14. Назначение и виды присадок.

Присадки не применяют в чистом виде, но их добавление (иногда в малых количествах) существенно улучшает те или иные эксплуатационные свойства жидких масел и пластичных смазочных материалов.

Содержание присадки в смазочном материале колеблется в зависимости от типа масла или пластичного смазочного материала от 0,01 до 20 % и выше.

Присадки классифицируют по назначению и составу. По назначению различают следующие присадки:

• адгезионные,

• деэмульгаторы,

•моющие (ПМС, СК-3, MACK),

•противопенные (ПМС-200А),

•вязкостные (ПИБ, КП-10),

•противокоррозионные (АКОР-1, МНИ-7),

•депрессорные (ВНИИНП-157, ПМАД),

•антиокислительные (ЛАНИ-317, ДФ-11),

•приработочные (АЛП-2), фрикционные (АЛП-2),

•противозадирные (ОТП, ЛЗ-28, АБЭС),

•противоизносные (ДФ-11, ЭФО, Хлорэф-40),

•многокомпонентные (ВНИИНП-360 + ПМС + ВНИИНП-354; ДФ-11 + ПМС-200А).

Адгезионные присадки предназначены для повышения липкости и нерастекаемости масел. В эту группу присадок входят полярно-активные вещества, повышающие адгезионные силы притяжения пленки масла к твердой поверхности детали.

Моющие присадки служат для предотвращения отложений и нага- гообразования на поверхностях деталей, работающих при повышенной температуре.

Деэмульгаторы — присадки, разрушающие водо-масляные эмульсии и, таким образом, способствующие снижению содержания воды в смазочном материале.

Антиокислительные присадки используют для замедления процессов старения и окисления масел.

Депрессорные присадки предназначены для снижения температуры застывания и, как правило, входят в состав масел, рекомендуемых для применения в зимнее время и условиях холодного климата.

Назначение присадок остальных типов очевидно из их наименования.

Для улучшения эксплуатационных свойств масел в их состав вводят композицию нескольких присадок — так называемые многокомпонентные присадки, обеспечивающие противоизносные, антиокислительные, противокоррозионные и моющие свойства.

Состав композиции зависит от назначения присадок и совместимости ком-понентов.

Действие противоизносных, противозадирных и противофрикционных присадок основано на их химическом взаимодействии с трущимися поверхностями металла и образовании соединений в виде пленок со свойствами, обеспечивающими снижение износа, устранение заедания и уменьшение коэффициента трения (химическое полирование поверхности; разрушение мест схватывания благодаря пониженной прочности, образующихся пленок по сравнению с исходным металлом; расклинивающий эффект в результате ориентирования молекул смазки).

В качестве таких присадок используют органические соединения металлов в сочетании с соединениями серы, хлора, фосфора (например, свинцовое мыло и осерненные жиры).

15. Ремонтно-восстановительные составы их свойства и их значение в защите поверхностей трения от износа.

15.1. Анализ эксплуатационных свойств поверхности трения повышающих износостойкость

Одной из важнейших задач, стоящих перед любой отраслью промышленности является улучшение эксплуатационных свойств материалов, используемых в машинах и механизмах. Установлено, что энергосбережение машин в производственных условиях во многом зависит от явлений трения и, как следствие, изнашивания. Известно, что агрегаты металлургического производства, в том числе, оборудование прокатных и волочильных станов, а также подъёмно-транспортные машины металлургических цехов работают в условиях тяжёлых режимов и высоких температур. При этом ресурс нагруженных дорогостоящих узлов оборудования: подшипниковых опор; зубчатых передач; ходовых катков исчисляется от нескольких месяцев и, как правило, не превышает 5 лет.

Таким образом, можно сформулировать основные задачи энергосбережения машин и оборудования металлургического производства, которые заключаются в получении максимальной полезной работы при минимальных затратах энергетических ресурсов и в увеличении ее долговечности за счет снижения трения и повышения износостойкости трущихся поверхностей.

В качестве основных мероприятий по существенному повышению эксплуатационных свойств оборудования металлургического производства, повышающих износостойкость можно выделить следующие направления:

1. Совершенствование конструкции машин и механизмов и оптимальный подбор материалов пар трения;

2. Использование антифрикционных материалов с противоизносными свойствами;

3. Применение технологий, улучшающих качество поверхностей трения;

4. Разработка присадок к смазочным материалам;

5. Создание и использование восстанавливающих антифрикционных препаратов.

Проблеме совершенствования конструкции и выбору материала всегда уделяют повышенное внимание, так как решение этих вопросов позволяет обеспечить требуемую прочность и долговечность деталей. Фактически существует только несколько правил, позволяющих улучшить конструкцию узлов трения - это правило несовпадения твердости вала и подшипника скольжения, правило максимального различия размеров трущихся поверхностей и правило снижения концентрации контактных напряжений.

К недостаткам конструктивных методов следует отнести экономические аспекты и ограничения по массогабаритным показателям изделий.

Выбор антифрикционных материалов узлов трения представляет собой базовую проблему при стремлении к высоким эксплуатационным характеристикам. При выборе материалов узлов трения должна учитываться их совместимость и, в особенности, исключение схватывания и последующего задира, что связано с химическим сродством, близостью строения и значений параметров кристаллических решеток.

Однако, несмотря на очевидную выгоду использования антифрикционных материалов, возможность их применения ограничивается этапом проектирования механизма. Отдельным вопросом при выборе материалов являются экономические соображения. Поэтому материалы для узлов трения необходимо создавать из доступных недефицитных компонентов с использованием недорогих технологий.

Технологические методы повышения износостойкости поверхностей трения и улучшения их антифрикционных свойств применяются в машиностроении и металлургии. При этом следует отметить, что часть их используется при изготовлении изделии, а часть при ремонтно-восстановительных работах.

Их подразделяют на несколько групп: химико-термическая, объёмная и поверхностная закалка, электрохимическая, механотермическая, химическая обработка, наплавка износостойких слоев, напыление порошковых покрытий, ионно-плазменная обработка, плакирование, механическое упрочнение.

Технологические методы повышения износостойкости механизмов металлургического производства имеют следующие недостатки:

1. Требуют вывода машин и механизмов СЭУ из эксплуатации;

2. Требуют использования специального дорогостоящего оборудования и выполнения специальных трудоемких технологических процедур;

4. Являются дорогостоящими;

3. Требуют высокой квалификации от исполнителей.

Разработка присадок к смазочным материалам. Эффективным способом повышения износостойкости и снижения коэффициента трения является применение восстанавливающих антифрикционных препаратов (ВАФП), называемых присадками.

Основной эффект от применения присадок заключается в восстановлении геометрии трущихся деталей и регулировании зазоров в сопряжениях трения за счёт образования разделяющего антифрикционного слоя. При этом также наблюдается изменение свойств трущихся поверхностей: шероховатости, коэффициента трения и износа, твердости.

В результате происходит снижение механических потерь, повышение межремонтного срока службы, уменьшение потребления электроэнергии механизмами. В тоже время, ВАФП, являясь составной частью сортовой смазки, в процессе эксплуатации вырабатывает свои смазочные свойства и не обеспечивают длительную защиту поверхности от износа.

К недостаткам ВАФП следует отнести их высокую себестоимость, они требуют постоянного присутствия в смазке, а создаваемая ими разделяющая антифрикционная плёнка по своим механическим свойствам уступает основному материалу. При условии нестабильных температур среды ВАФП могут приводить к коррозионному разрушению поверхности, способны образовывать химические твёрдые включения и, являются (как правило) высокотоксичными препаратами.

Создание и использование восстанавливающих антифрикционных препаратов.

Заслуживают особого внимания ремонтно-восстановительные составы (РВС) на примере серпентенито-магниевого состава (CMC). Преимуществами препаратов данной группы является универсальность, относительно невысокая стоимость, положительный опыт их применения в разных отраслях промышленности.

К недостаткам следует отнести случаи применения препарата, приводящее к ухудшению технико-экономических показателей механизма и даже к его выходу из строя, что наблюдалось на практике.

Использование (CMC) позволяет наиболее оптимальным для машин и механизмов решить проблему энергосбережения, защитить контактирующие поверхности деталей машин от износа и повысить их надёжность .

Повысить надежность и долговечность последних можно за счет введения в смазочные материалы систем смазывания машин, присадок и наполнителей.

Наиболее известными продуктами этого класса восстановителей являются: «Ремонтно-восстановительный состав - РВС технология», препараты фирмы «P.M. Ceramic», «Фокар».

Известно, что по химическому и фазовому составу порошки технологии РВС представляют собой классический магнезиально-железистый силикат (серпентин), являющийся формой целого ряда минеральных руд класса оливинов, конечными фазами которого являются форстерит (Mg₂SiO₄) и фаялит (Fe₂SiO₄). Существуют и другие восстановительные препараты, добавляемые к смазкам.

Минералы РВС, входящие в состав защитных материалов, химически инертны, то на эксплуатационные свойства масел они действия не оказывают. Изначально ГМТ представляют собой абразивные невысокой твердости частицы. Попав в зону трущихся деталей, они под воздействием энергии трения вступают в реакцию с металлом и образуют на нем гладкий металлокерамический слой (согласно рекламных описаний), благодаря чему смазочные материалы с ГМТ могут применяться практически во всех машинах и механизмах.