Как гомельским ученым удается вести эффективную научную деятельность и развивать партнерство с отечественными и зарубежными предприятиями
26.01.2025 / Ирина ПалубецСотрудники Института механики металлополимерных систем имени В. А. Белого НАН Беларуси создают уникальные фрикционные материалы, ищут способы борьбы с акустическим загрязнением окружающей среды, находят техническое применение металлургической пыли и даже гречневой лузге. О том, какие еще исследования можно включить в научтоп достижений отдела «Фрикционное материаловедение», в преддверии Дня белорусской науки рассказал его заведующий Владимир Сергиенко.
Виталий Меринов и Анастасия Тулейко под руководством Владимира Сергиенко создают инновационные композиты и решают проблему шума
– Владимир Петрович, на чем сосредоточены основные усилия научного поиска?
– Фрикционные материалы, разработкой которых мы занимаемся, – это широкий класс искусственных материалов, они имеют большой коэффициент трения, хорошую термостойкость и высокое сопротивление износу. Это делает их востребованными при производстве тормозных систем. Детали из фрикционных материалов широко применяются в различных областях транспортного машиностроения, металлургии, самолетостроении, бытовой технике, в техническом обустройстве нефтегазовых комплексов, железных дорог, транспортных систем, в технологическом оборудовании и многих других машинах и механизмах. С момента открытия в 1996 году в институте лаборатории, которая спустя пять лет преобразовалась в отдел, мы проводим фундаментальные исследования, направленные на разработку новых наукоемких компонентов фрикционного назначения для техники, соответствующих принятым международным экологическим нормам. Наша научно-практическая деятельность вот уже сорок лет обеспечивает конкурентоспособность продукции отечественного машиностроения, решает задачи снижения зависимости белорусских предприятий от импорта. Своеобразным импульсом для развития фрикционного материаловедения в начале нулевых стал запрет на использование асбеста, признанного опаснейшим веществом, выделяющим канцерогенные соединения, которые провоцируют неизлечимые заболевания. В результате фундаментальных исследований, выполненных в рамках государственных научных программ, в институте были разработаны полимерные безасбестовые фрикционные композиционные материалы широкого спектра применения для узлов стационарного и нестационарного трения, предназначенные для работы как в узлах «сухого» трения, так и в жидких, в том числе агрессивных средах. Первым нашим крупным инвестором, заказчиком и помощником стал Минский тракторный завод. Нужно было срочно заменить запрещенный компонент, иначе продукцию предприятия нельзя было поставлять на экспорт.
Сегодня мы, как и ученые по всему миру, работаем над рецептурами новых фрикционных материалов, которые не содержат тяжелых металлов. В большей степени это касается меди. Попадая в окружающую среду, она образует вредные оксиды и медный купорос, отравляющий все живое. Как и много лет назад, вновь принятые международным сообществом законодательные меры, ограничивающие или запрещающие в целях защиты окружающей среды использование в составах фрикционных материалов тяжелых металлов и других традиционных металлосодержащих наполнителей, сформировали новые направления научного поиска во фрикционном материаловедении. В институте уже получены первые прикладные результаты, созданы фрикционные материалы нового поколения, соответствующие международным экологическим нормам.
Сергей Бухаров уже более 15 лет занимается проблемой снижения шумов и вибраций в технике
Еще одной трудноразрешимой проблемой является снижение шумов и вибраций в технике, генерируемых в тормозах и трансмиссиях. Вплотную этими исследованиями вот уже на протяжении 15 лет занимается заведующий сектором «Виброакустика материалов и узлов трения» кандидат технических наук Сергей Бухаров. Закономерным итогом исследований в области виброакустики трения явилась разработка новых экологически безопасных фрикционных материалов с низкой эмиссией шума для высокотемпературных узлов трения, применяемых для производства металлокорда, зерно- и кормоуборочных комбайнов, точных металлообрабатывающих станков, технических обустройств аэропорта и железных дорог. Институт также поставляет бесшумные тормозные элементы для механизмов управления закрылками всех самолетов семейства «Туполев». Эту прорывную тему мы представили на конкурсе «ТОП-10» результатов деятельности ученых НАН Беларуси и победили.
До конца марта планируем завершить заказ для Гомельского парка аттракционов. Мы взялись разработать фрикционный материал для тормозных механизмов «Веселых горок», которые при торможении издавали пронзительные звуки. Работаем над ответственным заказом на протяжении двух месяцев, испытали множество материалов с уникальным составом. Композиты трения делаются на растительном экосырье, в том числе используется измельченная гречневая лузга, ведь речь идет о многолюдном месте, где собираются дети. Подобных аналогов на сегодняшний день ни в Беларуси, ни в России нет. Большой интерес к разработке проявил и итальянский производитель аттракционов. Это действительно уникальная технология.
Аналогичную задачу решаем и для Белорусской железной дороги. Гомельчане, живущие около сортировочной станции, уже несколько лет жалуются на громкий звук при торможении составов. И, кажется, мы нашли новый и эффективный способ борьбы с этим шумом. Наши сотрудники разработали специальную экологически безвредную смесь дисперсных порошков на основе минералов, которая полностью убирает шум, не снижая фрикционную эффективность.
Тормозные элементы из фрикционных материалов
– Вы не только разрабатываете новые материалы, но и выпускаете изделия из них, совмещая научную деятельность с экономической…
– Да, мы создали свое производство, которое специализируется на выпуске мелкосерийной и уникальной продукции из полимерных фрикционных материалов, которые содержат от 7 до 40 компонентов. Опытно-экспериментальный участок появился благодаря Государственной программе инновационного развития Республики Беларусь. Все изделия являются импортозамещающими и экспортно ориентированными, поставляются на отечественные и зарубежные предприятия по 24 техническим условиям.
– Кто входит в число основных партнеров и заказчиков?
– Наши тормозные элементы применяют десятки предприятий, в том числе БМЗ, МТЗ, «Гомсельмаш», а также производители самолетов Ту. Внедрение фрикционных изделий 54 наименований, закупаемых ранее по импорту, позволило БМЗ за последние десять лет сэкономить пять миллионов долларов. Мы также поставляем нашим нефтяникам тормозные накладки для подъемных механизмов буровых установок взамен закупаемых ранее по импорту в США. Они успешно испытаны в условиях Беларуси и Крайнего Севера, не имеют аналогов в странах СНГ. Разработали фрикционные материалы для многодисковых маслоохлаждаемых тормозов и фрикционных дисков гидромеханической коробки перемены передач карьерных самосвалов БЕЛАЗ грузоподъемностью 55–320 тонн и энергоемких тракторов «Беларус».
– Какими еще интересными разработками и уникальными проектами можете поделиться с читателями «Гомельскай праўды»?
Звукопоглощающие материалы
– На самом деле у нас достаточно много разработок. Радует, что авторство многих принадлежит молодым ученым. Все они уже сложившиеся исследователи, которые сами генерируют идеи и сами же их решают, ведут активную научную работу, участвуют в конкурсах и имеют в копилке немало наград различного уровня. Считаю уникальным проект Сергея Бухарова по созданию звукопоглощающих материалов на основе растительного сырья. В скором времени акустические панели из гречневой лузги планируется использовать в качестве звукового барьера для снижения городской зашумленности. Заслуживают внимания разработки младшего научного сотрудника аспиранта Анастасии Тулейко по использованию в транспорте звукопоглощающих материалов на основе льна. А проект научного сотрудника Виталия Меринова «Использование отходов сталеплавильного производства для получения импортозамещающих композитных материалов триботехнического назначения» решил проблему использования пыли газоочистки сталеплавильных цехов БМЗ в составах новых композитных материалов.
УНП 400084698