Смазочные материалы и их основные свойства

Для смазки оборудования применяют четыре вида смазочных материалов. Смазочные масла (нефтяные и синтетические), пластичные (консистентные), твердые и газообразные смазки.
Основное количество смазочных масел составляют минеральные масла, которые получают путем перегонки нефти, например мазут. Ассортимент нефтяных масел для смазки машин очень широк.

В зависимости от области применения все стандартизованные нефтяные масла делятся на следующие группы: индустриальные, турбинные, компрессорные, трансмиссионные, моторные и т.п. Крайние значения температур, при которых могут работать нефтяные масла в обычных условиях смазки машин, лежат в пределах от —40 до +150°С. При работе за пределами этих температур в настоящее время применяют синтетические масла, которые делятся на четыре основные группы: эфиры, полигликоли, силиконы, фтористые и фторхлористые углеводы. Эти масла уступают нефтяным маслам по смазочным свойствам. Однако они незаменимы при высоких перепадах температур.

Пластичные (консистентные) смазки — это смесь масел и различных загустителей. Они занимают промежуточное положение между твердыми и жидкими смазочными материалами и представляют собой мягкие мази -достаточно плотной густой консистенции. При применении этого вида смазочного материала не требуется герметизации узлов трения, отпадает необходимость в системе подачи. По основному назначению они делятся на антифрикционные, защитные и уплотнительные.

Антифрикционные смазки подразделяются на группы по следующим признакам: по загустителю кальциевые, кальцевонатриевые, натриевые; по температуре плавления — низкоплавкие (Н), с температурой плавления до 50—б0°С; среднеплавкие (С), с температурой плавления до 90°С; тугоплавкие (Т), с температурой плавления свыше 100°С; по отношению к влаге — влагостойкие (В) и водочувствительные.

Кальциевые смазки (солидолы) не растворяются в воде и могут применяться в условиях влажной среды, что особенно важно для работы оборудования в условиях мясных и молочных комбинатов.

Наiвриевые смазки (консталины) сохраняют смазочные свойства при температуре 100°С и выше, но легко растворимы в воде и во влажной среде теряют смазочные свойства.
Консистентные смазочные материалы условно обозначаются начальными буквами слов, указывающих область применения смазочного материала., например, У — универсальная, И — индивидуальная, Н — низкоплавкая, В — водостойкая, З — защитная и т.д.

Свойства смазок обозначаются шифром в их наименовании, так, солидол обозначают буквами УС или УС, т. е. универсальная среднеплавкая. Консталин имеет обозначение УТ — универсальная тугоплавкая.

Твердые смазки — дисульфид молибдена, графит, фтористый кальций — применяются при высоких температурах и больших нагрузках. Их недостаток — малый срок действия.

Газообразные смазки новый класс смазочных материалов, куда входят некоторые галоидопроизводные метана или этапа. При работе узлов трения в атмосфере этих газов на металлических поверхностях образуется смазочная пленка, снижающая трение и износ. Газообразные смазки применяют при небольших нагрузках и достаточно высоких температурах.

Эксплуатационные свойства смазочных масел — это свойства, характеризующие их поведение в объектах смазки. Эти свойства делят на две группы: а) смазочные свойства — свойства, обеспечивающие максимальное снижение или предупреждение истирания и других видов износа трущихся поверхностей (противоизностные свойства), а также максимальное снижение потерь на трение (антифрикционные свойства); б) физико-химические свойства: вязкость, пенетрация, вспениваемость, стабильность, эмульгируемость, температура каплепадения, моющие свойства, испаряемость и коррозионность.

Жидкие смазочные материалы характеризуются вязкостью, температурой вспышки и воспламенения, температурой застывания, стабильностью свойств, наличием воды, механических примесей и др.

Вязкость является важнейшим показателем качества масла, определяющим назначение и условия применения масла. От значения вязкости зависит способность масла удерживаться в виде слоя необходимой толщины между трущимися поверхностями и обеспечивать нужный режим жидкостного трения.

По значению вязкости определяют целесообразность применения того или иного масла при определенных режимах работы механизма или машины в целом (давлении на слой масла, частоте вращения деталей, рабочей температуре трущихся поверхностей).

Применение масла с повышенной по сравнению с расчетной вязкостью может быть причиной повышения температуры трущихся деталей; применение масла с пониженной вязкостью может привести к образованию на поверхности тонкой масляной пленки, после разрыва которой произойдет непосредственное соприкосновение трущихся поверхностей и увеличится их износ.

Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость.

Динамическая вязкость характеризует свойство жидкостей оказывать сопротивление взаимному движению их частиц. Единица динамической вязкости — паскаль-секунда.

Кинематическая вязкость определяется отношением динамической вязкости к плотности. Единица кинематической вязкости — квадратный метр на секунду. В стандартных или технических условиях на масла нормы вязкости могут быть выражены в единицах кинематической вязкости при атмосферном давлении. Единицей кинематической вязкости является стокс (ст), иногда применяют сантистокс (сот), равный 1 02 стокса.

динамическая вязкость принимается при гидродинамических расчетах смазки трущихся поверхностей, а кинематическая — для расчета движения масла по трубопроводам.

Вязкость зависит от температуры и изменяется обратно пропорционально температуре, т.е. при повышении температуры вязкость уменьшается, а при понижении — увеличивается. В стандартах вязкостно-температурная характеристика масла дается числовой величиной, получаемой от деления друг на друга числовых значений кинематической вязкости при двух температурах: 50 и 100°С.

Условная вязкос, пь является отвлеченным числом, выражающим отношение времени истечения из вискозиметра типа ВУ испытуемого масла в количестве 200 г при температуре 20°С ко времени истечения такого же количества дистиллированной воды при той же температуре.

Условная, или относительная вязкость, ранее обозначавшаяся в технической литературе градусами Энглера (Е°), выражается теперь в градусах условной вязкости (°ВУ). В иностранной практике применяют различные условные единицы кинематической вязкосги смазочных масел: в США — секунды Сейболта28 Универсал, в Англии — секунды Редвуда, в Германии — градусы Энглера (°Е), во Франции градусы Барбье (°В).

Температура вспышки — температура, при которой происходит вспышка смеси паров масла с воздухом.

Температура вослламенения — температура самовоспламенения смазки и горения ее в течение 5 с.

Температура застывания — температура, при которой утрачивается подвижность масла, при этом мениек масла в наклоненной на 45° пробирке в течение одной минуты не изменяет своей формы, т.е. прекращается течение смазки.

Кислотность счазки определяется количеством 0, 1 н. раствора КОН, пошедшего на нейтрализацию 2 г испытуемого материала.

Стабильность масел — это способность их с течением времени противостоять старению в процессе применения и хранения. Это свойство масла определяет срок его службы. Старение масла происходит в результате его окисления кислородом воздуха.

В ГОСТах и ТУ для большинства масел нормируются предельные значения кислотного числа. По изменению этого числа судят о степени старения масла (химическая стабильность).
Коллоидная стабильность — способность смазок удерживать в своей структуре жидкое масло при длительном хранении.

Испаряемость. При испарении масла смазка сильно уплотняется. При этом ухудшаются ее свойства. Испаряемость определяют, измеряя потерю массы смазки в нормализованных условиях испытания.

Коррозинность. Существуют масла, обладающие хорошими смазочными свойствами, но агрессивные при взаимодействии с цветными металлами.

Поэтому для многих масел предусмотрено испытание на коррозию стальных и медных пластинок.

Вспенавание. Пена представляет собой однородную систему мельчайших пузырьков воздуха в масле.

При вспенивании ухудшается смазочная способность, и масла быстрее окисляются. Склонность к вспениванию в большей степени проявляется у вязких масел.

Консистентные смазочные материалы характеризуются вязкостью, пенетрацией, температурой каплепадения, содержанием коррозирующих веществ и механических примесей.

Для оценки вязкости консистентных смазочных материалов пользуются вязкостно-температурной характеристикой, которую определяют с помощью вискозиметра. От вязкости зависит возможность движения смазки по трубопроводам, возможность заправки в узлы трения насосами и шприцами.

Пенетрации определяет степень густоты смазочного материала, его плотность. Число пенетрации определяют по глубине погружения в смазку за 5 с конического плунжера весом 150 г. В настоящее время пенетрация не включается в новые стандарты на основные типы пластических смазок. Этот показатель используют только для устаревших или специальных видов смазки.

Температура каплепадения — это температура, при которой происходит падение первой капли размягченной смазки, нагреваемой в определенных условиях. Она характеризует температуру плавления консистентных смазок. Установлено, что смазки сохраняют работоспособность до температуры на 1 5—20°С ниже их температуры каплепадения.

Методы испытаний на смазочные материалы установлены ГОСТ 2917 и более подробно приведены в методических указаниях [1].

Основной особенностью масел (в сравнении с консистентными смазочными материалами) является их текучесть, подвижность. Эти свойства масел позволяют применять их в циркуляционных системах для смазки пар трения, для охлаждения трущихся деталей. Масла легко заправлять и сливать из системы, очищать от продуктов износа и старения, от различных механических примесей путем установки фильтров.
Консистентные смазочные материалы этими качествами не обладают. В машинах, где имеет место интенсивное тепловыделение, их не применяют.

Однако срок службы консистентных смазочных материалов выше, чем масел. Пластичность консистентных смазок позволяет использовать их также для открытых поверхностей, на которых они достаточно хорошо удерживаются, если даже эти поверхности располагаются вертикально. Во многих случаях консистентные смазочные материалы защищают машины от коррозии в течение десятков лет. Существенным отличием таких смазок от масел является малая зависимость их вязкости от температуры.

То есть, жидкие минеральные масла имеют преимущества перед консистентными смазками. Они стабильны по структуре, могут использоваться при больших оборотах и высоких температурах, смазывать ими детали можно без разборки и промывки узла.

Недостатки жидких масел: сложность уплотнения смазываемых узлов из-за повышения текучести масел; необходимость частого пополнения, что требует установки специальных устройств.

Преимущества консистентной смазки:

— способность не вытекать из смазываемого узла, что упрощает его уплотнение;

— способность заполнять зазоры между подвижными и неподвижными деталями узла;

— продолжительный срок эксплуатации узла без замены смазки.

Недостатки:

— большая вязкость, что исключает их применение при низких температурах и высоких скоростях вращения;

— необходимость полной разборки узла при смене смазки;

— возможность растворения в воде для натриевых и натриевокальциевьтх смазок.

Выбор смазочного материала, равно как и способа его подачи к трущимся элементам, производится на стадии конструирования машины в зависимости от ее назначения и условий работы.

Билет

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: