверхностного пластического деформирования заготовок из алюминиевых сплавов/ А.А. Кострюков и др.// Упрочняющие

технологии и покрытия. 2018. Т. 14. № 7. С.291-296.

[9] Применение триботехнологий на основе самоорганизации для системного совершенствования методов комбинированного дорнования отверстий/ А.В. Щедрин и др. // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2021. Т.22. № 4. С. 181-188.

[10] Применение триботехнологий на основе самоорганизации для системного совершенствования процессов холодного пластического деформирования/ А.А. Кострюков и др.// Упрочняющие технологии и покрытия. 2017.

12.01.2022