ANALYSIS OF TRIBOLOGICAL NANOMATERIALS FOR IMPROVE WEAR RESISTANCE AND DURABILITY OF MECHANICAL CONTACT SURFACES OF MACHINE PARTS AND MECHANISMS BASED ON AN ONTOLOGICAL DECISION SUPPORT SYSTEM
Abstract
The object of research is tribological nanomaterials (TrNMs), which are used to improve the qualities of the mechanical contacting surfaces of mechanical components. The goal is to create Decision Support Systems (DSS) based on the ontological system when choosing the TrNM. It was carried out an analysis of existing studies and publications as to the use of TrNM, which are available on the market of Ukraine and European countries. The analysis showed that TrNMs are classified according to the friction surfaces main features and their purpose. It has been determined that the use of TrNM shows a significant technical and economic effect, as the product service life extents and also fuel consumption decreases due to the reduction of the friction coefficient. It was found that an important consideration when choosing that or another TrNM should be their sustainability, in terms of their environmentally friendly manufacturing and use on mechanical components. It is noted that there is a problem of the existing TrNM classifiers and their substantiating, since their formation lags behind the dynamics of scientific and technological progress. It was reasoned expediency of using an Ontology-Based Decision Support Systems (OBDSS) regarding the selection of TrNM for improving the performances of the mechanical components contacting surfaces. The following results were obtained. According to the analysis of the current interest modern TrNMs and their characteristics, the technologies for the TNMs applying have been considered: "KESON" with the filling of on the friction surfaces micro-valleys with the formation of anti-friction, wear-resistant and adhesive films (coatings), as well as technologies for the use of metal conditioners "Fenom", "ER", "SR3" and "Militec-1" additives, which extend the product service life without overhauls, and remetallizing agents "Lubrifilm" and "Megaforce" with their effect of "non-wear-out-ability". It was found that the main disadvantage of such TrNMs is a pollution of the environment, namely of drinking, ground and surface water. The solution to the environmental issue is possible due to the use of nanodiamonds as a specific universal nanocarbon TrNM, which has the properties of decomposition of harmful organic chemicals. Their “representatives” are "Lubrifilm Diamond Run Ln", "Nanodiamond Green Run", nano additives "Fenom Nanodiamond Green Run" (based on nanodiamonds), "Fenom Old Chap" (based on bentonite nanoparticles), "Renom Engine Nanoguard" (for motor oils) and "Renom Gear Nanoguard" (for transmission oils). To facilitate the choice of TrNM for improving the performances of the mechanical components contacting surfaces, the OBDSS is proposed. Conclusions. The scientific novelty of the obtained results is as follows: it has been created the OBDSS, which takes into account the peculiarities and characteristics of TrNM according to the customer needs, which able to narrow the search range and reduce the time for TrNM selection. The presented materials can be useful when conducting the theoretical and experimental studies on the mechanical components service life in the field of mechanical engineering.
Keywords
Full Text:
PDF (Українська)References
Encyclopedia of Tribology / Q. Jane Wang, Yip-Wah Chung. – Springer, NY, 2013. – 52 s. doi: 10.1007/978-0-387-92897-5.
Закалов О. В. Триботехніка і підвищення надійності машин : Навчальний посібник / Закалов О. В. — Тернопіль : ТДТУ , 2000 – 360 с.
Zhengchuan Z., Konoplianchenko Ye. V., Tarelnyk V. В., Guanjun L., Xin D., Yao J., & Zhaoyang S. (2022). Industry Application of the Coatings on the Bearing Bush by Electro Spark Alloying Technology. Scientific Bulletin of Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, (1(52), 15–23. Вилучено з: https://doi.org/10.31471/1993-9965-2022-1(52)-15-23
Liu N., Liu Q., Li Z., Bai Y., Sun Y.W., Li Z. D., Bao M. Y., Zhan H., Guo D. G., Ma Y. S. Tribological behavior of plasma-sprayed metal based solid self-lubricating coatings under heavy load. Wear. 2021. vol. 486-487, art. No. 204108. doi: 10.1016/j.wear.2021.204108.
Korduban О., Kryshchuk Т., & Medvedskij М. (2021). A new method for the synthesis of nanomaterials for the needs of nanotechnologies. Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, (4), 77–85. Вилучено з: https://doi.org/10.15407/dopovidi2021.04.077
Состав наноприсадок к автомобильным смазывающим материалам и их влияние на процессы трения и износа деталей машин / Олишевская В. Е., Басс К. М., Олишевский Г. С., Гололобов О. Б. // Вісник Дніпропетровського університету. Серія «Ракетно-космічна техніка». – 2015. – Вип. 18, том 1. с. 123–130.
The delivery of nanoparticles / A. A. Hashim. – InTech: Croatia, 2012. – 552 p.
Влияние различных факторов на морфологию поверхности покрытий типа WC, осажденных ионно-плазменным методом / Д. В. Слюсарь, В. П. Колесник, О. Н. Чугай, Л. В. Литовченко, Н. П. Степанушкин, С. Л. Абашин, С. В. Олейник // Авиационно-космическая техника и технология. – 2018. – № 6. – С. 76–82.
Характеристики розряду магнетронної системи для розпилення, осадження покриттів та застосування у нанотехнології / А. О. Бреус, О. Л. Сердюк, В. І. Рузайкін, О. О. Баранов // Авіаційно-космічна техніка і технологія. – 2020. – № 6(166). – С. 72–79.
Михайленко В. М. Нанотехнології – перспективи застосування та ризики для здоров’я людини / Михайленко В. М., Михайленко П. М., Єлейко Л. О. // Онкологія. – 2008. – Т. 10, № 4. – С. 420–426. Вилучено з: https://www.oncology.
kiev.ua/article/789/nanotexnologii-perspektivi-zastosuvannya-ta-riziki-dlya-zdorov-ya-lyudini – 20.10.2022
Эффективный режущий инструмент с нанопокрытиями и нано-структурными модифицированными слоями: монография-справочник: в 2-х кн. / Г. И. Костюк // Харьков: Планета-Принт, 2016 – Кн. 2 – 507 с.
Технологічні особливості обробки нанокомпозиціями ливарних жаростійких сплавів для авіаційних двигунів / М. В. Грекова, Н. Є. Калініна, В. Т. Калінін [та ін.] // Авиационно-космическая техника и технология. – 2019. – № 7(159). – С. 134–138.
Затуловський А. С. Технологія отримання пічним наплавленням композиційних шаруватих матеріалів з функціональним триботехнічним шаром, які зміцнені нанорозмірними карбідами та оксидами / А. С. Затуловський, В. О. Щерецький // Процеси лиття. – 2019. – № 4. – С. 35–42.
Review of the Explosibility of Nontraditional Dusts / S. M. Worsfold, P. R. Amyotte, F. I. Khan et al. // Ind. Eng. Chem. Res. – 2012. – V. 51 (22). – P. 7651–7655.
Удовицкий В. Г. О терминологии, стандартизации и классификации в области нанотехнологий и наноматериалов / В. Г. Удовицкий // Фізична інженерія поверхні. – 2008. – № 1–2. – С. 193–201.
ISO/TR 11360:2010. Nanotechnologies – Methodology for the classification and categorization of nanomaterials (Нанотехнологии. Методология для классификации и категоризации наноматериалов).
Фастовець П. М. Класифікація наноструктурованих матеріалів для інженерії поверхні деталей машин / Восточно-Европейский журнал передовых технологий. № 3/5 (57). – 2012. – с. 19–25.
Восстановление компрессии в двигателях автомобилей, мотоциклов и водного транспорта без разборки двигателя [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://autotuning-service.com.ua/pages/keson.html
Триботехнічні матеріали [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.tsatu.edu.ua/tstt/wp-content/uploads/sites/6/lekcija-11-trybotehnichni-materialy-z-dyscypliny-trybotehnika-133-hm.pdf
Dura Lube з SR3 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://zapchasti.ria.com/uk/dura-lube-s-sr-3-novaya-prysadka-v-dvygatel-dlya-legkovogo-avto-23555308.html
Смазка MILITEC-1, 15 мл [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://roks.in.ua/mastilo-militec-1-15-ml
Моторні оливи SMARTOIL Надійний захист двигуна [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://megaforce.ua/uk
Bogdanowicz R., Functionalized nanodiamonds as a perspective green carbo-catalyst for removal of emerging organic pollutants, Current Opinion in Solid State and Materials Science. https://doi.org/10.1016/j.cossms.2022.100991
Долматов В. Ю. Детонационные наноалмазы: синтез, строение, свойства и применение [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://sktb-technolog.ru/detonation_nanodiamonds/
Триботехнология восстановления деталей мобильной с.-х. и транспортной техники модификацией моторного масла фуллеренсодержащим составом / В. В. Аулин, А. Д. Деркач, А. И. Буря [и др.] // Тракторы и сельхозмашины. – 2014. – № 4. – С. 26–29.
Вплив часу формування синтезованих наноструктур на морфологічні показники їх якості – зростання діаметра пор у наноструктурованому покритті / Я. О. Сичікова, Н. І. Косач, В. Б. Большаков, Г. О. Шишкін // Український метрологічний журнал. – 2020. – № 4. – С. 43–49.
Gomez-Perez A. Ontologies: Theory, methods and tools. Tutorial. The Fourth Summer School on Ontological Engineering and the Semantic Web, 2006 (SSSW’06).
Gruninger M., Atefi K., Fox M., Ontologies to support process integration in enterprise engineering, Computational and Mathematical Organization Theory, 6, pp. 381–394, 2000.
Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. СПб.: Питер, 2000. – 384 с.
Futrell, M. T. The IDEF5 Application Procedure. Master’s Project Report. Department of Industrial Engineering, Texas A&M University, College Station, TX, 1991. – 187 p.
Воробйов Ю., Нечипорук М., Майорова К. Застосування онтологічних систем підтримки прийняття рішень при виборі технології та засобів технологічного оснащення для складання і ремонту транспортних засобів // Системи і засоби транспорту. Проблеми експлуатації і діагностики : монографія / Blatnický Miroslav, Dižo Ján, Gerlici Juraj та ін.; за наук. ред. проф. Грицюка Ігоря. – Херсон: ХДМА, 2019. – С. 395–408.
DOI: https://doi.org/10.32620/oikit.2022.96.04
Refbacks
- There are currently no refbacks.