Nghiên cứu khả năng tải tới hạn của dầu bôi trơn trên máy ma sát bốn bi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VĂN VINH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TẢI TỚI HẠN CỦA DẦU BÔI TRƠN TRÊN MÁY MA SÁT BỐN BI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY HÀ NỘI - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VĂN VINH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TẢI TỚI HẠN CỦA DẦU BÔI TRƠN TRÊN MÁY MA SÁT BỐN BI CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã số: CTM11B-74 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn : PGS.TS Phạm Văn Hùng HÀ NỘI - 2013 LỜI CAM ĐOAN -*** - Tôi xin cam đoan luận văn thạc sỹ kỹ thuật “Nghiên cứu khả tải tới hạn dầu bôi trơn máy ma sát bốn bi” cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu sử dụng rõ nguồn trích dẫn mục tài liệu tham khảo Kết nghiên cứu luận văn chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả Nguyễn Văn Vinh Trang LỜI CẢM ƠN -*** Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Phạm Văn Hùng Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, người hướng dẫn giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài đến q trình viết hồn chỉnh Luận văn Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Ban lãnh đạo Viện đào tạo Sau đại học, Viện Cơ khí Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành Luận văn Tác giả chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Lãnh đạo Khoa Cơ Khí Động Lực trường Cao Đẳng Nghề Dầu Khí Vũng Tàu tạo điều kiện giúp đỡ tác giả thực Luận văn Do lực thân nhiều hạn chế nên Luận văn khơng tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận đóng góp ý kiến Thầy, Cô giáo, nhà khoa học bạn đồng nghiệp Tác giả Nguyễn Văn Vinh Trang MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Tính cấp thiết tính thời đề tài Mục tiêu đề tài Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DẦU MỠ BƠI TRƠN VÀ Q TRÌNH HÌNH THÀNH PHÁT TRIỂN CƠNG NGHIỆP DẦU KHÍ VIỆT NAM 11 1.1 Tổng quan dầu mỡ bôi trơn 11 1.1.1 Dầu m ỡ bôi tr ơn 11 1.1.2 Vai trị phân loại bơi tr ơn 12 1.1.3 Vật li ệu bôi t r ơn 14 1.1.4 Sự phát tri ển công ngh ệ bôi tr ơn 18 1.2 Quá trình hình thành phát triển Cơng nghiệp Dầu Khí Việt Nam 21 1.2.1 Tổng quan cơng nghi ệp dầu khí 21 1.2.2 Liên doanh dầu khí Việt – Nga “ Viet sovpetro” 25 1.2.3 Khu Kinh t ế Dung Quất Công ty TNHH M ột Thành Viên Lọc Hóa Dầu Bình Sơn 28 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ CƠ TÍNH CỦA DẦU BƠI TRƠN 45 2.1 Độ nhớt dầu bôi trơn 45 2.1.1 Đị nh ngh ĩa độ nhớt 45 2.1.2 Các ph ương pháp đo độ nhớt 46 2.2 Một số tính chất lý hóa điển hình dầu bơi trơn theo ASTM 51 2.2.1 Độ nhớt - ASTM D 445 51 Trang 2.2.2 Chỉ số độ nhớt – ASTM D 2270 53 2.2.3 Điểm chớp l ửa - ASTM D 92 55 2.2.4 Điểm đông đặc - ASTM D 97 56 2.2.5 Tr ị số kiềm t TBN - ASTM D 2896 57 2.2.6 Hàm l ượng tro sunfat - ASTM D 847 59 2.2.7 Tỷ tr ọng – ASTM D 1298 59 2.2.8 Cặn không t an – ASTM D 893 60 2.2.9 Hàm l ượng kim lo ại – ASTM D4628 61 2.2.10 Hàm l ượng n ước – ASTM D 95 62 2.3 Các phương pháp đánh giá tính chống mịn giới hạn dầu bơi trơn theo ASTM 63 2.3.1 Phương pháp th tính ch ống mịn chị u áp cao 63 2.3.2 Phương pháp th độ ăn mòn t ấm đồng 65 2.3.3 Phương pháp th đặc t ính t ạo b ọt 66 2.3.4 Phương pháp th đặc t ính t ạo nhũ 67 2.3.5 Phương pháp th đặc tính độ bền oxy hóa 68 2.3.6 Phương pháp th đặc t ính ch ống g ỉ 69 CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT KHẢ NĂNG TẢI TỚI HẠN CỦA DẦU BÔI TRƠN TRÊN MÁY BI THEO TIÊU CHUẨN ASTM D4172 71 3.1 Mục đính thí nghiệm thơng số thí nghiệm 71 3.2 Thiết bị thử nghiệm 72 3.2.1 Thi ết b ị th nghi ệm Vi ệt Nam sản xu ất 72 3.2.2 M ột số thi ết b ị đo ma sát bi thử nghi ệm d ầu bơi tr ơn nước ngồi 73 3.3 Trình tự đo 74 3.4 Kết thử nghiệm 74 3.4.1 Kết qu ả t nghi ệm 75 3.4.2 Đồ thị đường kính vết xước 75 3.4.3 Hình ảnh ch ụp vết xước hai loại d ầu t nghi ệm 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 Trang CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ASTM (American Society for Testing and Materials) – Hiệp hội đo lường vật liệu Hoa Kỳ SAE (Society of Automotive Engineers) – Hiệp hội kỹ sư động lực VI (Viscosity Index) – Chỉ số độ nhớt HVI (High Viscosity Index) – Chỉ số độ nhớt cao MVI (Medium Viscosity Index) – Chỉ số độ nhớt trung bình LVI (Low Viscosity Index) – Chỉ số độ nhớt thấp PPM (Parts per million) – Một phần triệu KKT – Khu kinh tế TNHH – Trách nhiệm hữu hạn MTV–Một thành viên EPC (Engineering - Procurement of Goods - Construction) –Thầu trọn gói DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TT Bảng số 1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 2.4 3.1 3.2 Nội dung Đặc tính vật lý hóa học loại dầu khoáng Thành phần dầu động SAE30 SAE40 Bảng đơn vị đo độ nhớt Bảng đơn vị độ nhớt Những thay đổi độ nhớt có khả xảy dầu động trình hoạt động Đánh giá mức độ ăn mòn đồng Tên chi tiết máy Kết đo Trang Trang 15 17 46 50 52 66 73 75 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình vẽ Chương Hình 1: Chủ tịch Hồ Chí Minh chuyến thăm Liên Xơ 23/07/1959 22 Hình 2: Giàn khoan mỏ Đại Hùng thử vỉa 23 Hình 3: Ngọn lửa dầu khí Vietsovpetro 27 Hình 4: Nghiên cứu thiết kế cơng nghệ khai thác dầu mỏ Bạch Hổ 28 Hình 5: Giàn bơm ép vỉa Cụm giàn cơng nghệ trung tâm số mỏ Bạch Hổ 29 Hình 6: Giàn nén khí trung tâm mỏ Bạch Hổ 30 Hình 7: Lắp đặt hồn thiện cơng trình ngồi khơi 31 Hình 8: Lặn khảo sát sửa chữa cơng trình biển 32 Hình 9: Địa vật lý giếng khoan 33 Hình 10: Cảng bốc xếp hàng hóa, vật tư, thiết bị 35 Hình 11: Giàn khoan tự nâng Tam Đảo 02 37 Hình 12: Trụ sở Ban quản lý KKT Dung Quất 39 Hình 13: Trụ sở Cơng ty TNHH MTV Lọc Hóa Dầu Bình Sơn 41 Hình vẽ chương Hình 1: Phân bố vận tốc 45 Hình 2:Nhớt kế mao dẫn 47 Hình 3: Sơ đồ máy đo độ nhớt Couette 48 Hình 4: Sơ đồ máy đo độ nhớt Đĩa phẳng - mặt phẳng 49 Hình 5: Sơ đồ máy đo độ nhớt Đĩa Côn - mặt phẳng 49 Hình 6: Sự thay đổi độ nhớt dầu bôi trơn theo nhiệt độ 53 Hình 7: Máy xác định điểm chớp lửa 56 Hình 8: Máy xác định trị số kiềm tổng 58 Hình 9: Sơ đồ đo mịn ngun lí bi 63 Hình 10: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc đường kính vết xước viên bi vào tải trọng 65 Hình 11: Sơ đồ xác định đặc tính tạo bọt dầu 67 Trang Hình vẽ chương Hình 1: Sơ đồ đo mịn ngun lí bi 71 Hình 2: Sơ đồ động máy ma sát bi BK – BTTH2011 72 Hình 3: Máy ma sát bi 19800-6 hãng Seta-Shell 73 Hình 4: Máy ma sát bi K93100 hãng Koehler 74 Hình 5: Các loại dầu thương mại thử nghiệm 75 Hình 6: Các loại dầu thương mại thử nghiệm 76 Hình 7: Đồ thị đường kính vết xước loại dầu thử nghiệm 76 Trang MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Tiến khoa học kỹ thuật đòi hỏi phải ln bổ sung hồn thiện kiến thức ngành khoa học mới, khoa học ma sát, độ tin cậy tuổi thọ máy.Về việc kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm, đặc biệt cần lưu ý tới kỹ thuật ma sát vấn đề mòn máy.Ý nghĩa to lớn kỹ thuật ma sát kinh tế quốc dân chỗ, phần lớn máy móc bị hư hỏng gãy mà mòn hư hỏng bề mặt ma sát mối liên kết động Phục hồi máy móc phải tổn phí nhiều tiền của, vật tư, hàng chục vạn công nhân phải tham gia vào công việc này, hàng vạn máy móc cơng cụ sử dụng phân xưởng để phục vụ công việc sửa chữa Vì vậy, việc nghiên cứu cơng nghệ bơi trơn để giảm ma sát, giảm cường độ mài mòn, ăn mòn bề mặt vấn đề quan trọng cấp thiết, vật liệu bôi trơn sử dụng rộng rãi dầu bôi trơn Hiện thị trường Việt Nam có nhiều loại dầu bôi trơn hãng khác Trong dầu bơi trơn có nhiều tiêu để đánh giá chất lượng dầu bôi trơn , tiêu đánh giá khả chống mòn dầu nhà sản xuất người sử dụng quan tâm Kiểm tra tính dầu bơi trơn theo tiêu chuẩn Mỹ có phương pháp kiểm tra hữu hiệu khả tải tới hạn dầu bôi trơn máy ma sát bốn bi Nhằm tìm hiểu thêm khả tải tới hạn dầu bôi trơn, với giúp đỡ PGS TS Phạm Văn Hùng, Bộ môn Máy Ma Sát – Viện khí ĐHBK Hà Nội tác giả lựa chọn đề tài :“Nghiên cứu khả tải tới hạn dầu bôi trơn máy ma sát bốn bi ” theo tiêu chuẩn Mỹ Tính cấp thiết tính thời đề tài Ở Việt Nam khơng có loại dầu cung cấp tính dầu định tính chống mòn cặp ma sát khả tải tới hạn theo tiêu chuẩn ASTM Mỹ Do việc nghiên cứu tải tới hạn theo phương pháp Mỹ Việt Nam cấp thiết, phục vụ cho kỹ thuật thương mại Trang tạo bọt dầu bôi trơn) đưa đặc trưng tạo bọt dầu mới, từ dầu chưa bị bẩn Kết thu không tương ứng dầu bị lẫn chất khác nước ẩm, cặn gỉ mịn Vì chất làm tăng khả tạo bọt dầu Nguyên tắc phương pháp thử người ta sục khơng khí vào mẫu dầu nhiệt độ, thời gian định sau đo độ tạo bọt V2, để 10 phút cho bọt xẹp bớt đo độ bền bọt V’2 thể tích ban đầu mẫu dầu V1 Thơng thường người ta xác định đặc tính tạo bọt dầu bôi trơn theo ba giai đoạn: Giai đoạn 1: Xác định độ tạo bọt 240C, giai đoạn 2: Xác định độ tạo bọt 940C giai đoạn 3: Xác định độ tạo bọt 24 0C * Quy trình xác định: Cho 180 ml dầu vào ống đong loại lít, sau ngâm ống đong có dầu vào bể gia nhiệt theo nhiệt độ cho phép, khoảng thời gian định Sau dùng đá khuyếch tán ngâm phút, nối đá khuyếch tán với ống dẫn khí vào điều chỉnh tốc độ khí đến 94 5ml, buộc khơng khí khơ qua đá khuyếch tán phút giây, thời gian tính từ bong bóng rời khỏi viên đá Khi ngừng phút thổi khí ta phải ghi thể tích bọt từ mức dầu đỉnh bọt theo dõi sau phút (hoặc 10 phút kể từ lúc thổi khí) thể tích bọt cịn lại Hình 11: Sơ đồ xác định đặc tính tạo bọt dầu 2.3.4 Phương pháp thử đặc tính tạo nhũ Trong nhiều trường hợp loại dầu bôi trơn thường lẫn nước Sở dĩ có nước lẫn vào dầu nước có khơng khí ngưng tụ hay dầu tiếp xúc với nước trường hợp dầu tuabin nước Trang 67 Nếu lượng nước khơng nhiều khơng hồn tồn tách ra, nhũ tạo thành nước giữ dầu dạng nhũ tương, phần nước tiếp xúc với phận sắt thiết bị bôi trơn làm han gỉ phận Nhũ làm tăng q trình oxi hố dầu bơi trơn giảm khả bôi trơn dầu Phương pháp ASTM D 1410 D2714 cho phép đo khuynh hướng tạo nhũ với nước dầu Phương pháp ASTM D1410 (khả tách nước chất lỏng dầu mỏ tổng hợp) phép đo khả tách nước dầu bôi trơn Mặc dù người ta xây dựng phương pháp cho riêng loại dầu tuabin dùng cho loại dầu bôi trơn khác với độ nhớt khác Phép đo tiến hành sau: đổ vào ống đong hình trụ 40ml mẫu dầu 40 ml nước cất , khuấy mạnh phút 540C, mức độ tách nhũ ghi lại theo thời gian Đối với hầu hết loại dầu đòi hỏi sau 30 phút, lớp nhũ cịn lại cm3 Nếu sau 1h việc tách hồn tồn nhũ khơng xảy ra, phải ghi lại thể tích dầu, thể tích nước thể tích nhũ 2.3.5 Phương pháp thử đặc tính độ bền oxy hóa Oxi hố q trình khơng mong muốn xảy dầu bơi trơn Độ bền oxi hố dầu bôi trơn đặc trưng quan trọng dầu Đặc biệt máy tuabin biến địi hỏi loại dầu dùng lâu mà khơng bi hỏng Sự oxi hố dầu bơi trơn phụ thuộc vào nhiệt độ, lượng oxi chứa dầu hiệu ứng xúc tác kim loại Phương pháp để xác định độ bền oxi hoá hay sử dụng ASTM D943 (đặc tính oxi hố loại dầu khống có chứa chất ức chế), phương pháp áp dụng cho hầu hết loại dầu bôi trơn, đặc biệt loại dầu chứa phụ gia chống oxi hoá Tuy nhiên, phương pháp xây dựng chủ yếu cho dầu tuabin nước nên đặc biệt coi trọng việc xác định độ bền oxi hố dầu bơi trơn có lẫn nước Quy trình thử nghiệm phương pháp sau: Dầu cần thử đựng ống nghiệm có chứa nước cất cuộn dây đồng – sắt làm chất xúc tác Tại đầu ống nghiệm có phận làm lạnh nước để giữ lại thành phần Trang 68 Một dịng oxi có tốc độ quy định sục vào hỗn hợp dầu – nước kể nhiệt độ 95oC số trung hồ 2,0; Theo tiêu chuẩn quy định thời gian thử nghiệm gọi thời gian sống q trình oxi hố Ngồi người ta cịn dùng phương pháp ASTM D2893 (độ bền oxi hố dầu bơi trơn chịu áp): mẫu dầu giữ 95 0C với có mặt khơng khí khơ vịng 312h Sau dầu đem xác định số kết tăng độ nhớt động học 2.3.6 Phương pháp thử đặc tính chống gỉ Trong nhiều trường hợp dầu bơi trơn bị lẫn nước trình sử dụng gây tượng gỉ Phương pháp ASTM D665 (những đặc tính chống gỉ dầu có chất ức chế có mặt nước) dùng rộng rói để đánh giá khả chống gỉ dầu bôi trơn Phương pháp gồm hai phần: Một quy trình (A) sử dụng nước cất quy trình (B) sử dụng nước biển nhân tạo Một mẫu thép thử ngâm hỗn hợp dầu với nước cất hay nước biển nhân tạo Hỗn hợp khuấy liên tục trình thử, thường trình kéo dài 24h Cần lưu ý khó đánh giá thuộc tính chống gỉ dầu bơi trơn Quá trình gỉ sắt trình phản ứng hố học nên xảy khó ngăn chặn chúng, ta chuẩn bị mẫu cho phép thử cần tránh tối đa tiếp xúc mẫu với khơng khí hay ẩm ướt để tránh mẫu vật bị gỉ trước thử nghiệm Ngay tiến hành thử nghiệm cẩn thận, phép thử thường cho kết có tính lặp lại cao Trang 69  Kết luận chương 2: - Độ nhớt dầu bôi trơn tính quan trọng dầu định khả tách ly bề mặt ma sát trình bơi trơn nhằm giảm mịn giảm ma sát Tuy nhiên tiêu chưa đánh giá hết tính dầu điều kiện nhiệt độ làm việc thay đổi Khi ta cần quan tâm đến số nhớt VI thông số đặc trưng khác - Độ nhớt xác định thông dụng theo độ nhớt động học độ nhớt động lực học với công cụ đo tiêu chuẩn hóa Hiện phần lớn tính chất lý hóa dầu bơi trơn xác định theo tiêu chuẩn ASTM - Để đánh giá tính chống mịn giới hạn dầu bơi trơn cần phải xác định monen giới hạn với vết mòn viên bi điều kiện tiêu chuẩn thử nghiệm với máy bi Với phương pháp cho phép đánh giá xác khả chịu tải dầu bên cạnh tiêu độ nhớt, cho phép đánh giá tính hiệu chất phụ gia bổ sung vào dầu độ nhớt cải thiện - Luận văn tập trung vào nghiên cứu phương pháp đo tính chống mịn giới hạn dầu bôi trơn máy ma sát bi theo tiêu chuẩn ASTM D4172 Khảo sát tính chống mịn từ đến loại dầu mỡ thương mại thông dụng thị trường Việt Nam để đánh giá khả tải chúng Trang 70 CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT KHẢ NĂNG TẢI TỚI HẠN CỦA DẦU BÔI TRƠN TRÊN MÁY BI THEO TIÊU CHUẨN ASTM D4172 3.1 Mục đính thí nghiệm thơng số thí nghiệm - Mục đích: Xác định đường kính vết mịn vết xước trung bình viên bi cố định phép thử theo tiêu chuẩn ASTM D4172 Đánh giá khả chống mịn loại dầu bơi trơn thử nghiệm dựa đường kính vết mịn vết xước trung bình viên bi - Thơng số thí nghiệm: Hình 1: Sơ đồ đo khả tải dầu theo nguyên lí bi Bốn viên bi tiếp xúc trượt điều kiện định trước theo tiêu chuẩn ASTM D4172 sau: - Đường kính bi: D = 12,7 mm - Lực tác dụng lên viên bi động: F = 392 N - Tốc độ quay viên bi động là: n = 1200 vòng/phút - Nhiệt độ đo là: to = 75 oC - Thời gian tạo mòn: t = 60 phút Bốn viên bi đặt hộp, cho cho dầu ngập hết phần tiếp xúc viên bi - Dầu thử nghiệm: Trang 71 Ta chọn loại dầu hay dùng thực tế sau có số độ nhớt SAE 50 là: Cartex – havoline Petrolimex – Racer Halotex – Supreme motor oil App – Future Cartrol – GPS 3.2 Thiết bị thử nghiệm 3.2.1Thiết bị thử nghiệm Việt Nam sản xuất Sự dụng máy đo khả tải dầu bi theo tiêu chuẩn ASTM D4172 Phịng thí nghiệm Ma sát bơi trơn – Viện Cơ Khí Đại học Bách Khoa Hà Nội chế tạo có ký hiệu: BK – BTTH2011 có sơ đồ động hình vẽ 3.2 Tính máy hồn tồn phù hợp theo tiêu chuẩn ASTM D4172 với tốc độ quay trục thay đổi từ 750 vịng/phút tới 3000 vịng/phút Tải trọng tác động lên trục từ 200N tới 1000N, đường kính viên bi 12,7mm, nhiệt độ dầu: Từ nhiệt độ mơi trường tới 1000C Hình 2: Sơ đồ động máy ma sát bi BK – BTTH2011 Trang 72 Bảng 3.1 Tên chi tiết máy Tên gọi Stt Vật liệu SL Stt Tên gọi Vật liệu SL Chân đế Thép CT3 01 16 Đầu chứa bi động Thép CT3 01 Êcu 20 Thép CT3 09 17 Êcu 25 Thép CT3 01 Tấm đỡ Thép CT3 01 18 ổ đỡ trục Thép CT3 01 Cánh tay đòn Thép CT3 01 19 Trục Thép CT3 01 Đối trọng Gang xám 01 20 Puli - Thép CT3 01 Thanh ren 20 Thép CT3 01 21 Thân L lắp gối đỡ Thép CT3 01 Bích đỡ Thép CT3 01 22 Thân L Thép CT3 01 Hộp đựng dầu Thép CT3 01 23 Bích lắp động Thép CT3 01 Nắp hộp đựng dầu Thép CT3 01 24 Dây đai Cao xu 01 10 Viên bi 12,7 mm Thép CT3 04 25 Puli – 01 11 Nắp hộp đựng viên bi Thép CT3 01 26 Động 01 12 Vòng đệm viên bi Thép CT3 01 27 Thanh ren Thép CT3 02 13 Thân hộp đựng viên bi Thép CT3 01 28 Nắp ổ đỡ Thép CT3 02 14 Bích hộp đựng viên bi Thép CT3 01 29 Nắp ổ đỡ Thép CT3 02 15 Vòng đệm Thép CT3 01 30 ổ bi đỡ chặn 31 Thanh dẫn hướng 02 Thép CT3 3.2.2Một số thiết bị đo ma sát bi thử nghiệm dầu bôi trơn nước ngồi Thơng số kỹ thuật Speed Range Maximum Load Timing Voltage Power Size (HxWxD) Weight CCCN Code: 720 to 1900rev/min 800kg 0.1s to 9999hr 220/240V, 50 or 60Hz 1.5kW 169 x 82 x 62cm 161kg Tariff 90318098 Hình 3: Máy ma sát bi 19800-6 hãng Seta-Shell Trang 73 Thông số kỹ thuật Drive Motor 1.5 kW Power Test Speeds 1200, 1440, 1760 rpm (adjustable) Maximum 10000 N at 3000 rpm or Axial Load 12000 N at 1800 rpm Test Duration to 9999 Test Ball 12.7mm diameter Hình 4: Máy ma sát bi K93100 hãng Koehler 3.3 Trình tự đo - Dầu cần kiểm tra thuộc tính chống mịn đổ vào cốc dầu có viên bi tiếp xúc đảm bảo ngập dầu vết tiếp xúc - Gia nhiệt cho nhiệt độ dầu ổn dịnh 75oC - Cho trục máy quay tốc độ n = 1200 vịng/phút - Vận hành cho trục máy quay với tải trọng tác dụng lên viên bi 392N - Thời gian thử tính chống mịn 60 phút - Tháo viên bi cố định, đo đường kính trung bình vết mịn vết xước để so sánh diện tích từ xác định thuộc tính dầu bơi trơn thử nghiệm - Trình tự thí nghiệm lặp lại với lần thử cho loại dầu khác 3.4 Kết thử nghiệm Thử nghiệm tiến hành với loại dầu có số độ nhớt SAE 50 theo tiêu chuẩn Mỹ là: Trang 74 1.Cartex – havoline Petrolimex – racer Halotex – supreme motor oil App – Future 5.Cartrol – GPS Hình 5: Các loại dầu thương mại thử nghiệm 3.4.1Kết thử nghiệm Kết thử nghiệm theo bảng 3.2 Bảng 3.2 Kết đo STT Cartex - Petrolimex Halotex - App Loại dầu Havoline -Racer Supreme - Cartrol – Future GPS 0.6 0.65 motor oil D vết xước viên bi (mm) 0.45 0.5 0.4 3.4.2 Đồ thị đường kính vết xước Đồ thị đường kính vết xước viên bi thử nghiệm loại dầu thương mại hình 3.6 Trang 75 Hình 6: Đồ thị đường kính vết xước loại dầu thử nghiệm 3.4.3 Hình ảnh chụp vết xước hai loại dầu thử nghiệm Hình ảnh chụp vết xước hai loại dầu thương mại thông dụng thể hình 3.7 Dầu Castrol Vết xước bi Vết xước bi Dầu Petrolimex Vết xước bi Vết xước bi Hình Hình ảnh chụp vết xước hai loại dầu Castrol Petrolimex Trang 76 Nhận xét: loại dầu thương mại thử nghiệm hãng sản xuất thông dụng thị trường Việt Nam có số SAE 50 Dầu hãng Cartex Halotex có đường kính trung bình nhỏ đường kính trung bình hãng cịn lại Dầu hãng Petrolimex có đường kính vết xước nằm vị trí trung bình Dầu hãng App Cartrol có đường kính vết xước lớn Như sơ nhận xét dầu hãng Halotex có khả chống mịn tốt sau tới hãng Cartex Dầu hãng Petrolimex có khả chống mịn vị trí trung gian Dầu hãng App Cartrol có khả chống mịn thấp dầu hãng Petrolimex Trang 77  Kết luận chương 3: Phương pháp đo tính chống mịn dầu bôi trơn theo tiêu chuẩn ASTM D4172 cho phép đánh giá xác khả tải giới hạn dầu hay tính chống mịn bên cạnh tiêu độ nhớt dầu Trên giới có nhiều thiết bị đo ma sát bi theo tiêu chuẩn ASTM hãng sản xuất thiết bị thí nghiệm tiếng cung cấp Máy đo ma sát bi BK – BTTH2011 cho phép xác định tính chống mịn dầu bơi trơn với độ xác phù hợp điều kiện Việt Nam Nó tạo điều kiện để đánh giá nhanh xác loại dầu bơi trơn thương mại có thị trường nhằm định hướng người tiêu dùng sử dụng dầu mỡ bơi trơn thích hợp với thiết bị Kết khảo sát tính chống mịn loại dầu bơi trơn thương mại thị trường Việt Nam cho thấy tính chống mịn dầu khơng đồng có độ nhớt Điều lý giải hãng sử dụng loại phụ gia chống mòn, phụ gia cải tiến số nhớt… nhằm nâng cao tính dầu, bí hãng sản xuất khác Trang 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Dầu mỡ bơi trơn có vai trị đặc biệt quan trọng việc giảm thiểu ma sát mài mòn tổn hao lượng, ô nhiễm môi trường cặp ma sát Thiết bị Cơng nghiệp có chuyển động Các loại dầu sử dụng kinh tế quốc dân có chủng loại chất lượng đa dạng Do đánh giá xác tính chống mịn dầu bơi trơn đem lại hiệu kinh tế, kỹ thuật to lớn Tính chống mịn dầu bơi trơn thường thể thơng qua độ nhớt động học, động lực học số độ nhớt (VI) Độ nhớt cao khả tải dầu lớn, số VI cao khả ổn định độ nhớt lớn Tuy nhiên độ nhớt cao dẫn đến lưu thơng tính linh động dầu khe hẹp chịu tải ổ bi bị hạn chế, làm giảm khả chống mài mịn chi tiết ma sát dầu bôi trơn Việc đánh giá tính chống mịn hay khả tải tới hạn dầu bôi trơn theo tiêu chuẩn ASTM D4172 cho phép xác định xác tính chống mịn dầu bên cạnh tiêu độ nhớt Điều kiện thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM điều kiện làm việc tới hạn phần lớn thiết bị máy móc với khả chịu tải lâu dài 60 phút, cho thấy tính thực tiển tiêu chuẩn ASTM Kết thử nghiệm loại dầu thương mại thị trường Việt Nam cho thấy khác biệt tính chống mòn, khả tải tới hạn loại dầu bôi trơn chúng tiêu độ nhớt SAE 50 Điều cho thấy cần thiết phải đưa tiêu chuẩn ASTM D4172 vào áp dụng thực tế công nghiệp dân dụng để đánh giá khả bôi trơn sử dụng hiệu loại dầu bôi trơn Kiến nghị: Cần phải tiếp tục thử nghiệm nhiều loại dầu thương mại khác theo tiêu chuẩn ASTM D4172 Mỹ, số lần lặp lại nhiều để đảm bảo độ xác Trang 79 Tiếp tục cải tiến thiết bị thử nghiệm máy ma sát bi BK-BTTH 2011 nhằm nâng cao khả tự động hóa, đồng thời trang bị máy đo vết xước để chủ động việc xử lý kết thí nghiệm Trang 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Anh Tuấn –Phạm Văn Hùng (2007), Ma sát học Nxb Khoa học kỹ thuật [2] Kỹ thuật ma sát biện pháp nâng cao tuổi thọ thiết bị (Gs.TS Nguyễn Tuấn Anh, PGS.TS Nguyễn Văn Thêm) [3] Nguyễn Dỗn Ý, Giáo trình ma sát mịn bơi trơn Tribology, Nxb Khoa học kỹ thuật [4] Giáo trình kỹ thuật đo, dung sai lắp ghép, Nxb Giáo dục [5] Dầu mỡ bôi trơn (GS C KAJDAS) [6] Công nghệ bơi trơn ( TS Nguyễn Xn Tồn) [7] Hallquist, John O.: LS – DYNA Theoretical Manual, Livermore Software Technology Corporation, Livermore, 1998 [7] Phạm Văn Nghệ, Nguyễn Như Huynh, Ma sát gia công áp lực, NXB ĐHQG Hà Nội- 2005 [8] I.V.Kragesky, V V ALISIN, Friction Wear Lubrication,Mir Publisher, Moscow, 1981 [9] J A William, Engineering Tribology, Publisher in United State by Oxford University Press Inc NewYork 1996 [10] I KOXTETXKI, người dịch Nguyễn Hữu Dũng, M a sá t bôi trơn hao mòn má y móc má y móc, Nhà Xuất Khoa học kü thuËt, 1977 [11] http://www.machinerylubrication.com Trang 81 ... Mỹ đánh giá khả tải tới hạn dầu bôi trơn điều kiện chuẩn, để khảo sát khả tải tới hạn từ đến loại dầu bôi trơn thương mại sử dụng Việt Nam máy ma sát bi Phịng thí nghiệm Ma sát bơi trơn – Viện... pháp kiểm tra hữu hiệu khả tải tới hạn dầu bôi trơn máy ma sát bốn bi Nhằm tìm hiểu thêm khả tải tới hạn dầu bôi trơn, với giúp đỡ PGS TS Phạm Văn Hùng, Bộ môn Máy Ma Sát – Viện khí ĐHBK Hà Nội... ma sát hai bề mặt ma sát tiếp xúc tuyệt đối không bôi trơn chất bôi trơn nào, ma sát khô hệ số ma sát cao nhiều so với dạng ma sát khác -Ma sát ướt ma sát hai bề mặt ma sát ngăn cách chất bơi trơn