Раздел 6

1. Технологический процесс промывки оборудования и смены смазоч­ных материалов. Правила применения масел, моющих составов и смазок.

Промывка заключается в удалении с узлов и деталей оборудования грязи, металлической и абразивной пыли, отходов. При периодической промывке выполняются следующие работы: промывка картеров, ванн и отстойников; промывка и прочистка всех смазываемых отверстий и масленок, предохранительных фильтров смазочной системы, маслопроводов; заправка всех смазываемых отверстий, масленок и емкостей свежей смазкой. Промывке подвергаются прежде всего агрегаты, работающие в запыленной, загрязненной или абразивной среде. Перечень агрегатов и отдельных узлов, подвергающихся промывке, а также ее периодичность устанавливаются отделом главного механика на основании инструкций заводов-изготовителей и условий эксплуатации оборудования. Промывка осуществляется в нерабочие смены и выходные дни. Периодичность промывки зависит от вида оборудования и условий его эксплуатации. Например, литейное оборудование подвергается промывке примерно через 50 ч работы, металлорежущие станки, работающие с абразивными инструментами, — через 100, а с металлорежущими — через 150 ч.

Замена и пополнение масел производится через определенный период на всем оборудовании с централизованной и картерной системами смазки по специальному графику, предусматривающему совмещение этих работ с промывками, осмотрами и плановыми ремонтами. При этом предусматривается ежесменное смазывание для создания нормальных условий работы и предупреждения преждевременного износа трущихся поверхностей, пополнение масел в редукторах и резервуарах и замена смазочных материалов в редукторах и резервуарах через определенное время работы по карте смазки.

Смазочные материалы. Назначение. Классификация. Основные параметры и свойства смазочных материалов. Материалы, способствующие уменьшению силы трения и износу трущихся поверхностей, увеличению нагрузочной способности механизмов, называют смазочными материалами. Смазочные материалы широко применяются в современной технике, с целью уменьшения трения в движущихся механизмах (двигатели, подшипники, редукторы, и.т д), и с целью уменьшения трения при механической обработке конструкционных и других материалов на станках (точение, фрезерование, шлифование и т. д.). В зависимости от назначения и условий работы смазочных материалов (смазок), они бывают твёрдыми (графит, дисульфид молибдена, иодид кадмия, диселенид вольфрама, нитрид бора гексагональный и т. д.), полутвёрдыми, полужидкими (расплавленные металлы, солидолы, консталины и др), жидкими (автомобильные и другие машинные масла), газообразными (углекислый газ, азот, инертные газы). По происхождению или исходному сырью различают такие смазочные материалы:    – минеральные, или нефтяные, являются основной группой выпускаемых смазочных масел (более 90 %). Их получают при соответствующей переработке нефти. По способу получения такие материалы классифицируются на дистиллятные, остаточные, компаундированные или смешанные;    – растительные и животные, имеющие органическое происхождение. Растительные масла получают путем переработки семян определенных растений. Наиболее широко в технике применяются касторовое масло.    – животные масла вырабатывают из животных жиров (баранье и говяжье сало, технический рыбий жир, костное и спермацетовые масла и др.).    – органические, масла по сравнению с нефтяными обладают более высокими смазывающими свойствами и более низкой термической устойчивостью. В связи с этим их чаще используют в смеси с нефтяными;    – синтетические, получаемые из различного исходного сырья многими методами (каталитическая полимеризация жидких или газообразных углеводородов нефтяного и ненефтяного сырья; синтез кремнийорганических соединений – полисиликонов; получение фтороуглеродных масел). Синтетические масла обладают всеми необходимыми свойствами, однако, из-за высокой стоимости их производства применяются только в самых ответственных узлах трения.             По внешнему состоянию смазочные материалы делятся на:    – жидкие смазочные масла, которые в обычных условиях являются жидкостями, обладающими текучестью (нефтяные и растительные масла);    – пластичные, или консистентные, смазки, которые в обычных условиях находятся в мазеобразном состоянии (технический вазелин, солидолы, консталины, жиры и др.). Они подразделяются на антифрикционные, консервационные, уплотнительные и др.;    – твердые смазочные материалы, которые не изменяют своего состояния под действием температуры, давления и т. п. (графит, слюда, тальк и др.). Их обычно применяют в смеси с жидкими или пластичными смазочными материалами.             По назначению смазочные материалы делятся на масла:    – моторные, предназначенные для двигателей внутреннего сгорания (бензиновых, дизельных, авиационных);     – трансмиссионные, применяемые в трансмиссиях тракторов, автомобилей, комбайнов, самоходных и других машин; Эти два типа масел иногда объединяют термином «транспортные масла».    – индустриальные, предназначенные главным образом для станков;     – гидравлические для гидравлических систем различных машин;             Также выделяют компрессорные, приборные, цилиндровые, электроизоляционные, вакуумные и др. масла. Основные параметры. Основными характеристиками общими для всех жидких смазочных материалов являются:  вязкость;  температура застывания;  температура вспышки;  кислотное число. Вязкость — одна из наиболее важных характеристик смазочного материала, во многом определяющая силу трения между перемещающимися поверхностями, на которые нанесен смазочный материал. Значение вязкости смазочного материала всегда указывается при конкретном значении температуры, как прави ло, при 40 °С. Температура застывания (точка утечки) — самая низкая температура, при которой масло растекается под действием силы тяжести. Понятие температуры застывания используется для определения прокачиваемости масла по трубопроводам и возможности смазки узлов трения, работающих при пониженной температуре. Под температурой застывания масла подразумевается температура, при которой масло, помещенное в пробирку и наклоненное под углом 45°, не изменяет своего уровня в течение одной минуты.Температура застывания должна быть на 5 ... 7 °С ниже той температуры, при которой масло должно прокачиваться. Температура вспышки — самая низкая температура, при которой масло воспламеняется при воздействии на него пламени. Температуру вспышки паров масла необходимо знать при подаче масла к узлам трения, работающим при повышенной температуре. Температуру вспышки определяют в открытом или закрытом тигле. Обычно в справочниках указывается температура вспышки паров масла в открытом тигле. Кислотное число — мера содержания в масле свободных органических кислот. Кислотное число определяется количеством миллиграмм гидроксида калия (КОН), необходимым для нейтрализации всех кислых компонентов, содержащихся в 1 г масла. При старении масла кислотное число повышается. Во многих случаях это число является основным показателем для смены масла в циркуляционных смазочных системах. При выборе жидких смазочных материалов для конкретных условий работы руководствуются следующими характеристиками:  индекс вязкости — оценка изменения вязкости смазочного материала в зависимости от изменения температуры;  окисляемость — оценка способности масла вступать в реакцию с кислородом. Стойкость к окислению — показатель стабильности того или иного масла;  экстремальное давление (ЕР) — мера качества прочности масляной пленки, используется для характеристики смазочных материалов тяжело нагруженных поверхностей трения;  заедание (Stick-slip) — оценка способности смазочного материала предотвращать скачки или неустойчивое движения силового стола или каретки станка даже при крайне низких скоростях. Срок службы смазочного масла зависит от скорости накопления в нем вредных примесей и его старения Пластичные (консистентные) смазочные материалы. Представляют собой нефтяные или синтетические масла с добавлением многофункциональных присадок и загустителя, в качестве которого используются мыла высших сортов жирных кислот, твердые углеводороды (церазины, парафины), силикагель и сажа, относящиеся к термостойким загустителям и др. Пластичные смазочные материалы применяют в следующих случаях:  для тяжелонагруженных подшипников скольжения, работающих при небольших скоростях в условиях граничного трения с частыми реверсами или в повторно-кратковременном режиме;  когда смазочный материал кроме основного назначения используется как уплотняющий для предохранения поверхности от попадания загрязнителей из окружающей среды;  для создания защитной масляной пленки на поверхности трения при длительных остановках;  в узлах трения, доступ к которым затруднен или которые могут работать длительное время без пополнения смазки;  при необходимости одновременного использования смазочного материала для консервации и смазки механизма. Основные характеристики пластичных смазок:  вязкость;  предел прочности на сдвиг;  температура каплепадения;  число пенетрации. Вязкость пластичных смазочных материалов, в отличие от смазочных масел, зависит не только от температуры, но и от скорости деформации. Значение вязкости пластичного смазочного материала, определенное при заданной скорости деформации и температуре, является постоянным и называется эффективной вязкостью. Предел прочности на сдвиг — минимальное напряжение сдвига, которое вызывает переход смазки к ее вязкому течению. Предел прочности на сдвиг характеризует способность смазки удерживаться на движущихся деталях, вытекать и выдавливаться из негерметизированных узлов трения. Температура каплепадения — температура, при которой смазка утрачивает свою густую консистенцию и переходит в состояние жидкой смазки (температура, при которой падает первая капля). Обычно пластичную смазку применяют при температурах на 15 ... 20 °С ниже температуры каплепадения. Число пенетрации определяет степень загустения пластичного смазочного материала, которая по ГОСТ5346-78 определяется глубиной погружения в смазочный материал стандартного конуса пенетрометра за 5 с при температуре 25 °С и общей нагрузке 150 г и выражается в десятых долях миллиметра.

Смазка компрессоров

1 Системы смазки компрессоров и смазочные материалы

В поршневых компрессорах (ПК) для нормальной ра­боты узлы трения должны смазываться. Смазка уменьшает ра­боту механического трения и износ деталей. Масла охлаждают поверхности деталей, предохраняют их от коррозии, улучшают герметичность уплотнений, заполняя щели. Смазка в большей части ПК выполняется нефтяными маслами изготавливаемыми синтетическим путем. В тех случаях, когда технологические про­цессы исключают контакты с маслами, применяют изготовле­ние деталей из самосмазывающих материалов.

В поршневых ком­прессорах применяют две системы смазки:

1) цилиндров и саль­ников штоков;

2) узлов трения механизма движения.

Уплотнения поршня и сальников штоков находятся в контакте с горячими газами под повышенным давлением. К маслам, исполь­зуемых для смазки этих узлов, предъявляется ряд требований: 1) достаточная вязкость при рабочих температурах для создания устойчивой пленки на поверхности трущихся деталей; 2) стабиль­ность, т. е. сохранение свойства не вступать в соединения с сжи­маемыми газами и материалами деталей.

 Для смазки цилиндров и сальников применяются сле­дующие масла, изготавливаемые из нефти

Индекс вязкости ИВ характеризует зависимость вязкости масла от тем­пературы и измеряется в условных единицах. Масла с высоким ИВ (100) мало изменяют вязкость от температуры и потому их применение более предпочтительнее.

Для азотных, азотоводородных и водородных компрессоров рекомендуют для средних давлений легкие, а для высоких тяже­лые цилиндровые масла. Эти газы инертны к маслам и не образо­вывают нагара. Компрессоры для кислорода и других агрессивных газов сма­зывать минеральными маслами строго запрещено, так как прои­зойдет взрыв. В этих случаях используются синтетические не­углеводородные масла (фторорганические, полиэтиленгликолевые, полиоргано-силоксановые), мыльно-глицериновые смазки.

В эти­леновых компрессорах сверхвысокого давления цилиндры и сальники смазываются белым нафтеновым маслом или специаль­ными синтетическими маслами.  Масла для смазки механизма движения. Эти масла при раздель­ной смазке рекомендуется выбирать с вязкостью 40—70 сСт при   50 °С

Для смазки механизма движения оппозитных ком­прессоров рекомендуют ин­дустриальные масла И40А и И50А (ГОСТ 20799—75*). Для смазки механизма движения пригодны также масла: компрессорные К12 и К19,  и авиационные масла МС-20 и МК-22. В масла, используемые для смазки механизма дви­жения высокооборотных компрессоров, добавляют антипенные присадки (на­пример, ПМС-200А, кото­рую вводят в соотношении 0,003—0,005 % к массе масла). Масло в системе смазки механизма движения за­меняют, если в нем содер­жится более 2,5 % воды, если вязкость масла из­менилась на 20—25 % и если содержание механи­ческих примесей состав­ляет более 2 %. Средний срок службы масла около 2500 ч.

 Способы смазки цилиндров и сальников

Смазка  цилиндров поршневых компрессоров осуществляется одним из трех способов: разбрызги­ванием масла, залитого в картер; впрыском рас­пыленного масла в поток всасываемого    газа;    под давлением  от   специального масляного насоса. Смазка впрыском распы­ленного масла в поток вса­сываемого газа используется в  бескрейцкопфных     компрессорах.

Этот способ имеет ряд недостатков: лишь часть впрыскиваемого во всасывающий патрубок масла попадает на зеркало цилиндра; большая часть масла, не попадая на рабо­чую поверхность цилиндра, контактирует с горячим газом, что способствует увеличенному нагарообразованию.

Смазка цилиндров раз­брызгиванием применяется в бескрейцкопфных компрес­сорах. Обычно масло раз­брызгивается из масляной ванны в картере специаль­ным разбрызгивателем, устанавливаемом на шатуне.

При этом избегают уда­ров крышки шатуна по мас­лу, так как это приводит к потерям мощности и из­лишнему нагреву масла. Количество масла, попадаю­щего на зеркало цилиндра, при этом способе значительно превышает необходимое по нормам. Для снижения ко­личества масла, попадаемого в цилиндровую полость, на поршне устанавливают маслосъемные кольца.

Смазка разбрызгиванием  

Смазка впрыском распы­ленного масла в поток вса­сываемого газа используется в     бескрейцкопфных     компрессорах. Этот способ имеет ряд недостатков: лишь часть впрыскиваемого во всасывающий патрубок масла попадает на зеркало цилиндра; большая часть масла, не попадая на рабо­чую поверхность цилиндра, контактирует с горячим газом, что способствует увеличенному нагарообразованию. Смазка цилиндров и сальников подачей масла под давлением приме­няется чаще всего в крейцкопфных компрессорах. В ци­линдры горизонтальных компрессоров масло подводится в сере­дине хода поршня в верхней точке. При диаметрах цилиндра более 500 мм или при сжатии газов, которые разжижают масло, подвод осуществляют сверху и снизу, а при диаметрах ци­линдра более 1000 мм выполняют дополнительно боковые подводы. При работе компрессора масло нагревается до температуры 150-160°С, соприкасается с непрерывно меняющимися массами сжимаемого воздуха, распределяется тонким слоем на внутренних стенках цилиндра и работает при переменном давлении сжатого воздуха. В этих условиях на масло действует кислород сжатого воздуха, в результате чего оно быстро окисляется. Окисление изменяет физико-химические свойства масел: повышаются вязкость и кислотность, масло темнеет, в нем появляются вещества, выпадающие в виде осадка.  Неправильный выбор сорта, марки и расхода масла может быть причиной аварий компрессоров. Недостаточная смазка ведет к повышению температуры и усилению износа трущихся частей. При подаче слишком большого количества масла в цилиндры компрессора увеличивается нагарообразование на клапанах и в коммуникациях, что создает благоприятные условия для самовоспламенения нагара и возникновения взрывов. У компрессоров средней и большой производительности наиболее распространена смазка цилиндров и сальников под давлением. При этом способе масло подаётся к наиболее целесообразным местам и в строго определённых количествах. Учитывая различные давления воздуха в местах смазки и необходимость регулирования количества масла, подаваемого в каждую точку, для подачи масла применяют многоплунжерные насосы (лубрикаторы), состоящие из ряда одинаковых элементов. Каждый насосный элемент снабжает одну точку смазки и имеет индивидуальную регулировку подачи масла.  

Очистка циркуляционного масла

Циркуляционная смазка под давлением даёт возможность постоянно очищать масло от механических примесей. Современные системы смазки имеют несколько ступеней очистки. Первая наиболее грубая фильтрация осуществляется при засасывании масла из маслосборника; приёмное устройство имеет сетку, которая предохраняет насос от попадания в него наиболее крупных твёрдых частиц. Вторая ступень фильтрации – пропускание всего количества масла после насоса через фильтр грубой очистки, который задерживает частицы размером более 0,08 – 0,1 мм. В качестве фильтров грубой очистки широкое применение нашли щелевые пластинчатые фильтры. Рекомендуется производить очистку масла от частиц, превышающих размером толщину масляного слоя в подшипниках. Для этого в некоторых компрессорах используют третью ступень очистки и пропускают через фильтр тонкой очистки часть потока масла (5 – 15% от всего количества). После фильтра тонкой очистки масло сбрасывается в маслосборник. При этом всё масло профильтровывается после нескольких циклов обращения. В качестве фильтров тонкой очистки применяют центробежные сепараторы или фильтры с картонными элементами, которые удерживают не только твёрдые частицы размером до 0,001 мм, но и часть продуктов разложения смазочного масла. В компрессоре 4М10 – 100/8 в системе смазки механизма движения масло охлаждают, пропуская через специальные масляные холодильники или путём погруженного в маслосборник змеевика, в котором протекает охлаждающая вода.