О статье
А.Л. ЯБЛОНЕВ А.Н. БОЛОТОВ,
Экстремальные условия эксплуатации горнодобывающего оборудования (абразивная пыль, высокая влажность, ударно-вибрационные нагрузки, широкий диапазон температур) лимитируют ресурс традиционных смазочных материалов и уплотнительных устройств. В статье представлен аналитический обзор физико-химических, реологических и трибологических свойств магнитных смазочных жидкостей (МСЖ) как класса «интеллектуальных» жидкостей и смазок. На основе критического анализа работ российских и зарубежных авторов систематизированы данные о влиянии концентрации наночастиц магнетита, параметров магнитного поля и материалов пар трения на коэффициент трения, износ и несущую способность МСЖ. Обобщены результаты экспериментальных испытаний МСЖ в магнитожидкостных подшипниках скольжения, уплотнениях валов, роликах ленточных конвейеров, буровом инструменте, зубчатых передачах редукторов, а также в процессах магнитной сепарации, магнитофлотации, смазочно-охлаждающих жидкостях для режущего инструмента и гидроразрыва пласта. В табличной форме представлены количественные показатели снижения вращательного сопротивления (до 73 %), повышения водостойкости (сохранение свойств после 24 часов в угольном шламе), увеличения ресурса (в 1,6…7 раз), извлечения золота при магнитофлотации (92…97 % против 75…82 %) и снижения износа режущего инструмента (на 50…70 %). Обозначены основные перспективные направления: крупнозазорные уплотнения (до 0,8 мм), гибридные системы «смазка + герметизация», адаптивные магнитореологические демпферы, а также интеллектуальные системы мониторинга состояния МСЖ. Приведен прогноз развития технологий на период до 2035 г.
магнитная жидкость, феррожидкость, трибологические свойства, магнитожидкостный подшипник, магнитожидкостное уплотнение, ленточный конвейер, шарошечное долото, магнитофлотация, смазочно-охлаждающая жидкость, наночастицы магнетита.
Extreme operating conditions of mining equipment (abrasive dust, high humidity, shock and vibration loads, a wide temperature range) limit the service life of traditional lubricants and seals. This article presents an analytical review of the physicochemical, rheological, and tribological properties of magnetic lubricating fluids (MLFs) as a class of "smart" fluids and lubricants. Based on a critical analysis of the work of Russian and international authors, this article systematizes data on the influence of magnetite nanoparticle concentration, magnetic field parameters, and friction pair materials on the friction coefficient, wear, and load-bearing capacity of MLFs. The article summarizes the results of experimental tests of MLFs in magnetic fluid plain bearings, shaft seals, belt conveyor rollers, drilling tools, gearbox gears, as well as in magnetic separation processes, magnetoflotation, cutting fluids, and hydraulic fracturing. The tabular presentation presents quantitative indicators for reducing rotational resistance (up to 73 %), increasing water resistance (retaining properties after 24 hours in coal slurry), increasing service life (by 1,6…7 times), gold recovery during magnetic flotation (92…97 % versus 75…82 %), and reducing cutting tool wear (by 50…70 %). Key promising areas are identified: large-gap seals (up to 0,8 mm), hybrid "lubrication and sealing" systems, adaptive magnetorheological dampers, and intelligent monitoring systems for magnetic fluid condition. A forecast for technology development through 2035 is provided.
magnetic fluid, ferrofluid, tribological properties, magnetic fluid bearing, magnetic fluid seal, belt conveyor, roller bit, magnetoflotation, cutting fluid, magnetite nanoparticles.