6.4. Присадки

Присадки - вещества, добавляемые в незначительных количествах к топливам, смазочным материалам и специальным жидкостям для придания им новых свойств или с целью изменения существующих. Присадки не применяют в чистом виде, но их добавление (иногда в малых количествах) существенно улучшает те или иные эксплуатационные свойства жидких масел и пластичных смазок.

В технике применяется значительное количество разнообразных по назначению присадок. Смазочные и гидравлические масла для ПТМ могут содержать противозадирную, антикоррозионную, противопенную и деэмульгирующую и другие присадки.

Противозадирная присадка повышает способность смазочного материала препятствовать заеданию трущихся поверхностей или уменьшает его интенсивность и продолжительность. Эти присадки представляют собой органические соединения, содержащие серу, хлор или фосфор, которые могут реагировать с поверхностью трения стальных деталей, образуя на ней сульфидные, хлоридные, фосфатные пленки железа, например, осерненный октол, АБЭС и др.

Противоржавейная присадка повышает способность смазочного материала защищать от ржавления поверхности деталей из сплавов на основе железа. В качестве присадки используют жирные кислоты, сульфонаты, нитрованные нефтепродукты, комбинированные присадки АКОР-1, КП и др.

Антикоррозионная присадка обеспечивает защиту от коррозии деталей из цветных сплавов. Для смазочных масел различного назначения применяется присадка АКОР-1. Часто функции антикоррозионной защиты помогают выполнять вводимые в масла многофункциональные присадки, например, ВНИИНП-370 и др.

Противоизносная присадка уменьшает скорость изнашивания поверхности трения. Наиболее распространенные фосфоросодержащие и серохлорфосфоросо-держащие соединения, например, ДФ-1 - антиокислительная присадка.

Противопенная присадка препятствует вспениванию смазочного материала. Пена образуется в картере, когда в масло при взбалтывании и разбрызгивании заносятся воздух, пары бензина и отработанные газы, особенно, если масло содержит поверхностно-активные вещества. Противопенная присадка сокращает длительность существования пузырьков воздуха, способствует быстрому разрушению пены. Наиболее известны противопенные присадки силиконового происхождения. Например, ПМС-200А представляет собой полиметил-силоксан, который вводят в масла в количестве 0,001...0,005%.

Антифрикционная присадка — необходима для снижения коэффициента трения. Действие присадок основано на их химическом взаимодействии с трущимися поверхностями металла и образовании соединений в виде пленок со свойствами, обеспечивающими уменьшение коэффициента трения. Для этого используют органические соединения металлов в сочетанин с соединениями серы,хлора, фосфора (например, свинцовое мыло и осерненные жиры). Наиболее эффективны многокомпонентные присадки, содержащие попарно или вместе хлор, серу и фосфор.

Адгезионная присадка — для повышения липкости смазочного материала. Применяют добавки смолистых углеводородов (в основном битумов), а также окисленных продуктов (окисленный парафин). Такие присадки эффективны для открытых зубчатых передач, открытых подшипников, в цепных передачах, т. е. там, где необходимы полугустые смазки, которые бы не сбрасывались под действием центробежных сил. В закрытых зубчатых передачах хорошие результаты дает применение высоковязких малоочищенных или неочищенных продуктов, а также добавление к очищенным маслам животных или растительных жиров.

Противоокислительная присадка — для повышения устойчивости масла против действия кислорода воздуха и удлинения сроков его смены. Используют комплексы соединений серы и фосфора и полисилоксановые жидкости, добавляемые в ничтожно малых количествах (тысячные доли про цента).

Депрессоры — для понижения температуры застывания и улучшения вязкостно-температурных свойств масла. Действие депрессоров основано на том, что они разделяют кристаллы парафина и препятствуют их когезии (сращиванию). В качестве депрессоров используют продукты конденсации парафина и нафталина.

Противопригарная (моющая) присадка— для уменьшения образования нагаров. 6.5. Смазывание

Смазывание - подведение смазочного материала к поверхностям трения. Следует выделить следующие виды смазывания.

При смазывании кольцом смазочный материал подается к поверхности трения кольцом, увлекаемым во вращение валом. Применяется в узлах трения, имеющих корпус подшипника типа буксы с масляной ванной, в которую окунается нижняя часть кольца, например, в системах трансмиссионных передач, для осей крановых тележек, в редукторах подъемных машин. Недостатком такого вида смазывания является затруднение в смазке узлов при пуске машины.

При смазывании погружением поверхность трения частично или полностью, периодически или постоянно погружается в ванну с жидким смазочным материалом. Широко применяется в редукторах, где подача смазочного материала осуществляется зубьями колес большого диаметра вследствие их погружения в масляную ванну. Характеризуется простотой и безотказностью в эксплуатации, однако область применения ограничивается окружной скоростью υ: при υ > 10 м/с масло срывается с поверхности зубьев и не попадает в зону контакта.

Смазывание разбрызгиванием - жидкий смазочный материал подается к поверхностям трения благодаря его разбрызгиванию движущимися деталями. Так, например, смазываются подшипниковые узлы редукторов картерного типа, где разбрызгивание масла осуществляется зубчатыми колесами.

При смазывании под давлением масло подается в зазор между втулкой и валом под давлением, превышающим нагрузку на подшипник. При этом вал как бы всплывает. Применяется при малой угловой скорости, когда масляный клин не образуется.

В технике применяются и другие виды смазывания: набивкой, масляным туманом и т. п.

Объем масла, заливаемого в корпус закрытой зубчатой передачи, рассчитывают по глубине погружения зуба в масло:

V_p=(h₁₊h₂)F₀,

где h₁ - глубина погружения зуба в масло: в цилиндрической передаче большее зубчатое колесо должно быть погружено в масло на глубину, равную 1/3 высоты зуба, а в конических передачах зуб должен быть погружен в масло на всю высоту; h₂ - зазор между зубчатым колесом и основанием корпуса; F₀ - площадь основания корпуса.

Так же можно определить V_p по передаваемой редуктором мощности:

V_p=KN,

где К - коэффициент пропорциональности; К = 0,34...0,68 л/кВт; N - передаваемая мощность, кВт.

Расход масла для зубчатых передач закрытого типа, г/сут:

q_p=K_pV_p,

где K_p- коэффициент расхода; K_p = 1,6...0,6 г/л; при увеличении V_p уменьшается К_р.

Количество масла, подаваемого в подшипник скольжения, г:

Q_n.c.. = 1/4π(d²_п-d²_в)lρ,

d_п - диаметр подшипника, мм; d_в- диаметр вала, мм; l- длина подшипника, мм; ρ - плотность масла, г/мм³.

Расход масла для подшипников скольжения, работающих в условиях жидкостного трения, г/ч:

q_n.c.=4,6РΔ³/(сη),

где Р - давление шипа, Па;

Δ - диаметральный зазор в подшипнике, мм;

с = l/d - отношение длины цапфы к ее диаметру;

η- динамическая вязкость масла, Па·с.

Ориентировочный расход масла для подшипников качения, г/ч:

Q_n.к.. =7,5·10^-4db,

где d и b - соответственно внутренний диаметр и толщина подшипника.

Количество масла, г, на одно смазывание направляющих скольжения ориентировочно можно определить по формуле:

Q_н=KF,

где F - площадь трения, мм²; К - коэффициент, равный 1,6...0,8 для горизонтальных направляющих и 2,4... 1,4 - для вертикальных.

Количество масла для смазывания ходовых винтов, г:

ъъ

Q_в=0,ld_в l_в,

где d_в - диаметр винта, мм; l_в - длина винта, м.

Количество смазочного материала, г, для смазывания канатов подсчитывается по формуле:

Q_к=5d_к l_к,

а количество смазочного материала для разового смазывания –

Q_к.р.=1,6d_к,

где d_к - диаметр каната, мм; l_к - длина каната, м.

Количество высоковязкого масла или пластичного смазочного материала, г, для смазывания открытой зубчатой передачи можно определить следуъющим образом:

Q_з.л = 10^-3B(D + d),

где В - ширина зуба, мм; D + d - сумма диаметров зубчатого колеса и шестерни.

Смазывание машин осуществляется на основании схемы смазывания и химмотологической карты, представленных в руководстве по эксплуатации, разработанном заводом-изготовителем. Смазка машины базируется на научных результатах химмотологии (химия, мотор, логика-логия).

Схема смазывания - это схематическое изображение изделия в одной или нескольких проекциях, на которых указаны заливочные, заправочные, сливные и контрольные устройства (отверстия). Эти устройства обозначаются жирными точками, нумеруются арабскими цифрами (по часовой стрелке) и называются позициями смазки. Одинаковые по назначению устройства обозначаются порядковыми номерами, записанными друг под другом, причем верхний номер относится к видимой позиции, нижний - к невидимой. В нашем случае –это упрощенное изображение машины с указанием позиций – точек смазки.

Химмотологическая карта содержит указания по обеспечению изделия смазочными материалами и оформляется в виде таблицы (таблица 1).. Она имеет 23 графы, а строк столько, сколько точек смазки. Химмотологическая карта введена во 2-ой половине XX века.

В колонке 1 химмотологической карты записываются наименования составных частей или сборочных единиц изделия с заливочными, сливными и контрольными устройствами и указываются позиции схемы смазки в нарастающей последовательности.

В колонках 2-5 записываются типы и присоединительные размеры устройства смазки. Полные наименования и марки смазочных материалов приводъъъятся в колонке 6. В числителе указывается основной смазочный материал, в знаменателе - его заменитель. В понятие смазочных материалов входят смазочные масла, пластичные смазки, рабочие и промывочные жидкости. При использовании в качестве рабочей жидкости водомасляной эмульсии в колонке 6 записываются ее наименование, марка присадки или эмульсиола, номер ТУ или ГОСТ и процентное содержание их в воде по массе. В колонку 7 вносятся аналогичные данные о промывочной жидкости.

В колонки в и 9 записываются массы первоначальных заправок смазочных материалов и промывочной жидкости, необходимой при проведении периодических полных замен.

В колонках 10 и 11 указывается периодичность выполнения плановых работ по полным заменам и доливкам смазочных масел и рабочих жидкостей и пополнения пластичными смазками. Периодичность выражается в единицах наработки - машино-часах.

Колонка 12 при выполнении задания не заполняется. В колонках 13 и 14 указываются наименование и характеристики технических средств (инструментов и приспособлений), необходимых для проведения работ, связанных с обеспечением составных частей и сборочных единиц смазочными материалами или рабочей жидкостью.

В колонках 15-21 указываются нормы расхода свежих смазочных материалов, относящиеся к принятой периодичности полных замен.

Колонки 22 и 23 предназначены для записи нормы сбора отработанных нефтепродуктов. Для подземного оборудования сбор отработанных нефтепродуктов не предусматривается, поэтому колонки 14,22 и 23 не заполняются.

Выбор типа и марки смазочного материала осуществляется на основании приведенных ниже положений.

В целом при выборе основных смазочных материалов или их заменителей необходимо учитывать следующее:

• узлы трения с большими удельными давлениями и небольшой скоростью смазывают более вязкими маслами (чем меньше давление и больше скорость, тем менее вязкими должны быть масла);

• с увеличением зазора в сопряжениях и температуры применяют материалы более высокой вязкости;

• в системах с принудительной циркуляционной или проточной смазкой применяют масло небольшой вязкости;

• для деталей сопряжений, которые должны удерживать смазку на своей поверхности, используют консистентные смазки;

• водомасляные эмульсии, содержащие незначительные (до 3%) количества присадок, могут одновременно выполнять и функции смазывания соприкасающихся поверхностей взаимно перемещающихся деталей.

При выборе смазочных материалов для узлов трения и консервации изделий руководствуются рассмотренными характеристиками смазочных материалов. При этом должны тщательно анализироваться и учитываться условия их использования. При выборе жидких масел следует стремиться максимально приблизиться к условиям жидкостного трения согласно формуле. Предварительный подбор смазочных материалов и режимов смазки для типовых узлов трения (подшипников скольжения и качения, плоских поверхностей скольжения, зубчатых и червячных редукторов, открытых зубчатых передач, зубчатых муфт, цепных передач, ходовых винтов, стальных канатов и др.) проводят по формулам, таблицам и диаграммам, приведенным в специальных справочниках (Справочник по применению и нормам расхода смазочных материалов. М.: Химия, 1977- 768с.). Но расчетным путем трудно полностью учесть влияние режимов работы (нагрузки, скорости, температуры и др), технического состояния машины и фактических условий ее эксплуатации (окружающая среда, коэффициент загрузки и т. д.). Поэтому подобранные по справочникам режимы смазки нужно откорректировать с учетом экспериментальных данных или эксплуатационного опыта.