Назначение и свойства смазочных материалов и спецжидкостей

Эксплуатационная надежность машин зависит в значитель­ной степени от правильной их смазки, выбора смазочного мате­риала, конструкции смазочных устройств.

Смазка - это действие смазочного материала, в результате которого между двумя поверхностями уменьшается сила трения и (или) интенсивность изнашивания.

Смазочный материал - это материал, вводимый на поверх­ность трения для уменьшения силы трения и (или) интенсивно­сти изнашивания. Он может быть жидким, пластичным или твер­дым.

Смазывание - это подведение смазочного материала к по­верхности трения.

Наиболее благоприятные режимы смазки обеспечиваются подбором оптимальных смазочных материалов, подачей их к трущимся поверхностям в необходимых количествах, рацио­нальной конструкцией узлов трения, а также выбором правиль­ной технологии смазывания и систем смазки.

Смазочные материалы выполняют следующие функции:

1. снижают силы трения, а следовательно, уменьшают поте­ри мощности на преодоление этих сил;

2. снижают износ трущихся поверхностей деталей вследст­вие создания жидкостного или граничного трения, а также смы­вают с поверхностей трения продукты износа и абразивные час­тицы;

3. охлаждают детали, работающие в условиях высоких тем­ператур или нагревающиеся при преодолении сил трения;

4. амортизируют ударные нагрузки;

5. уплотняют зазоры и защищают поверхности трения от попадания извне агрессивных жидкостей, газов, паров, пыли, грязи, абразивных частиц;

6. снижают шум и вибрации при контакте металлических поверхностей;

7. защищают от коррозии.

По природе смазочные материалы подразделяются на:

1. минеральные, получаемые из нефти, угля, сланца и дру­гих минералов;

2. органические: животные из жира животных (китовый и рыбий жир, свиное сало и др.) и растительные из хлопка, клеще­вины, конопли и другие;

3. синтетические, получаемые путем химического синтеза.

По физическому состоянию смазочные материалы подразде­ляются на жидкие масла в виде эмульсий, пластичные (конси­стентные) и твердые.

К специальным жидкостям относятся смазочно- охлаждающие технологические средства, рабочие жидкости для гидросистем и моющие средства.

Свойства смазочных материалов и спецжидкостей опреде­ляются вязкостно-температурными характеристиками, стойко­стью к окислению, коррозионной активностью, зольностью и температурой застывания, а также коксуемостью масел и анти­пенной устойчивостью.

Вязкостно-температурные характеристики определяются влиянием температуры на вязкость смазочного материала.

Вязкость - внутреннее трение жидкого смазочного материа­ла, возникающее между его молекулами и слоями при их относи­тельном перемещении под действием внешних сил. Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость.

Динамической вязкостью г) называется сила сопротивления двух слоев жидкого смазочного материала площадью 1 см², на­ходящихся на расстоянии 1 см друг от друга и перемещающихся один относительно другого под действием внешних сил со ско­ростью 1 см/с. Единица динамической вязкости - Па с.

 

Кинематическая вязкость равна отношению динамическом вязкости смазочного материала к его плотности (v = /р). Едини­ца кинематической вязкости — м²/с.

Условная вязкость (ВУ) выражается в градусах, она показы­вает отношение времени истечения из прибора, называемого вискозиметром типа ВУ, 200 мл испытуемого смазочного мате­риала при температуре испытания ко времени истечения 200 мл дистиллированной воды при 20 °С. Для перевода значений кине­матической вязкости в условную, выраженную в градусах, ис­пользуют специальные таблицы.

Чем больше вязкость масла, тем меньше его текучесть. От вязкости зависит коэффициент трения и, следовательно, надеж­ность и экономичность работы машин, агрегатов и узлов трения. Для каждой машины, агрегата или узла трения необходимо под­бирать смазочное масло определенной вязкости. Использование масла низкой вязкости приводит к повышению трения, нагреву и усиленному изнашиванию деталей. Использование масел чрез­мерно высокой вязкости ведет к потерям мощности и, в конеч­ном итоге, к снижению КПД машины. Вязкость смазочного мас­ла изменяется в зависимости от температуры окружающей сре­ды, двигателя, агрегата и узла трения: при нагревании вязкость масла уменьшается, а при охлаждении — увеличивается.

Зависимость вязкости от температуры принято характеризо­вать отношением кинематической вязкости при t = 50 °С к кине­матической вязкости при t= 100 °С. Чем меньше это отношение, тем выше вязкостно-температурные свойства масла. Степень из­менения вязкости масла от температуры выражается также ин­дексом вязкости (ИВ). Чем выше его значение, тем лучше масло.

Стабильность смазочного масла против окисления. Смазоч­ное масло при работе в двигателях, агрегатах и узлах трения окисляется кислородом воздуха, в результате чего изменяется состав масла, в нем появляются новые вещества (смолы, органи­ческие кислоты и т. п.). Изменяются физико-химические свойст­ва масла, в частности, увеличивается вязкость, повышается ки­слотное число и т. п. Появляется необходимость оценивать тер­моокислительную стабильность моторных масел, т. е. их способ­ность образовывать лаковые пленки на деталях двигателя при определенных температурах окисления.

Коррозионные свойства. Коррозию металлов, особенно вкладышей подшипников двигателей внутреннего сгорания с баббитовой заливкой, могут вызывать низко- и высокомолеку­лярные органические кислоты, образующиеся при окислениимасла, и активные сернистые соединения, проникающие в масло после сгорания серистого топлива. Наибольшую опасность для двигателей представляют низкомолекулярные органические ки­слоты.

Зольность. Зола образуется при сгорании масла. Содержание золы в масле должно быть минимальным. Чем лучше очищено масло, тем меньше его зольность. Однако зольность масла изме­няется с введением в него присадок, в состав которых входят ме- таллоорганические соединения, поэтому в некоторых ГОСТах и ТУ на масла указывается их зольность до и после введении при­садки.

По температуре вспышки и воспламенения масла судят об огнеопасности масла.

Температура застывания. Потеря текучести масла может принести к прекращению поступления масла в холодное вре­мя года к подшипникам и узлам трения. Потеря текучести масла происходит в результате выделения из него твердых парафино­вых углеводородов.

Не допускается содержание в маслах механических приме­сей и воды. В маслах с присадками наличие минеральных ве­ществ (не примесей) не должно быть более 0,015 % (эти вещества не являются абразивными; они появляются при наличии в соста­ве масел присадок). Содержание воды в масле не допускается, так как ухудшаются его смазочные свойства; вода вызывает кор­розию поверхностей трения, ослабляет действие присадок.

Особенно опасно наличие воды в масле в зимнее время.

При содержании в масле с присадкой ВНИИ НП-360 более 0,3 % воды возможно выпадение присадки в осадок.

Коксуемость масла — это способность масла под влиянием высоких температур разлагаться с образованием твердых осад­ков (кокса). Она зависит от химического состава масла, степени его очистки, наличия присадок. Следует иметь в виду, что кок­суемость масел с присадками выше, чем базовых масел, но это не означает, что качество масла с присадкой ухудшается.

Антипенные свойства. Образование пены в масле ухудшает смазывание трущихся деталей, усиливает окисление масла, ис­кажает уровень масла в картере двигателя. Для борьбы с вспени­ванием масла применяют антипенные присадки, например, при­садка ПМС-.200А добавляется в масло в небольшом количестве (0,001—0,005 %).

В зависимости от назначения смазочные материалы подраз­деляются на:

· жидкие минеральные и синтетические масла;

· пластичные, твердые и антифрикационные смазочные ма­териалы;

· уплотнительные смазочные материалы;

· консервационные смазочные материалы;

· электроизоляционные жидкости;

· смазочно-охлаждающие жидкости, применяемые при об­работке металлов резанием и давлением.

Жидкие минеральные и синтетические масла используются в моторных, трансмиссионных и гидравлических системах.

Моторные масла для двигателей внутреннего сгорания на­земной техники делят на масла для карбюраторных двигателей и масла для дизелей, а в зависимости от способа производства они делятся на дистиллятные, остаточные и компаундированные (смесь дистиллятного и остаточного масел). Практически во все моторные масла вводятся присадки, которые улучшают их экс­плуатационные свойства. Подразделяются на летние, зимние и всесезонные загущенные масла. По эксплуатационным свойствам предусмотрены шесть групп моторных масел: А - универсаль­ное, для тихоходных карбюраторных и дизельных двигателей; Б, В, Г - для мало-, средне- и высокофорсированных карбюратор­ных двигателей соответственно, а также для дизельных быстро­ходных стационарных двигателей V-образного типа (марка Б), автотранспортных дизельных двигателей, в том числе стацио­нарных (марка В), и высокофорсированных дизелей автотрактор­ного типа (марки Г) Д, Е - для тяжелых условий эксплуатации и только для дизельных двигателей. Индекс 1 присваивают маслам для бензиновых двигателей, индекс 2 - дизельным маслам. При­меры маркировки: марка М-63/10В указывает, что это моторное масло всесезонное, универсальное для среднефорсированных дизелей и бензиновых двигателей (группа В); М-43/8-В2Г1 - мо­торное масло всесезонное, универсальное для среднефорсиро­ванных дизелей (группа В2) и высокофорсированных бензино­вых двигателей (группа Г1).

Трансмиссионные масла используют для смазывания зубча­тых, гипоидных и других передач. Гипоидные масла содержат противозадирные (до 2,2 %), моющие (до 0,35 %) и антипенные (0,007 %) присадки.

Отечественная классификация трансмиссионных масел от­ражена в ГОСТ 17479.2-85.

В зависимости от уровня кинематической вязкости при 100 °С трансмиссионные масла разделяют на четыре класса: 9, 12, 18, 34.

В зависимости от эксплуатационных свойств и возможных областей применения масла для трансмиссий автомобилей, трак­торов и другой мобильной техники отнесены к пяти группам: ТМ-1-ТМ-5.

По классификации ГОСТ 17479.2-85 масла маркируют по уровню напряженности работы трансмиссии и классу вязкости. Например, в маркировке масла ТМ-5-18, ТМ означает начальные буквы русских слов трансмиссионное масло, первая цифра - группа масла по эксплуатационным свойствам, вторая цифра - класс вязкости масла.

В качестве рабочих жидкостей для гидравлических систем различного назначения (гидроцилиндров, гидротрансформаторов и гидромуфт, тормозных и амортизационных систем, систем ох­лаждения и т. п.) используются различные минеральные масла, синтетические жидкости и их смеси, в частности масла марок И- 12А, И-20А, И-40А, И-50А, ВНИИ НП-403 ВНИИ НП-406, ИГНСп-20, ИГНСп-40.

При определенных условиях работы применяют синтетиче­ские смазочные материалы. Наиболее распространенными син­тетическими маслами являются диэфирные - сложные эфиры карбонатных кислот. Эти масла превосходят минеральные по смазочным свойствам, однако они весьма активны по отношению к резине, что исключает их широкое применение в узлах трения с резиновыми уплотнениями. Для очень высоких или сверхнизких температур применяют неоптиловые масла, которые представ­ляют собой эфиры неоптиловых кислот.

Известны следующие синтетические масла- ВНИИ НП-50-1- 4Ф, ИПМ-10.

Пластичные, твердые и антифрикционные смазочные ма­териалы. В отличие от жидких смазочных материалов (масел) пластичные смазочные материалы (пластичные смазки) пред­ставляют собой продукт, состоящий из смеси минерального или синтетического масла и загустителя. В качестве загустителя ис­пользуют твердые мыла и углеводороды, силикагель и др. В за­висимости от загустителя пластичные смазки могут быть каль­циевыми (солидолы), литиевыми (Литол-24,ЦИА-ТИМ-201 и др.), натриевыми, алюминиевыми и т. п., по назначению пла­стичные - антифрикционными, консервационными, уплотнительными.

В условиях сверхвысоких и сверхнизких температур, вакуу­ма, радиоактивного излучения и т. п. применяют твердые сма­зочные материалы (ТСМ) или твердые смазочные покрытия (ТПС). Наибольшее применение получили дисульфид молибдена (M₀S₂), графит, диселенид молибдена (MoSe₂), дисульфид вольфрама (WS₂), фторопласт-4 (иначе ПТФЭ), фталоционин ме­ди (C₃₂H₁₆N₈)Cu, фталоционин железа (C₃₂H₁₆N₈)Fe и др. Наи­большее распространение для влажной среды получил графит, для сухой - дисульфид молибдена. Применяют также гальвани­ческие покрытия мягкими металлами (олово, свинец, цинк, се­ребро, медь, железо).

Антифрикционные смазки: жировой солидол (ГОСТ 1033-76) и синтетический солидол (ГОСТ 4366-76), консталин, Литол-24, УНИОЛ-1, Фиол-1, Фиол-2М № 158, ЦИАТИМ-48 и др. При этом к смазкам общего назначения для обычных температур (Т = -20...+70 °С) относятся солидол С, солидол Ж, графитная смаз­ка, а для повышенных температур (Т = -20... +120 °С) - смазка 1-13, Литин-2. К многоцелевым водостойким смазкам относятся Литол-24; 24РК, Фиол-1; 2; 2М, БНЗ-З (температурный диапазон работы -40...+120 °С). Термостойкие смазки ЦИАТИМ-221, ВНИИНП-207, 210, 219, 231, 235, 246, 247 работают при темпе­ратурах 150...250 °С и выше, низкотемпературные смазки пред­ставлены марками ЦИАТИМ-203 (Т = -50...+100 °С), ГОИ-54п (Т = -40...+50 °С), Лита (Т = -50...+100 °С), Зимол (Т = -50... + 130 °С). К химически стойким смазкам относятся ЦИАТИМ- 205, ВНИИ 279, 280, 282, 283 и др. Температурный диапазон их работы -50...+150 °С. Существует также класс буровых смазок: Долотол Н; АУ; НУ, Пластол (для шарошечных долот), Геол 1 (для бурильных труб и керноприемников).

Уплотнительные смазочные материалы используются для герметизации трубопроводной арматуры, резьбовых соединений труб и т. п. Уплотнительные материалы применяют также для облегчения монтажа и разборки резьбовых и других соединений.

К уплотнительным смазкам относятся: для резьб буровых, обсадных и насосно-компрессорных труб Р2, Р-113, Р402; Резь- бол ОМ-2 для задвижек и кранов ЛЗ-162; для сальниковых уп­лотнений насосов - насосная смазка (водостойкая, нераствори­мая в углеводородах); для устьевого оборудования Арматол 238; для смазки стальных канатов и тросов различного назначения - канатная 39У, БОЗ-1, Канатол, Торсиол 35Э, Ваерол Э; для про­питки сердечников стальных канатов Е86, ЛЗ-Е-91.

Консервационные (защитные) смазочные материалы служат для предотвращения коррозионного разрушения металлических изделий и деталей машин при их хранении (консервации) и экс­плуатации. Обычно для этого используют углеводородные пла­стичные смазочные материалы (вазелины). Находят также при­менение жидкие консервационные масла с ингибиторами корро­зии и твердые покрытия.

Предыдущая12345678910111213Следующая

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: