7.6.3. Показатели физических свойств минеральных масел

Вязкость

При подборе минеральных масел значение вязкости является определяющей величиной. Различают вязкость динамическую – и кинематическую – . В системе СИ за единицу динамической вязкости принята Паскаль ·секунда (Па ·с), за единицу кинематической вязкости – м²/с. Для характеристики вязкости минеральных масел используются более мелкие единицы измерения – мПа ·с и мм²/с. Соотношение между динамической и кинематической вязкостью определяется зависимостью:

, (7.11)

где – плотность минерального масла.

На вязкость существенное влияние оказывает температура. В инженерных расчетах значение вязкости в зависимости от температуры можно определить по формуле Прокофьева:

, (7.12)

где – значение динамической вязкости при эталонной температуре (40, 50, 100^оС);

t – температура, при которой определяется вязкость смазочного материала, как правило рабочая температура;

n – коэффициент, определяемый из зависимости:

. (7.13)

Для характеристики изменения вязкости в зависимости от температуры существует так называемый индекс вязкости – ИВ. Если ИВ находится в пределах 85…95, то минеральное масло имеет удовлетворительную вязкостно-температурную характеристику. Чем выше ИВ, тем с меньшей интенсивностью изменяется вязкость с изменением температуры, тем надежнее реализуется режим жидкостной смазки в более широком температурном диапазоне.

Температура застывания

Температурой застывания условно считается та температура, при которой масло, помещенное в пробирку, не меняет положение мениска (на глаз) при повороте пробирки из вертикального положения в наклонное под углом 45^о.

Температура вспышки

Температура, при которой мгновенно вспыхивают накопившиеся газообразные углеводороды при приближении открытого пламени. Чем выше температура вспышки, тем более стабильно минеральное масло.

Кислотное число

Кислотное число характеризует количество щелочи КОН в мг, необходимой для нейтрализации кислот, находящихся в 1 г. масла. Присутствие кислот, особенно низкомолекулярных, вызывает интенсивную коррозию металлов. Повышение кислотного числа характеризует старение минерального масла.

Анилиновая точка

Это температура, при которой равные объемы минерального масла и анилина разделяются на две фазы. Чем выше температура разделения смеси, тем больше в масле ароматических соединений, тем ниже ИВ.

Противозадирные свойства

Характеризуются индексом задира – и нагрузкой заедания – .

,

где – нагрузка прижатия верхнего шара к нижним в четырехшариковой машине трения;

– диаметр площадки упругой деформации шаров;

– диаметр пятна износа.

Более износостойкими являются остаточные масла. Для них =0,6…0,8 мм при нагрузке 196 Н по ГОСТ 9490-75. Для дистиллятных масел =0,8…1,1 мм.

7.6.4. Фильтрация масел

Любая система смазывания и гидравлическая система загрязнены уже до начала эксплуатации (остатки материала, образовавшиеся при изготовлении, частицы, попавшие в момент сборки).

Степень загрязнения системы увеличивается вследствие износа за счет попадания загрязнений через вентиляционные отверстия, уплотнения, в процессе проведения ремонтов. При этом в одном литре масла может находиться до 100 млн. частиц размером более 1 мкм.

До 80% отказов в смазочных и гидравлических системах вызваны загрязнениями (заклинивание, более длительный рабочий цикл за счет износа сопряжений, вибрация подшипников, отсутствие необходимого давления, повышение температуры масла). Поэтому необходима соответствующая постоянная фильтрация масла. С этой целью используют защитные фильтры грубой очистки и рабочие фильтры сверхтонкой очистки. Первые задерживают крупные частицы, размеры которых значительно больше зазоров. Рабочие фильтры удаляют частицы до 5 мкм и сводят износ до минимума. Решающее влияние на износ узлов трения наряду с размерами частиц оказывает и их количество.

Разработан международный стандарт ИСО 4406 на чистоту масла. По этому стандарту определяется количество частиц размером более 5 мкм и частиц размером более 15 мкм в 100 мл жидкости.

Обычные фильтры задерживают частицы размером более 25 мкм, что определяет невысокий срок службы узлов трения, работающих в режиме эластогидродинамической смазки. Существенно повышается срок службы таких узлов при фильтрации частиц менее 10 мкм.

В процессе эксплуатации необходимо удалять не только частицы загрязняющих веществ, но и воду, проникающую в систему. Вода способствует кавитации, коррозии, ускоренному старению масла, особенно при наличии частиц железа или меди, которые являются катализаторами старения масла при наличии воды. Наряду с этим вода способствует осаждению присадок, уменьшению толщины смазочной пленки, ускоренному износу шестеренчатого насоса.