Aim: To select materials to create a binder formulation in which the components most effectively minimize friction in heavy-duty joints. The developed lubricant is expected to extend the service life and reliability of such units compared to existing alternatives.
Methods: A comparative analysis of different combinations of materials that reduce friction in contact friction was performed, along with the selection of effective solutions based on benchmarking against existing analogs.
Results: The study substantiates the composition of a multicomponent colloidal lubricant based on a dispersion medium of 90/10 grade petroleum bitumen (which provides adhesion, hydrophobicity, and anti-friction properties), using highly dispersed silicon dioxide as the dispersed phase (which forms a structural framework and exhibits thermal stability), as well as GS4 grade graphite and molybdenum disulfide (which enhance anti-wear characteristics and increase load-carrying capacity). It is shown that the combination of components produces a synergistic effect, ensuring material performance at temperatures up to 400°C and under high mechanical loads. A methodology for selecting component proportions using mathematical models has been developed. The results provide a scientific foundation for the development of next-generation lubricants that meet modern industrial requirements.
Conclusion: The proposed approach can significantly extend the service life of heavily loaded friction units, reduce energy consumption for mechanism operation, and broaden the effective temperature range of lubricants, while also ensuring the environmental safety of production processes through the use of readily available and safe components.
Цель. Подбор материалов для создания связки, в которой компоненты состава эффективно минимизируют трение в тяжелонагруженных узлах. Разрабатываемый смазочный материал позволит увеличить ресурс и надежность таких узлов по сравнению с существующими аналогами.
Материалы и методы. Сравнительный анализ разных комбинаций материалов, позволяющих снизить трение в контакте. Подбор эффективных решений на основе анализа аналогов.
Результаты. В ходе исследования обоснован состав многокомпонентного коллоидного смазочного материала на основе дисперсионной среды из строительного нефтяного битума марки 90/10 (обеспечивает адгезию, гидрофобность, антифрикционные свойства) с применением в качестве дисперсной фазы высокодисперсного диоксида кремния (формирует структурный каркас, обладает термостабильностью), а также графита марки ГС4 и дисульфида молибдена (усиливают противоизносные характеристики, повышают нагрузочную способность). Показано, что комбинация компонентов позволяет достичь синергетического эффекта, обеспечивающего работоспособность материала при температурах до 400 °C и в условиях высоких механических нагрузок. Разработана методология подбора пропорций компонентов с использованием математических моделей. Результаты исследования формируют научную базу для создания смазочных материалов нового поколения, отвечающих современным требованиям промышленности.
Заключение. Предложенный подход дает возможность существенно увеличить ресурс тяжелонагруженных узлов трения, снизить энергозатраты на функционирование механизмов, а также расширить температурный диапазон эффективной работы смазочных материалов, обеспечив при этом экологическую безопасность производственных процессов за счет использования доступных и безопасных компонентов.