ठोस स्नेहन (सॉलिड लुब्रिकेशन) तकनीक की अनुप्रयोग वास्तविकता, और विकास चरण
वर्तमान में, मशीन घर्षण इकाइयों का विकास और निरंतर सुधार सीधे उनकी परिचालन स्थितियों के कठिन होने से संबंधित है।
आयाम छोटे होते जा रहे हैं जबकि संपर्क दबाव तदनुसार अधिक हो रहा है, भागों की सापेक्ष गति दर बढ़ रही है, सेवा तापमान सीमा क्रायोजेनिक तापमान की दिशा में, या इसके विपरीत अत्यधिक उच्च तापमान की दिशा में व्यापक होती जा रही है।
साथ ही, इंजीनियर ऐसी मशीनें बनाने का प्रयास करते हैं जिन्हें किसी रखरखाव की आवश्यकता न हो। यही कारण है कि घर्षण इकाइयों को बनाते समय तरल स्नेहन सामग्री और ग्रीस का उपयोग करना अब पर्याप्त नहीं रह गया है।
ठोस स्नेहन सामग्री (SLMs) की आवश्यकता उत्पन्न होती है, और इनके विशिष्ट प्रतिनिधि मोलिब्डेनम डाइसल्फाइड, टंगस्टन, ग्रेफाइट, पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन, बोरान नाइट्राइड और कुछ धातुओं के ऑक्साइड हैं। वे बहुत व्यापक परिस्थितियों में काम करने में सक्षम हैं, विशेष रूप से जब तापमान और संपर्क दबाव की बात आती है।
ठोस स्नेहन सामग्री के उपयोग का अगला विकास चरण उन्हें घर्षण सतह में एकीकृत करने के विभिन्न तरीके हैं। ऐसा ही एक तरीका एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स (AFSFCs) है। वे बांधने वाले मैट्रिक्स की एक पतली (15 से 20 µm) मिश्रित परत होती है जिसमें इसकी कोशिकाओं के भीतर SLMs के अत्यधिक छितरे हुए कण मौजूद होते हैं।
Modengy कंपनी (ब्रांस्क शहर, रूस) ने ऐसी कोटिंग्स बनाने के लिए यौगिकों की एक श्रृंखला (16 से अधिक आइटम) तैयार की है, और उन्हें MODENGY ट्रेडमार्क के तहत जारी किया है। इन कोटिंग्स का उपयोग पाइपलाइन फिटिंग घर्षण इकाइयों, आंतरिक दहन इंजन पिस्टन, वेल केसिंग के थ्रेडेड कनेक्शन, और पंप-एंड-कंप्रेसर पाइप, न्यूमेटिक सिलेंडर, निर्माण मशीनरी के स्लाइड बियरिंग्स में बड़े पैमाने पर किया जाता है।
चित्र 1. MODENGY कोटिंग्स के उपयोग के उदाहरण
धातु-से-पॉलिमर घर्षण युग्म में स्नेहन सामग्री का प्रयोगशाला परीक्षण
धातु-से-पॉलिमर जोड़ों में AFSFCs का उपयोग व्यावहारिक रुचि का है। कारों के लिए स्फे्रिकल जॉइंट्स बनाने वाले कई घरेलू विनिर्माण संयंत्रों द्वारा शुरू किए गए, 40X स्टील-टू-पॉलीऑक्सीमेथिलीन (POM) घर्षण युग्म में AFSFCs की दक्षता के शोध Modengy के इंजीनियरिंग सेंटर में आयोजित किए गए थे। जोड़ों की बुशिंग जो एक धातु गोलाकार पिन के साथ युग्म में काम करती हैं, POM से बनी होती हैं।
प्रयोगशाला परीक्षण ASTM G99 मानक के अनुसार विशेष ट्राइबोमीटर पर 'स्फीयर-टू-फ्लैट' योजना पर आयोजित किए गए थे।
चित्र 2. घर्षण मशीन
चित्र 3. परीक्षण के समय घर्षण योजना
चित्र 4. POM से बने गोलाकार काउंटरबॉडी के साथ होल्डर
AFSFCs परीक्षण
MODENGY 1014, MODENGY 1009, MODENGY 1066, और MODENGY PTFE - A20 कोटिंग्स को स्टील डिस्क के रूप में नमूनों पर लगाया गया था।
चित्र 5. जिन नमूनों पर AFSFCs लागू हैं और बिना किसी स्नेहक वाले नमूने के बीच तुलना का ग्राफ। घर्षण गुणांक
चित्र 6. जिन नमूनों पर AFSFCs लागू हैं और बिना किसी स्नेहक वाले नमूने के बीच तुलना का ग्राफ। घर्षण (Wear), µm
ग्रीस परीक्षण
विभिन्न निर्माताओं के ग्रीस के साथ कई प्रयोग, जो अनुशंसित हैं और जिन्हें पारंपरिक रूप से गोलाकार जोड़ों को लुब्रिकेट करने के लिए उपयोग किया जाता है, समान परिस्थितियों में आयोजित किए गए थे।
चित्र 7. ग्रीस लगे नमूनों की तुलना। घर्षण गुणांक
चित्र 8. ग्रीस लगे नमूनों की तुलना। घर्षण (Wear), µm
आयोजित परीक्षण परिणामों के अनुसार, यह निर्धारित किया गया था कि मानक ग्रीस (जिसने पारंपरिक स्नेहन सामग्री के बीच सबसे अच्छे परिणाम दिखाए थे - नमूना 1.1 देखें) के बजाय AFSFCs का उपयोग करने से घर्षण गुणांक को 2.2 गुना तक कम किया जा सकता है, और घिसावट को 8.9 गुना तक कम किया जा सकता है।
AFSFCs और ग्रीस संयोजनों के परीक्षण
प्रयोगशाला परीक्षणों के समापन चरण के एक भाग के रूप में, विभिन्न प्रकार की स्नेहन सामग्रियों के बीच बातचीत की दक्षता पर शोध करने के लिए स्टील डिस्क पर AFSFCs और ग्रीस के विभिन्न संयोजनों को लागू किया गया था।
चित्र 9. कुछ AFSFC + ग्रीस संयोजनों की तुलना। घर्षण गुणांक
चित्र 10. कुछ AFSFC + ग्रीस संयोजनों की तुलना। घर्षण (Wear), µm
इस चरण के एक भाग के रूप में, वे यह निर्धारित करने में सफल रहे कि कुछ विशेष ग्रीस और कोटिंग्स अलग से उपयोग किए जाने की तुलना में एक साथ बेहतर काम करते हैं।
धातु-से-पॉलिमर युग्म के परीक्षण परिणाम
AFSFCs का उपयोग करने से कोटिंग के नाम के आधार पर काउंटरबॉडी की घिसावट 4.4 से 9.4 गुना कम हो जाती है, और घर्षण गुणांक 1.3 से 3.8 गुना कम हो जाता है।
ग्रीस का उपयोग घिसावट को 2.3 गुना तक कम करने में सक्षम बनाता है, और इसके साथ ही घिसावट को 2.0 गुना तक बढ़ा भी सकता है, जबकि उसी समय घर्षण गुणांक 1.3 से 2.0 गुना तक कम हो जाता है।
AFSFC और ग्रीस के इष्टतम संयोजन का चयन करके, काउंटरबॉडी की घिसावट को 15.0 गुना तक कम करना और घर्षण गुणांक को 7.6 गुना तक कम करना संभव है।
घर्षण और घिसावट को कम करने में सबसे अच्छे परिणाम MoS2 और/या PTFE पर आधारित AFSFCs, और 40°C पर 25 से 32 cSt चिपचिपाहट वाले PAO पर आधारित ग्रीस, और PTFE फिलर के साथ या उसके बिना लिथियम साबुन द्वारा प्रदर्शित किए गए थे।
इस शोध के परिणाम पॉलीकॉमट्रिब-2022 (Polykomtrib-2022) अंतर्राष्ट्रीय विज्ञान-तकनीकी सम्मेलन के भाग के रूप में मॉडेंगी (Modengy) के महाप्रबंधक, तकनीकी विज्ञान के उम्मीदवार श्री एम. आई. प्रुडनिकोव द्वारा प्रस्तुत किए गए थे।
अगले चरण के रूप में AFSFCs युक्त कब्जों (hinges) के स्टैंड परीक्षण की योजना है।
अपने उपकरणों पर घर्षण और घिसावट को कम करने के कार्यों को हल करने के लिए मॉडेंगी (Modengy) कंपनी से संपर्क करें।
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