9.4. Класифікація й основні властивості мастил.

Мастильні матеріали – це речовини, які використовуються для змащування і охолодження деталей машин та механізмів, що призводить до зменшення сили тертя і вилучення зношених частинок. Крім того, мастильні матеріали захищають метал від корозії, виконують функцію робочої рідини. Яка охолоджує різні частини при їхній взаємодії.

Основна частина мастильних матеріалів мінерального походження отримується у результаті переробки нафти. Органічні мастила (рослинні і тваринні), хоч і володіють хорошими властивостями щодо змащування, чутливі до дії підвищеної температури, тому застосовуються, головним чином, як добавки до мінеральних олій. Недоліками мастильних матеріалів (мінеральних і органічних) є те, що вони застигають при охолодженні до температури нижче - 20۫ С, випаровуються і окислюються при нагріванні до температури вище 150 – 200 ۫ С. Синтетичні мастильні матеріали, які виробляються на основі спиртів, ефірів і кремнійорганічних з’єднань, відзначаються високими експлуатаційними властивостями (у тому числі і термостійкістю), однак мають поки обмежене застосування, тому що вони дорожчі нафтових олій.

Мастила підрозділяють на:

• Моторні, призначені для використання в карбюраторних, дизельних і авіаційних двигунах внутрішнього згорання;

• Індустріальні, які застосовуються для змащення промислового устаткування, приладів, гідравлічних передач, металорізальних верстатів, контрольно – вимірювального обладнання й інших машин і механізмів;

• Трансмісійні – для змащення агрегатів усіх видів трансмісій;

• Турбінні;

• Компресорні.

Для поліпшення експлуатаційних властивостей у мастила вводять присадки – складні органічні або металоорганічні з’єднання. Кількість присадок залежить від призначення й умов експлуатації мастильних матеріалів і коливається від сотих часток до десятків відсотків. Присадки поділяються на індивідуальні (при додаванні в мастило поліпшують лише якусь одну його властивість) і багатофункціональні (комплексні). За здатністю поліпшувати ті або інші властивості мастил застосовуються присадки в’язкі, депресорні, анти окисні, протизносні, антикорозійні, миючі і комплексні.

В’язкі присадки (до 3 %) підвищують в’язкість і поліпшують в’язкісно – температурні властивості мастил.

Депресорні (до 0,5 – 1,0 %) знижують температуру застигання мастил за рахунок утворення на поверхні продукту високо застигаючої захисної вуглеводневої плівки.

Антиокисні (до 1 %) підвищують хімічну стабільність мастил завдяки затримці періоду утворення продуктів окислювання.

Антикорозійні присадки (десяті частки відсотка і вище) підрозділяються на дві основні групи: перша група (сірчисті і фосфорні з’єднання ) утворює на поверхні металу захисні плівки, друга – нейтралізує агресивні продукти згорання палива й окислювання мастила.

Протизношувальні (до 1,5 – 2,0 %) зменшують знос металу в результаті підвищення поверхневої пластичності, миючі (3 – 15 %) зменшують інтенсивність нагаро – і шлакоутворення на деталях циліндропоршневої групи.

Комплексні (багатофункціональні) присадки, що поліпшують декілька властивостей мастил, являють собою суміші присадок різного призначення або специфічні органічні сполуки.

Основні експлуатаційні властивості мастил - в’язкість, температура застигання і спалаху, ступінь окислювання, корозійна стійкість, протизносність, миючі і протипінні властивості. Найважливішою властивістю мастил є в’язкість, яка впливає на ефективність охолодження, легкість запуску, тому значення в’язкості вказується в марках багатьох мастил. В’язкість залежить від температури, причому для різних видів мастил в’язкість нормується при різній температурі і визначається за часом витікання випробовуваного мастила в обсязі кульової ємкості через капіляр віскозиметра. Температура застигання мастил – це температура, при якій мастило в процесі дослідження застигає настільки, що при нахилі пробірки з продуктом під кутом 45 ۫ залишається нерухомим протягом 1 хв.

Температура спалаху мастила характеризує межі його кипіння і пожежну безпеку. Властивості мастил змінюються не тільки під дією температури, а й у присутності кисню. Здатність мастил протистояти реакціям взаємодії з киснем називається хімічною стабільністю.

Корозійна стійкість деталей машин багато в чому залежить від якості і хімічного складу мастил. Найбільш шкідливого корозійного впливу завдають органічні і мінеральні кислоти, що знаходяться в мастилі, вода і сірчисті з’єднання, тому їхній вміст повинен бути обмежений. Для нейтралізації продуктів неповного згорання палива і запобігання їхнього корозійного впливу на деталі двигуна моторні мастила повинні містити визначений лужний запас (лужне число) – звичайно від 2 до 10 мг.

Перед застосуванням мастила варто очищати від механічних домішок відстоюванням або фільтруванням (фільтрацією). Мийні властивості характеризують здатність мастил створювати необхідну чистоту деталей, підтримувати продукти окислювання в зваженому стані. Мийні властивості залежать від хімічного складу, способу одержання та очищення мастила і можуть бути поліпшені введенням у мастило мийних присадок. Протипінні присадки поліпшують експлуатаційні властивості мастил і підвищують їхню здатність виділяти повітря і гази без появи піни.

Моторні мастила, призначені для експлуатації карбюраторних і дизельних двигунів, мають єдину систему позначень і випускаються в’язкістю 6 – 20 мм / с при температурі 100 ۫ С. за експлуатаційними показниками вони підрозділяються на шість груп (А, Б, В, Г, Д і Е), у кожну з яких входять мастила з однаковою в’язкістю, що відрізняються кількістю і ефективністю введених присадок. При маркуванні моторних мастил спочатку ставлять літеру М (моторне мастило), потім цифри, що показують значення кінематичної в’язкості і літеру, що характеризує рівень експлуатаційних властивостей мастил з індексами 1 або 2. Індекс 1 показує, що мастило призначене для карбюраторних двигунів, а 2 – для дизельних. У групу А входять мастила, що містять невелику кількість присадок. Вони випускаються марок М - 6А, М – 8А, М – 10А. Мастила групи Б, В, Г випускаються для карбюраторних і дизельних двигунів, а групи В, Г – крім того, зимові і літні. Мастила групи Д містять до 18% різних присадок і застосовуються у високо форсованих дизелях, що працюють на сірчаному паливі, а групи Е – до 22 % присадок і використовуються в тихохідних дизелях, що працюють на високо сірчаному паливі.

Індустріальні мастила підрозділяються на мастила загального і спеціального призначення і випускаються без присадок і з присадками. Основним експлуатаційним показником є в’язкість, що входить до марки.

Трансмісійні мастила призначені для змащування редукторів, коробок швидкостей, коробок передач рульового керування. Умови тертя в зубчатих передачах більш напружені (високі питомі навантаження і температура) у порівнянні з іншими механізмами, тому трансмісійні мастила повинні мати високі і стабільні протизношувальні та інші властивості, а також необхідну в’язкість.

Турбінні мастила застосовуються для змащення підшипників парових і газових турбін, турбонасосів, генераторів електричного струму й іншого енергетичного устаткування. Найбільш розповсюдженими є Тп – 22, Тп – 30, Тп – 46. турбінні мастила містять комплексну присадку і володіють високими експлуатаційними властивостями.

Компресорні мастила (К -12, К – 19, КС - 19) призначені для змащення деталей компресорів (циліндр, клапан) і герметизації камер стиску та використовуються в умовах високих температур і тисків. Компресорні мастила повинні володіти високою термоокислюючою і корозійною стійкістю, хорошими в’язкісно – температурними показниками.