The effect of water lubrication with addition of non-ionic and anionic surfactants on the wear of the friction pair with a concentrated contact

• Autorzy: Zając G. , Kuźnar M.

Warianty tytułu

PL

Wpływ smarowania wodą z dodatkiem niejonowych oraz anionowych środków powierzchniowo czynnych na zużycie pary trącej ze stykiem skoncentrowanym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In order to minimize losses caused by friction, various technical solutions are applied. Most frequently, however, they are limited to proper lubrication. Two aspects of the problem have to be taken into consideration nowadays: ecology and an economic approach, which involves a possibility of the creation of the cheapest lubrication compositions. Therefore, new lubricants which have a neutral impact on the environment and are characterised by the lowest production costs and the highest effectiveness in the wear of co-operating elements are researched. The main purpose of this paper is an evaluation of the influence of water-based lubrication with an addition of non-ionic and anionic surface-active substances on the wear of a friction pair with a concentrated contact. Laboratory tests were carried out with the use of a T-02 four-ball wear tester and a digital microscope. A series of measurements were conducted in which a tribological connection was lubricated with water and a mixture of water and non-ionic and anionic surfactants of various mass concentrations in reference to water. The conducted research takes into account criteria connected with the minimization of the production costs of lubricating compositions and the minimization of their influence on the environment with a simultaneous limitation of the wear of the co-operating elements. The results obtained in the research enabled an analysis of the influence of the additions of detergents at various concentrations on water lubricating properties, water surface tension, and the volumetric wear of the analysed samples.

PL

W celu zminimalizowania strat wywołanych zjawiskiem tarcia stosowane są różnego rodzaju rozwiązania techniczne, jednak najczęściej ograniczają się do właściwego smarowania. Obecnie duży nacisk stawiany jest na ekologię. Również bardzo istotny jest aspekt ekonomiczny tego zagadnienia, a więc możliwość tworzenia jak najtańszych kompozycji smarowych. W związku z tym poszukiwane są nowe środki smarne o neutralnym wpływie na środowisko charakteryzujące się możliwie najniższymi kosztami produkcji i efektywnością w zakresie zużycia elementów współpracujących. Głównym celem prezentowanej pracy była ocena wpływu smarowania wodą z dodatkiem niejonowych oraz anionowych środków powierzchniowo czynnych na zużycie pary trącej ze stykiem skoncentrowanym. Badania laboratoryjne przeprowadzone zostały z użyciem m.in. aparatu czterokulowego T-02 oraz mikroskopu cyfrowego. Wykonano serie pomiarów, w których węzeł tribologiczny był smarowany wodą oraz mieszaniną wody z niejonowymi oraz anionowymi środkami powierzchniowo czynnymi o różnym stężeniu wagowym względem wody. Przeprowadzone badania uwzględniają kryteria związane z minimalizacją kosztów pozyskania kompozycji smarowych oraz minimalizacją wpływu na otoczenie przy jednoczesnym ograniczeniu zużycia współpracujących elementów. Uzyskane w badaniach wyniki pozwoliły na przeprowadzenie analizy wpływu dodatku detergentów o różnych stężeniach na właściwości smarne wody, napięcie powierzchniowe wody oraz zużycie objętościowe analizowanych próbek.

Słowa kluczowe

EN

tribological wear; water-based lubricants; non-ionic surfactants; anionic surfactants; wear of a friction pair; four-ball wear tester

PL

zużycie tribologiczne; substancje smarowe na bazie wody; niejonowe surfaktanty; anionowe surfaktanty; zużycie pary trącej; aparat czterokulowy

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 4
• Strony: 115--123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Zając G.

• Cracow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, al. Jana Pawła II 37, 31-864 Kraków, Poland

autor

Kuźnar M.

• Cracow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, al. Jana Pawła II 37, 31-864 Kraków, Poland

Bibliografia

• 1. Zając G.: Badania eksploatacyjne oleju rzepakowego jako oleju silnikowego, Tribologia: Tarcie, Zużycie, Smarowanie, no. 6, pp. 155–163, 2009.
• 2. Skoczek P.: Badania wpływu dodatku detergentu na zużycie węzła tarcia ze stykiem skoncentrowanym, Politechnika Krakowska, Kraków 2015.
• 3. Rogoś E.: Wpływ dodatków AW/EP na właściwości smarne ekologicznych kompozycji smarowych, Tribologia, no. 6, pp. 109–120, 2013.
• 4. Szczypiński-Sala W., Strzępek P.: Własności smarne wybranych kompozycji biopaliw do silników o zapłonie samoczynnym, Czasopismo Techniczne. Mechanika, vol. 105, pp. 143–150, 2008.
• 5. Bocho-Janiszewska A., Wasilewski T.: Rola oksyetylatów alkoholu oleilowego w kształtowaniu właściwości przeciwzatarciowych substancji smarowych na bazie wody, Tribologia: Tarcie, Zużycie, 2011.
• 6. Plaza S., Margielewski L., Celichowski G., Wesołowski R. W., Stanecka R.: Tribological performance of some polyoxyethylene dithiophosphate derivatives water solutions, Wear, vol. 249, no. 12, pp. 1077–1089, 2001.
• 7. Ratoi M., Spikes H. A.: Lubricating properties of aqueous surfactant solutions, Tribology Transactions, vol. 42, no. 3, pp. 479–486, 1999.
• 8. Sułek M.W., Bocho-Janiszewska A.: The effect of ethoxylated esters on the lubricating properties of their aqueous solutions, Tribology Letters, vol. 24, no. 3, pp. 187–194, 2006.
• 9. Sułek M.W., Wasilewski T.: Antiseizure properties of aqueous solutions of compounds forming liquid crystalline structures, Tribology Letters, vol. 18, no. 2, pp. 197–205, 2005.
• 10. Sułek M.W., Wasilewski T.: Influence of critical micelle concentration (CMC) on tribological properties of aqueous solutions of alkyl polyglucosides, Tribology Transactions, vol. 52, no. 1, pp. 12–20, 2008.
• 11. Sułek M.W., Wasilewski T.: Tribological properties of aqueous solutions of alkyl polyglucosides, Wear, vol. 260, no. 1, pp. 193–204, 2006.
• 12. Sułek M.W., Wasilewski T., Zięba M.: Tribological and physical-chemical properties of aqueous solutions of cationic surfactants, Industrial Lubrication and Tribology, vol. 62, no. 5, pp. 279–284, 2010.
• 13. Sułek M.W., Bocho-Janiszewska A., Jedynak R.: Właściwości tribologiczne wodnych roztworów oksyetylenowanych alkoholi laurylowych w różnych układach materiałowych, Tribologia: tarcie, zużycie, smarowanie, no. 4, pp. 267–284, 2005.
• 14. Sułek M.W., Wasilewski T.: Zmiany współczynnika tarcia w funkcji stężenia składnika aktywnego powierzchniowo, w substancjach smarowych na bazie wody, Tribologia, vol. nr 4, pp. 123–137, 2006.
• 15. Wasilewski T., Sułek M.W.: Paraffin oil solutions of the mixture of sorbitan monolaurate-ethoxylated sorbitan monolaurate as lubricants, Wear, vol. 261, no. 2, pp. 230–234, 2006.
• 16. Zieliński R.: Surfaktanty: budowa, właściwości, zastosowania. Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego, 2013.
• 17. Michocka K.: Otrzymywanie i właściwości użytkowe nowych surfaktantów z ugrupowaniem cukrowym. Praca doktorska, Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu, Poznań 2012.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).