книги из ГПНТБ / Эксплуатационные свойства и применение горючего, смазочных материалов и специальных жидкостей учебное пособие

масляной основы и значительно повышается при добавлении антискислительных присадок.

Очень высокой химической стабильностью отличаются фторуг­ леродные или хлор-фторуглеродные смазки. Стабильность смазок оценивают количеством продуктов окисления, образующихся под воздействием кислорода воздуха при повышенных температурах.

При повышении температуры в процессе работы из смазок ис­ паряются наиболее легкие фракции масла, что приводит к ухудше­ нию их эксплуатационных свойств. Конденсация выделившихся паров может отрицательно сказаться на работе приборов, механиз­ мов. например, в оптических приборах наблюдается помутнение стекол. Испытание на испаряемость заключается в определении уменьшения веса образца смазки после его нагревания в течение заданного времени.

Под водоустойчивостью смазок понимают их способность про­ тивостоять воздействию влаги.

Водоустойчивость определяется типом и свойствами загусти­ теля. Особенно нестойки к влаге смазки, изготовленные на натрие- е ы х мылах, несколько лучше на кальциево-натриевых. Невлагостоикие смазки легко смываются водой и поэтому применять их можно только в закрытых узлах трения. Водоустойчивость смазок оценивают путем создания условий контакта смазки с водой.

Коррозионность смазок обусловливается наличием в них орга­ нических кислот и свободных щелочей. Органические кислоты со­ держатся в смазках или образуются при их окислении в процессе применения. Свободные щелочи появляются вследствие введения их избыточного количества при производстве смазок.

Коррозионность смазок оценивают по изменению поверхности металлических пластин, контактирующих со смазкой при повы­ шенной температуре. Некоторые защитные смазки нейтрализуют или поглощают коррозионно-активные жидкости и газы или пасси­ вируют поверхность консервируемых металлических деталей.

З а щ и т н ы е с в о й с т в а . Защитные свойства смазок определяются их способностью создавать на поверхности металлов достаточно прочный смазочный слой, препятствующий проникновению воды, коррозионных жидкостей, их паров и других коррозионных аген­ тов к металлу.

Для уменьшения сползания и сохранения на металлических поверхностях требуемого слоя смазки должны обладать необхо­ димым предельным напряжением сдвига и содержать поверхност­ но-активные вещества, улучшающие адгезию смазки к металлам. Прочность защитного слоя смазки повышается при увеличении вязкости загущаемого масла. Сущность оценки защитных свойств смазок заключается в фиксировании изменения поверхности метал­ лических пластинок, покрытых тонким слоем смазки, при воздей­ ствии внешних условий, способствующих коррозии. Имеются элек­ трометрические методы оценки защитных свойств.

310

А Н Т И Ф Р И К Ц И О Н Н Ы Е С М А З К И

Классификация и условные обозначения смазок. Смазки мож­ но классифицировать по назначению, типу загустителя, структуре и другим признакам.

Классификация по принципу основного назначения на анти­ фрикционные, защитные и уплотнительные является наиболее пра­ вильной потому, что требования к эксплуатационным свойствам смазок определяются условиями их применения.

Антифрикционные смазки самые распространенные. Они под­ разделяются на смазки общего назначения, низкотемпературные, приборные, высокотемпературные, индустриальные, железнодо­ рожные, смазки для грубых механизмов и специализированного назначения. Защитные смазки подразделяются на пластичные и жидкие. Уплотнительные ввиду малочисленности на отдельные группы не подразделяются.

В течение последних 15—20 лет проводится большая работа ■по научно-техническому обоснованию ассортимента смазок, выяв­ лению минимального числа их, достаточного для полного удовле­ творения потребности народного хозяйства, армии и флота. Уточ­ няются показатели качества применяемых смазок, улучшается их состав и совершенствуется технология производства. Внедрение но­ вой техники, особенно разнообразных аэронавигационных, радио­ технических, оптических и других приборов обусловливает появле­ ние новых видов смазок.

Существенное значение имеет вопрос о наименовании смазок. Названия многих смазок произошли от начальных букв фамилий авторов (например, смазка НК-50 и др.) или названия учрежде­ ний (ЦИАТИМ-221, ВНИИ НП-223, НГ-204 и т. п.) или им при­ сваивается порядковый номер пробы, выдержавшей испытания (смазки 1-13, № 21 и т. д.). Более удобны условные обозначения смазок, составленные из обозначений, характеризующих область и условия их применения. Например, смазки, имеющие широкую об­ ласть применения, т. е. универсальные, обозначаются буквой «У», рядом с которой ставится одна или несколько букв, характеризую­ щих специфические свойства смазок: И — низкоплавкие, С — сред­ неплавкие, Т —тугоплавкие, В — водостойкие, А — активированные.

Так, смазка 1-13 получила наименование УТВ, что означает — универсальная, тугоплавкая, водостойкая; смазка ЦИАТИМ-20! ■ обозначается УТВМА, т. е. универсальная, тугоплавкая, водостой­ кая, морозостойкая, активированная.

Смазки, применяемые в специфических условиях, обозначаются

нодорожные. Например, смазка НК-50 получила обозначение СТ, т. е. самолетная, тугоплавкая, и т. и.

А н ти ф р и к ц и он н ы е с м а зк и о б щ е го н азн а ч е н и я . Солидолы син­

тетические и жировые, консталины жировые и синтетические — за-

311

нимают большой объем от общего производства смазок. Они со­ храняют работоспособность в достаточно широком интервале тем­ ператур, нагрузок и относительных скоростей трущихся детален. Только в особо жестких условиях, например, при очень высоких или низких температурах, очень высоких нагрузках применяют спе­ циальные смазки, отвечающие этим условиям применения. Смазки этой группы используют для узлов трения автомобилей, танков, тя­ гачей, тракторов и других машин.

Температура смазки в узлах трения атомобилей, тракторов, танков (САУ) обычно находится в пределах от минус 40 до плюс 50° С, а в отдельных узлах танков и САУ может достигать 100° С и выше. Удельные нагрузки и относительные скорости трущихся деталей изменяются в широких пределах. Особенностью примене­ ния смазок является то, что многие узлы трения недостаточно за­ щищены от попадания в них грязи и пыли, не имеют уплотне­ ний, которые препятствовали бы стеканию или сползанию смазки с трущихся поверхностей.

Солидол синтетический (пресс-солидол и солидол «С») полу­ чают загущением индустриальных масел марок 20, 20В, 45 и дру­ гих кальциевыми мылами синтетических, выделенных, термически облагороженных жирных кислот. Солидолы обладают хорошими эксплуатационными свойствами, предел прочности их при 50° С ра­ вен соответственно 1 и 2 г/см2, вязкость при 0°С и среднем гради­

индустриальных масел кальциевыми мылами жирных кислот ра­ стительных масел. В СССР жировые солидолы вырабатывают в небольших количествах.

В солидолах содержится некоторое количество связанной во­ ды. Вода играет большую роль в образовании структуры смазок. Она входит в состав кристаллов мыла и способствует упрочению структурного каркаса смазки. Однако при нагреве до температуры плавления солидолы теряют воду, распадаются на жидкую и твер­ дую фазы и после застывания не восстанавливают свою структуру и свойств.

Содержание воды в них не должно превышать 2,5—3%.

Солидолы обладают высокой коллоидной стабильностью, бла­ годаря чему их можно хранить до 5 лет и более. Хорошая влагоустойчивость позволяет применять их-в условиях высокой влаж­ ности. Солидолы имеют удовлетворительную химическую стабиль­ ность.

Недостатком их является повышенная вязкость при температу­ рах ниже — 10, — 15° С. Это затрудняет заправку узлов тренил смазкой и, в частности, использование солидолонагнетателей.

Солидолы применяют для узлов трения шасси, ходовой части, механизмов управления автомобилей, танков, арттягачей, тракто­ ров, дорожно-строительных и других машин. Их используют так­

312

же для консервации крупногабаритных машин и оборудования, хранящихся под открытым небом (станки, прессы и т. п.).

Консталин жировой (УТ-1, УТ-2) получают путем загущения минеральных масел натриевыми мылами растительных масел и синтетических жирных кислот и используют в тех узлах трения танков, арттягачей, тракторов и т. п., которые работают при повы­ шенных температурах (до 115—135°С), когда невозможно исполь­ зовать солидолы.

Чтобы обеспечить работоспособность при высоких температу­ рах, в консталины вводят большое количество (до 20—25%) мы­ ла. Поэтому при низких температурах их вязкость сильно повы­ шается, что затрудняет применение смазок в этих условиях.

Температура каплепадения консталинов лежит в пределах 130—150° С, а содержание воды не должно превышать 0,5%.

Натриевое мыло как загуститель консталинов обусловливает их низкую водоустойчивость. Консталины нельзя применять в усло­ виях, когда возможен их контакт с водой. При хранении в негер­ метичной таре они поглощают влагу из атмосферы, что ведет к ухудшению их качества и ограничивает срок хранения смазок 1—2 годами.

Антифрикционные высокотемпературные смазки. Смазки 1-13 (УТБ) и ЯНЗ-2 предназначены для применения при температурах

мыла обеспечивают температуру каплепадения смазки не ниже

Смазку НК-50 (СТ) получают загущением авиационного мас­ ла натриевым мылом касторового масла. Она содержит не менее 30% мыла и 0,5% коллоидного графита. Эта смазка сильно загу­ стевает при низких температурах. Температура каплепадения ее должна быть не ниже 200° С. Смазки 1-13 и ЯНЗ-2 применяют для подшипников ступиц колес автомобилей, а смазку НК-50 для под­ шипников стоек шасси самолетов и вертолетов.

Антифрикционные низкотемпературные смазки. Они применя­ ются главным образом в авиации для смазывания узлов'трения механизмов управления и взлетно-посадочных устройств самолетов (вертолетов), радиотехнического оборудования, аэронавигацион­ ных и других приборов.

Эти смазки должны обеспечивать нормальную работу узлов при температурах до минус 50—60° С, а в районах Антарктики до

минус 80° С.

Поскольку некоторые узлы трения самолетов сильно нагрева­ ются в процессе работы, применяемые в них смазки должны сохра­ нять работоспособность и при высоких температурах, иногда до 120—140° С. Необходимо, чтобы вязкость смазок при минус 50° С

313

и скорости сдвига 10 с " 1 не превышала 5—10 тыс. пуаз и предел прочности при наивысшей рабочей температуре был не менее

2 г/см2.

Низкотемпературные свойства смазок обеспечиваются прежде всего применением в качестве жидкой фазы маловязких масел с низкой температурой застывания и подбором загустителей, способ­ ных при небольших концентрациях создавать достаточно прочный структурный каркас, «связывающий» жидкую фазу. Высокой загу­ щающей способностью обладают литиевые мыла. Литиевые смаз­ ки более водоустойчивые, чем натриевые.

Наибольшее практическое значение в рассматриваемой группе имеют смазки ЦИАТИМ-201 (УТВМА) и ЦИАТИМ-203. Первая из них получается путем загущения масла МВП стеаратом лития, г вторая — загущением трансформаторного масла литиевыми мы­ лами осерненного кашалотного жира и осерненного асидола. Для повышения стабильности в смазки вводят антиокислительную при­

кость при минус 50° С и при среднем градиенте скорости деформа­ ции Ю с -1 — не более 11 000 пуаз.

Смазки ЦИАТИМ-201 и ЦИАТИМ-203 сохраняют работоспо­ собность в интервале температур от — 60 до +120° С. Первая ши­ роко применяется для узлов трения механизмов управления и взлетно-посадочных устройств самолетов и вертолетов. Смазка ЦИАТИМ-203, содержащая осерненные мыла, предназначена для узлов трения с высокими нагрузками.

Приборные смазки. Радиолокационные, аэронавигационные, оптические и другие приборы, установленные на современных са­ молетах, вертолетах и артиллерийских установках, выполняются по высокому классу точности. Применяемые в этих приборах сма­ зочные материалы должны обеспечивать небольшое трение и пре­ дохранять приборы от износа, чтобы гарантировать высокую чув­ ствительность и точность показаний приборов в различных усло­ виях эксплуатации.

Приборные смазки должны сохранять работоспособность в ши­ роком интервале рабочих температур в течение длительного вре­ мени. Это исключает в большинстве случаев использование для их изготовления маловязких нефтяных масел, обладающих высокой испаряемостью. Поэтому высококачественные приборные смазки готовят на синтетических маслах. Для этой цели часто используют полисилоксановые жидкости (силиконы), обладающие хорошими вязкостно-температурными свойствами и малой испаряемостью. Для улучшения противоизносных свойств к ним обычно добавляют нефтяные масла.

Промышленностью выпускаются приборные смазки ОКБ-122-7-5,

ОКБ-122-7, ОКБ-122-8, ОКБ-122-12, ЦИАТИМ-221 и ВНИИ НП-223.

314

В качестве жидкой основы всех приборных смазок используют смеси этилполииноксановой жидкости с авиационным маслом МС-14. Загустителями в смазках ОКБ-122-7-5 и ОКБ-122-7 явля­ ются стеарат лития и церезин, в ОКБ-122-8 — церезин; в ОКБ- 122-12— церезин и натриевое мыло спермацетового жира; в Ш-1АТИМ-221 — стеарат и ацетат кальция, в смазке ВНИИ НП223 — комплексное натриевое мыло диизоокстилсебацената.

Смазки отличаются хорошими низкотемпературными свойства­ ми, имеют высокую химическую стабильность, удовлетворительные защитные свойства и водоустойчивость.

Смазка ОКБ-122-7-5 применяется для узлов трения различных приборов, работающих при температурах от — 70 до + 8 0 °С, а ОКБ-122-7 — для узлов приборов в диапазоне температур от — 70 до +120° С; смазку ОКБ-122-8 используют для узлов трения опти­

ров, работающих при высоких удельных нагрузках и скоростях вращения до 25 000 об/мин.

Смазка ЦИАТИМ-221 применяется в узлах трения приборов, работающих в контакте с агрессивными жидкостями и при темпе­ ратурах от — 60 до +150° С.

Смазку ВНИИ НП-223 применяют в закрытых узлах трения приборов с большими скоростями (до 60 000 об/мин), где требу­ ются небольшие усилия сдвига и высокая чистота смазки.

ЗАЩИТНЫЕ СМАЗКИ

Назначение. Для защиты металлических поверхностей от кор­ розии довольно широко применяют смазки. Преимущество смазок перед другими видами антикоррозионных покрытий (краски, ла­ ки, эмали и т. д.) заключается в том, что смазки легко наносить на защищаемые поверхности и еще более просто удалять с них. Во многих случаях защитные смазки выполняют функции анти­ фрикционных материалов.

Защитные смазки подразделяются на пластичные и жидкие. Пластичные защитные смазки. Смазки этой группы в основном

получают путем загущения минеральных масел твердыми углево­ дородами. Наибольшее применение из них нашли: вазелин техни­ ческий (УН), пушечная смазка (УНЗ), улучшенная пушечная смаз­ ка (ПВК), сельскохозяйственная консервационная (СХК), ГОИ-54 и ГОИ-54п. Все смазки получают загущением масла ци­ линдрового 2 или его смесей с индустриальным 20 рарафином, це­ резином и петролатумом в различных комбинациях.

Углеводородные смазки обладают высокой химической стабиль­ ностью, хорошей коллоидной стабильностью и водоустойчивостью. Они не коррозируют металлы и полностью восстанавливают свою структуру и свойства после расплавления. Благодаря этому смаз­

315

ки на защищаемые детали наносятся в жидком виде, а затем они затвердевают и образуют ровный слой на поверхости металлов.

Для улучшения адгезионной способности (прилипаемости) в смазки ПВК и ГОИ-54п вводят присадку МНИ-7 (окисленный це­ резин), а в СХК — МНИ-5 (окисленный петролатум), благодаря чему они обладают значительно лучшими защитными свойствами.

Смазки УН, УНЗ и ГОИ-54 применяют для защиты от корро­ зии при консервации мелких деталей и небольших изделий, хра­ нящихся в закрытых помещениях.

Смазка ПВК используется для консервации вооружения п во­ енной техники и обеспечивает защиту от коррозии в условиях теп­ лого влажного климата в течение 4 лет, а в условиях умеренного в течение 8— 10 лет.

Смазка СХК применяется при консервации сельскохозяйствен­ ных машин и другой техники. В условиях жаркого влажного кли­ мата обеспечивает надежную защиту металлических поверхностей ст коррозии в течение 3 лет, в условиях умеренного — до 8 лет

При отсутствии смазки ПВК ее можно заменить смазкой СХК.

Смазка ГОИ-54п применяется для защиты приборов и обо­ рудования авиационной техники от атмосферной коррозии.

Смазки АМС-1 и АМС-3 получают путем загущения масла ци­ линдрового 52 алюминиевым мылом. Они обладают хорошими за­ щитными свойствами, удовлетворительной коллоидной и химиче­ ской стабильностью и высокой влагостойкостью. Между собой смазки отличаются но содержанию загустителя. Смазка АМС-1 содержит меньшее количество мыла и поэтому обладает меньшей вязкостью и лучшими низкотемпературными свойствами.

Применяют смазки в качестве защитных и антифрикционных материалов для узлов и механизмов кораблей и судов, контактирующихся в процессе эксплуатации с морской водой, причем АМС-1 обычно используют при температурах ниже 0°С.

Ж и д к и е к о н с ер в а ц и о н н ы е с м а зк и . Смазки этой группы наряду

с пластичными используют для консервации различных машин, оборудования и технического имущества.

Жидкие консервационные смазки обеспечивают такую же. а в некоторых случаях более надежную защиту, чем пластичные, от атмосферной коррозии и других ее видов. Однако использование жидких смазок дает ряд преимуществ по сравнению с пластичны­ ми. На защищаемые поверхности смазки можно наносить без по­ догрева. При вводе машин и агрегатов в эксплуатацию в большин­ стве случаев не требуется расконсервация, так как толщина защит­ ного слоя не превышает 50 мк. Это позволяет значительно сокра­ тить непроизводительные затраты сил и средств. Жидкие смазки легко наносить на труднодоступные внутренние поверхности изде­ лий. Они не ухудшают качества основного масла, используемого при эксплуатации машин и агрегатов и не нарушают их нормаль­ ную эксплуатацию.

316

Из жидких консервационных смазок наибольшее применение при сбережении военной техники получили: К-17, К-17н, НГ-203, НГ-204, НГ-204у, МП (УТС-1) и смазка ружейная (РЖ).

Смазки К-17 и К-17н получают путем добавления к смеси ма­ сел трансформаторного и МС-20 присадок сульфоната кальция, окисленного петролатума и дифениламина, а в смазке К-17н, кро­ ме того, еще содержится и нитрит натрия. Присадки придают смаз­ кам хорошие адгезионные и защитные свойства.

Смазки применяют для консервации внутренних поверхностей двигателей внутреннего сгорания, паровых турбин, главных турбозубчатых агрегатов, вооружения и других механизмов кораблей ВМФ и судов. Их используют также для консервации техническо­ го имущества службы снабжения горючим и других изделий из черных и цветных металлов.

Смазки НГ-203 (нефтегаз-203) имеют три модификации: КГ-203А, НГ-203Б и НГ-203В. Смазку НГ-203А получают путем введения в минеральное масло сульфоната кальция и окисленного петролатума. Смазки НГ-203Б и ИГ-203В представляют собой рас­ твор смазки НГ-203А в минеральных маслах.

Смазки НГ-203 применяют для консервации внутренних по­ верхностей двигателей внутреннего сгорания, технических средств службы снабжения горючим и других изделий из цветных и чер­ ных металлов. Однако продолжительность защиты изделий от кор­ розии этими смазками не превышает 1—1,5 года.

Смазка НГ-204 представляет собой нитрованное масло с до­ бавкой полимеров и окисленного петролатума, а в смазку НГ-204у вместо полимеров вводят парафин и алюминиевое мыло СЖК-

Смазки НГ-204 и НГ-204у применяют для тех же целей, что и смазки НГ-203, которые несколько уступают им по защитным свой­ ствам.

Смазку МП (морская предохранительная) получают путем до­ бавления 0,5% олеиновой кислоты к турбинному маслу 30 или 46. Она предназначается для консервации масляных систем паровых турбин на непродолжительное время. Может использоваться для консервации шлифованных и полированных металлических поверх­ ностей, работающих в атмосфере водяного пара.

Смазка ружейная (РЖ) представляет собой масло индустри­ альное 20 или 20В, к которому добавлен винипол ВБ-2 и антикор­ розионная присадка. Применяется для кратковременной консер­ вации стрелкового оружия при температурах до— 50° С.

УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ СМАЗКИ

Н а зн ач ен и е . Смазки этой группы используют для уплотнения штуцеров, кранов топливных, масляных, водяных, газовых и воз­ душных систем, резьбовых соединений и сальников различных аг­ регатов машин.

317

Г л а в а 21. С П Е Ц И А Л Ь Н Ы Е Ж И Д К О С Т И

ЖИДКОСТИ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Н а зн ач ен и е и т р е б о в а н и я к к а ч е ств у . В развитии машинострое­

ния большое значение имеют системы автоматического управления и регулирования, в том числе и гидравлические системы, где рабо­ чим телом являются жидкости.

Жидкости для гидравличе­ ских систем предназначены для применения в гидравлических приводах и амортизаторах са­ молетов, танков, автомобилей, дорожно-эксплуатационных и других машин.

Гидравлические системы используются для выполнения следующих операций:

—приведения в действие механизмов управления и ре­ гулирования самолетов, кораб­ лей и вооружения;

—торможения наземных машин и самолетов;

—амортизации подвески различных машин и откатных устройств орудий.

большое число гидроприводов устанавливают на самолетах и ко­ раблях.

У сл о ви я п р и м ен ен и я . Условия работы жидкостей для гидравли­ ческих систем различных машин заметно отличаются. К числу основных факторов, определяющих условия применения жидко­ стей, относятся: рабочая температура, давление в системе, конст­ рукционные материалы и характер окружающей среды.

319