Смазочные материалы Задание: Составить краткий конспект Выполнить кроссворд в тетради (минимум 10 слов) Классификация смазочных материалов Надежность и долговечность машин в значительной степени зависит от правильного выбора смазочных материалов и режимов смазки. Это способствует повышению производительности машин и снижению эксплуатационных расходов. Смазочные материалы снижают потери мощности на трение, уменьшают интенсивность изнашивания деталей, удаляют с поверхности трения продукты износа, уплотняют зазоры, тем самым защищая соединения от попадания посторонних частиц, очищают поверхности деталей от загрязняющих отложений, отводит тепло от соединения и стабилизируют температуру Деталей, предохраняют детали от коррозии, амортизируют ударные нагрузки в сочленениях. В зависимости от происхождения смазочные материалы разделяют на Следующие группы: минеральные, получаемые из нефти, угля и других Минералов; растительные, получаемые из растений (хлопка, подсолнечника и ДР-); животные, получаемые из жира животных (свиное сало, тюлений, Китовый, рыбий жиры и др.); синтетические, получаемые в результате химического синтеза. В настоящее время наибольшее распространение имеют смазочные материалы минерального, в первую очередь нефтяного, происхождения вследствие своих сравнительно высоких качеств и невысокой стоимости, но все шире применяются и высококачественные синтетические материалы. По физическим свойствам смазочные материалы подразделяют смазочные масла, консистентные смазки и твердые смазочные материалы (графит, тальк). К смазочным маслам относятся смазочные материалы, которые сохраняют текучесть при 10 -15 °С; консистентные смазки при этой температуре переходят в мазеподобное состояние. Смазочные масла Минеральные масла получают вакуумной перегонкой и химической обработкой мазута, оставшегося после первичной переработки нефти. При этом выделяются следующие масляные дистиллаты: легкие, средние и тяжелые индустриальные масла; цилиндровые масла; масляный гудрон. С целью удаления вредных примесей масляные дистиллаты очищают следующими способами: - добавлением в масло серной кислоты H2S04, которая вступает в соединения с примесями и образует отстаивающиеся соединения; -обработкой масла щелочами (например, NaOH); -воздействием на масла специальных веществ (адсорбентов) -- земель, в порах которых происходит адсорбция содержащихся в масле примесей; обработка масла специальными растворителями (фенолом, фурфуролом, нитробензолом, пропаном), обеспечивающими растворение вредных примесей; обработкой масла водородом под повышенным давлением, чем достигается высокая степень его очистки от серы. Очищенные дистиллаты (рафинаты) подвергают специальной обработке для придания маслам необходимых физических и химических свойств. Введением в масла присадок (добавок) улучшают их эксплуатационные свойства. Основными физико-химическими свойствами минеральных масел являются плотность, вязкость, температура вспышки, температура застывания, маслянистость, содержание механических примесей и воды, химическая стойкость. Плотность минеральных масел находится в пределах 0,87 - 0,95 г/см3. Вязкость характеризует внутреннее трение и обусловливает образование масляной пленки на поверхности детали. От вязкости масел зависят потери на преодоление сил трения в сопряжениях, скорость изнашивания деталей, легкость запуска двигателей внутреннего сгорания, степень уплотнения сопряжений типа гильза - поршень и т. д. Вязкость масел определяют капиллярными вискозиметрами - сосудами с калиброванными насадками, в которых замеряют время истечения жидкости. Различают вязкость динамическую, кинематическую и условную. Под динамической (абсолютной) вязкостью понимают силу сопротивления взаимному перемещению двух параллельных слоев жидкости. За единицу динамической вязкости и принимают Пас (пуаз). Кинематическая вязкость -- это отношение динамической вязкости жидкости к ее плотности при измеряемой температуре. Единицей кинематической вязкости является м /с (стоке). Кинематическая вязкость приводится в ГОСТах и входит в обозначение марки масла. Для определения вязкости масел при различных температурах используют специальные номограммы. Вязкостно-температурные свойства масел оцениваются индексом вязкости. Чем выше индекс вязкости, тем лучше масло. Масло с индексом 80 -90 считается хорошим, а с индексом 100 и более - очень хорошим. Обычно вязкость масла определяется при температуре +50 °С и для очень вязких масел - при +100 °С. Условная вязкость - отношение времени истечения через калиброванное отверстие вискозиметра типа ВУ 200 мл исследуемой при определенной температуре жидкости ко времени истечения того же количества дистиллированной воды при температуре +20 °С. Вязкость масла зависит от температуры и давления. С повышением температуры вязкость масел уменьшается и с понижением увеличивается. Масла, вязкость которых изменяется с изменением температуры незначительно, являются наиболее качественными. С повышением давления вязкость масел увеличивается. Например, при увеличении давления до 107 Н/м2 (10 МПа) вязкость масел увеличивается в 20 раз [2]. Температурой застывания назьтрчется температура, при которой масло теряет свою подвижность. При этом мениск масла в наклоненной под 45° пробирке не должен менять своей формы в течение 1 мин. Температура застывания масла характеризует его пригодность для использования в различных климатических условиях. Температура застывания минеральных масел находится в пределах от - 5 до - 30 °С. Температурой вспышки называется температура, при которой масло загорается при поднесении к нему открытого пламени и горит не менее 5 с. Температура вспышки минеральных масел равна 200 - 300 °С. Маслянистость характеризует смазывающие качества масел, т. е. их способность обеспечивать граничное трение между сопрягаемыми поверхностями за счет образования адсорбированных молекулярных пленок. Маслянистость оценивается прочностью масляной пленки и коэффициентом трения. Масла животного и растительного происхождения обладают большей маслянистостью, чем нефтяного. Химическая стойкость масел оценивается несколькими показателями Кислотное число характеризует коррозионные свойства масел и представляет собой количество миллиграммов едкого калия (КОН), необходимое д^ нейтрализации органических кислот в 1 г масла. Зольность масла показывает содержание в нем минеральных примесей Она оценивается количеством оставшейся воды в процентах после медленного выпаривания 50 г масла в тигле и прокаливания остатка до полного сгорания углерода. Для индустриальных масел зольность допускается до 0,007 % и для автотракторных масел - до 0, 025 %. Термоокислительная способность масла показывает его склонность к образованию лаковых отложений в зоне высоких температур. Наличие воды в масле является причиной образования вредных эмульсий, снижения вязкости и липкости масла, способствует окислению. Попадание в масла различных механических примесей в виде абразивных веществ или их образование в прцессе работы в результате осадков и нагаров способствует скорости изнашивания поверхностей, увеличению износа. Положительными качествами масел являются низкий коэффициент внутреннего трения, высокая стабильность и чистота, хорошая работоспособность при значительных скоростях и температурах, способность отводить тепло, а отрицательными качествами пожароопасность, применение сложных уплотнений, значительный расход из-за утечек. Высокие требования, предъявляемые к смазочным материалам удовлетворить обычные масла не могут. Для придания необходимых свойств в них добавляют специальные присадки, повышающие вязкость, понижающие температуру застывания, предотвращающие отложение нагара и смолистых осадков в двигателях, улучшающие антикоррозийные свойства и т.д. Для повышения вязкости маловязких масел и сообщения им свойств всесезонных масел (не теряют вязкости при повышении температуры и не застывают при ее понижении) используют присадки винипол ВБ-2, КП-20, полиизобутилен и полиметакрилат, добавляемые к маслу в пределах до 5 %. Снижение температуры застывания масла достигается с помощью добавки депрессаторов в количестве 0,1 -2%. Наиболее распространенные депрессаторы - АзНИИ, АФК. Антикоррозийные присадки способствуют образованию на поверхности металла изолирующей пленки, нейтрализуют в маслах продукты, вызывающие коррозию (НИИ ГСМ 12 - 0,5-3 %). Есть присадки, увеличивающие нагрузочную способность масла, антиокислительные свойства, улучшение смазочных свойств и т.д. Смазочные масла выпускаются в соответствии с требованиями ГОСТов, ОСТов, МРТУ и других нормативных документов. Буквы в маркировке масел обозначают область применения, способ очистки, а цифры - вязкость. Например, масло АКЗп-6 расшифровывается следующим образом: А автотракторное, К - кислотно-контактной очистки, 3 - загущенное, п -- с присадками, 6 кинематическая вязкость при 100 С, равная 6хЮ" м2/с. Масло ДС - 8 - дизельное, селективная очистка, вязкость 8 * 10"6 /с. По двойной классификации масла разделены, кроме того, на шесть групп по эксплуатационным свойствам: А, Б, В, Г, Д, Е (применительно к международной классификации) и на семь групп по вязкости: 6,8,10,12,14,16,20. По этой классификации масла имеют обозначение АКЗп-6 (М6Б), где в скобках приводится новая марка масла. Буква М показывает на то, что масло моторное, цифра показывает вязкость масла при 100 С, буква Б определяет группу масла, характеризующую область его применения. Выбор смазочных материалов При выборе смазочного материала для определенной сборочной единицы машины необходимо учитывать удельные давления, скорости скольжения, температуру рабочих поверхностей и их состояние, расположение трущихся пар, характер нагрузок, особенности системы смазки. Сборочные единицы, работающие с большим удельным давлением, смазывают более вязкими смазочными материалами, так как под действием нагрузок смазка может выдавливаться. Чрезмерное повышение вязкости при больших скоростях приводит к перегреву деталей (например, подшипников). Поэтому с повышением скорости следует использовать смазочные материалы с пониженной вязкостью. С увеличением зазора в сопряжении и температуры рабочей поверхности вязкость смазочных материалов увеличивают. В системах смазки, обеспечивающих постоянный приток смазочных материалов к трущимся поверхностям, применяют масла с небольшой вязкостью, а в системах, которые должны удерживать смазку на поверхности детали, - консистентные смазки. Назначение смазочных материалов для сборочных единиц машин, как правило, производится в соответствии с инструкцией завода-изготовителя. В тех случаях, когда инструкция по смазке отсутствует, а по имеющейся документации нельзя установить сорт масла, его подбирают практическим путем. Для этого замеряют температуру, например, у подшипника после его 15 или 20-минутной работы с различными сортами масла. По минимальной полученной температуре определяют наиболее подходящий вид смазки. При подборе смазки можно использовать имеющиеся в справочниках по смазке вязкостнотемпературные кривые для различных типов смазочного материала. смазочный материал масло машина Смазывание подшипников скольжения в зависимости от величины удельного давления, окружной скорости и температуры окружающей среды может производиться маслами и консистентными смазками. Масла образуют на поверхностях более прочную пленку с небольшим внутренним трением, хорошо отводящую тепло. Для смазки подшипников скольжения чаще всего применяют индустриальные и автотракторные масла. Температура вспышки масла должна быть на 45 - 50 °С выше температуры нагрева подшипника. При нагреве подшипника до 60 С применяют индустриальные масла И-12А, И-20А, И-ЗОА, И-45А, а от 60 до 100 °С -- цилиндровое 11, автотракторное АК-10. Подачу масла в подшипники производят с помощью смазочного кольца (подшипники с кольцевой смазкой), масленок фитильного и капельного типа. В справочной литературе имеются данные для выбора смазочного масла в зависимости от скорости и давления на подшипник [2]. Консистентные смазки применяют для подшипников скольжения, работающих при высоких температурах, во влажной и запыленной среде, при малых скоростях и больших нагрузках. Смазка хорошо заполняет зазоры и препятствует проникновению пыли и влаги к местам трения. Подачу смазки к подшипникам производят через пресс-масленки шприцами или через колпачковые масленки. Смазки выбирают в зависимости от температур нагрева подшипников и окружающей среды. При температурах от 0 до 50 V применяют смазку УСс-2, при температурах выше 50 °С - УС-3. Смазочные материалы для подшипников качения выбирают руководствуясь теми же соображениями, что и для подшипников скольжения (для подшипников с хорошими уплотнениями - жидкие масла, а дпя подшипников с неплотными корпусами и работающих в пыльной и влажной среде - консистентные смазки). Масла применяются при любых скоростях подшипников, а консистентные смазки - только при определенных конструктивных параметрах узла, т. е. тогда, когда произведение диаметра вала на частоту его вращения будет меньше 300 000. Подшипники качения работающие в масляной ванне, смазываются теми же маслами, что и детали зубчатой передачи. Уровень масла в корпусе подшипника должен быть не выше центра нижнего шарика ил и ролика при частоте вращения до 5000 мин"1, а при большей частоте вращения они должны только касаться масла. Смазку некоторых подшипников производят разбрызгиванием. Чаще всего для подшипников качения применяют индустриальные и автотракторные масла И-12А, И-20А, И-ЗОА, цилиндровое 11, АК-10. Смазочные материалы для зубчатых и червячных передач выбирают в зависимости от режимов их работы, конструкции сборочной единицы, способов подачи масла и материала зубчатых колес. Для смазывания закрытых зубчатых передач применяют автотракторные АК-10, АК15, трансмиссионные летние и зимние и реже - индустриальные масла, вязкость которых летом должна быть 25 - 50x10"6 м2/с, а зимой 10 -20x10" м/с. Смазывание передач трансмиссионными маслами дает меньший износ, чем автотракторными. Зубчатые передачи с окружной скоростью 12-15 м/с смазываются непосредственно маслом из картера. Нормальный уровень масла в цилиндрических редукторах должен обеспечивать погружение в масло зубьев наибольшего колеса на 0,75 его высоты. В червячных редукторах при расположении червяка над червячным колесом масло должно покрывать червяк на высоту витка, а при расположении червяка под колесом - нижний зуб червячного колеса. В редукторах с коническими передачами зуб конической шестерни должен быть в масле по всей ширине. Слой смазки при этом не должен быть больше 10 мм. Превышение нормального уровня масла ведет к росту потерь мощности на перемешивание, а также вызывает вспенивание масла. Вязкость заливаемого масла зависит от материала передач и окружных скоростей колес. С повышением прочности материала надо применять более вязкое масло, а с увеличением скорости - масло меньшей вязкости. Для передач с окружными скоростями, более 15 м/с, применяют циркуляционную смазку, т. е. непрерывную подачу масла через сопло. Открытые тихоходные передачи, работающие со скоростью до 4 м/с, смазывают консистентными смазками УСА, Усс-2 и солидолом. Содержание графита в смазке уменьшает износ зубьев. Срок работа смазки в открытых передачах, как правило, составляет 1 - 5 дней. Смазку наносят на зубчатые колеса равномерно по окружности через каждые 2-3 зуба. Смазку цепных передач в зависимости от скорости движения цепи, удельного давления в ее шарнирах и температурных условий производят жидкими маслами или консистентными смазками. С увеличением скорости цепи и удельных давлений в шарнирах вязкость масла должна увеличиваться. В противном случае смазка может быть сброшена центробежными силами. В шарнирах с удельным давлением до 10 Па используют масла вязкостью (3 -5)-10"6 м2/с, а с удельным давлением более 30 Па - (7 - 9)-10"6 м2/с. Для смазки цепных передач применяют индустриальные масла И-20, И-30, И-45, И-50, цилиндровое 11, полугудрон, а также АК-10. При скорости цепи менее 4 м/с смазку передачи производят вручную из масленки; при скорости 4-6 м/с применяют капельную смазку с помощью масленок-капельниц и при скорости 10-12 м/с - непрерывную смазку при помощи масляной ванны. Смазку стальных канатов производят для предохранения их от коррозии и загнивания пеньковой середины, уменьшения трения между прядями каната при огибании блоков и барабанов. Канаты смазывают до установки на машину и в процессе эксплуатации в соответствии z инструкциями. Смазка канатов производится маслом индустриальным И45, цилиндровым 24, осевым Л и 3, канатной смазкой ИК, а также УС-2 и УСс-2. В зимних условиях часто применяют смесь, состоящую из 55 % мазута и 45 % битума.
