Лекция 5 Виды смазочных материалов
.doc
Лекция 5 Виды смазочных материалов. Требования, предъявляемые к
смазочным материалам. Назначение, требования и
характеристика присадок.
Виды смазочных материалов
В соответствии с ГОСТ 23.002—78 смазочные материалы классифицируют по происхождению, физическому состоянию и по наличию присадок.
1. По происхождению или исходному сырью подразделяют на:
минеральный смазочный материал, который получают смешением углеводородов минерального происхождения в естественном состоянии или в результате их обработки;
нефтяной смазочный материал – очищенное масло, полученное на основе нефтяного сырья;
синтетический смазочный материал – это материал, полученный синтезом. Синтетические масла обладают заданными исходными свойствами. Однако из-за высокой стоимости производства их применяют ограниченно только в наиболее ответственных узлах трения;
растительный смазочный материал – материал растительного происхождения. Растительные масла получают в результате переработки семян растений. Наиболее широко в технике используют касторовое, горчичное, сурепное и другие масла; животный смазочный материал получают из сырья животного происхождения.
Растительные и животные смазочные масла по сравнению с нефтяными обладают более высокими смазывающими свойствами, но менее термически устойчивы. В связи с этим их чаще используют в смеси с нефтяными.
2. По физическому состоянию смазочные материалы подразделяются на газообразные, жидкие, пластичные и твердые.
3. По назначению смазочные материалы делятся на:
моторные, предназначенные для двигателей внутреннего сгорания (карбюраторных, дизелей, авиационных и т. п.);
трансмиссионные, применяемые в трансмиссиях тракторов, автомобилей, комбайнов, самоходных и других машин;
индустриальные, предназначенные главным образом для станков;
гидравлические, используемые в гидравлических системах различных машин; специальные – компрессорные, приборные, цилиндрические, электроизоляционные, вакуумные и др.
4. По температуре применения среди рассмотренных масел различают:
низкотемпературные – для узлов с температурой не выше 60 °С (приборные, индустриальные и т. п.);
среднетемпературные, применяемые при температурах 150...200°С (турбинные, компрессорные, цилиндровые и т. п.);
высокотемпературные, используемые в узлах, которые подвергаются воздействию температур до 300 °С и более. Это главным образом моторные масла.
Основные характеристики смазочных материалов:
совместимость, характеризующая способность двух или нескольких смазочных материалов смешиваться без ухудшения их эксплуатационных свойств и стабильности при хранении;
консистенция, представляющая собой свойство пластичных смазочных материалов оказывать сопротивление деформации при внешнем воздействии;
индекс вязкости, определяющий понижение вязкости при повышении температуры.
Назначение и требования предъявляемые к смазочных материалов
Смазочные масла должны выполнять:
предотвращать или уменьшать изнашивание трущихся поверхностей деталей, а также предохранять их от заедания на всех режимах работы. Для этого смазочное масло должно обладать такой вязкостью и маслянистостью, чтобы обеспечивать при нормальных условиях работы жидкостное смазывание, а на переходных режимах– граничное;
уменьшать силу трения между сопряженными поверхностями, вязкость смазочного масла должна быть небольшой, но вполне достаточной для обеспечения жидкостного смазывания, вязкость масла должна мало зависеть от температуры. Это обстоятельство особенно важно при пуске двигателя и при минусовой температуре окружающего воздуха;
отводить тепло от трущихся сопряженных и нагреваемых деталей, не допуская их перегрева, из-за которого ухудшаются условия работы деталей и смазочного масла;
защищать рабочие поверхности деталей от коррозии, возникающей в результате воздействия воды, кислорода, кислот и т. д.;
препятствовать прорыву рабочей смеси и продуктов сгорания в картер двигателя, т. е. улучшать компрессию цилиндропоршневой группы;
смывать с трущихся поверхностей деталей продукты изнашивания и другие загрязнения, удерживать их во взвешенном состоянии, хорошо фильтроваться;
защищать поверхности деталей от образования на них смолисто-лаковых отложений и нагаров, ухудшающих теплоотдачу и т. д.
В процессе работы смазочное масло подвергается воздействию различных факторов, таких, как высокая температура отработавших газов и деталей; интенсивное контактирование с кислородом воздуха, а в двигателях внутреннего сгорания – и с продуктами сгорания; высокие удельные нагрузки в подшипниках и других узлах трения; изменение скоростного режима движения масла; изменение режима работы механизма и т. д.
Воздействие этих факторов на смазочное масло приводит к возникновению в нем сложных физико-химических процессов, поэтому с течением времени первоначальные качества масла меняются.
Основные требования
должны обладатьсоответствующей вязкостью и индексом вязкости,
высокой термоокислительной устойчивостью,
хорошими противокоррозионными свойствами,
противоизносными качествами и прокачиваемостью при различных температурах окружающей среды.
масла должны работать максимально возможный срок до замены,
не образовывать на поверхностях деталей различных отложений и т. д.
Назначение, требования и характеристики присадок
Для современных высокофорсированных дизелей и карбюраторных двигателей требуются моторные масла высокого качества. Наиболее эффективный и дешевый метод улучшения эксплуатационных свойств смазочных масел – легирование их специальными присадками.
Присадки – это сложные химические соединения, которые вводят в смазочные масла в концентрации от долей процента до 20...30 % и более с целью улучшения их качества и придания новых свойств.
В зависимости от функционального действия присадки делятся на антиокислительные, противокоррозионные, моющие, диспергирующие, противоизносные, вязкостные, депрессорные, противопенные и др.
Требования к присадкам:
хорошо растворяться в маслах;
не выпадать в осадок от изменения температуры и при хранении;
быть термически и химически стабильными;
не изменять своего функционального назначения при применении его в двигателе;
не нарушать других качеств масла.
Антиокислительные присадки. Одно из условий длительной работы смазочного масла в двигателе внутреннего сгорания – стабильность его против окисления при высоких температурах.
Противокоррозионные присадки. Применение в качестве антифрикционных материалов сплавов из цветных металлов вызвало необходимость повышения противокоррозионных свойств моторных масел.
Моющие и диспергирующие присадки (детергенты или диспергенты). В процессе работы двигателя на деталях цилиндропоршневой группы образуются лаки и нагары, которые значительно ухудшают отвод тепла от двигателей. Накопление отложений может привести также к закоксовыванию поршневых колец, снижающему компрессию и повышающему угар моторного масла.
Для удаления лаков и нагаров с поверхности деталей, переведения их во взвешенное состояние в масла добавляют моющие и диспергирующие присадки. В качестве моющих присадок широко применяют соли различных сульфо- и карбоновых кислот, а также алкилфеноляты, беззольные и малозольные полимерные присадки, присадки на основе производных сукцинимида, многозольные и высокощелочные сульфонаты и алкилфеноляты и т. п.
Действие моюще-диспергирующих присадок основано на их способности разрыхлять отложения, смывать их с поверхностей деталей, переводить нерастворимые в масле вещества в суспензию и удерживать частицы в этом состоянии без укрупнения и седиментации. Возможно также, что моющие и диспергирующие присадки влияют на процессы окисления масел, направляя их в сторону образования соединений, растворимых в масле.
Антифрикционные противоизносные и противозадирные присадки. Для создания прочной масляной пленки на рабочих поверхностях смазочное масло должно обладать высокой смазывающей способностью и хорошей поверхностной активностью. По характеру действия присадки, улучшающие эти свойства масла, делятся на антифрикционные, противоизносные и противозадирные.
В качестве антифрикционных присадок используют поверхностно-активные вещества: природные жиры, жирные кислоты, их эфиры и соли.
Противоизносные присадки содержат такие вещества, которые при повышении температуры образуют пленки, препятствующие схватыванию трущихся поверхностей. К ним относятся соединения, включающие в себя неактивную серу, а также эфиры фосфорных кислот.
Вязкостные присадки. Для того чтобы смазочные масла обладали необходимыми вязкостно-температурными свойствами, высоким индексом вязкости и хорошо прокачивались при отрицательных температурах, их загущают высокомолекулярными присадками. К ним относятся суперол, винипол и др.
Масла, загущенные этими присадками, обладают хорошими вязкостными свойствами при различных температурах. Их применение обеспечивает легкий пуск двигателя при низких температурах. Такие масла используют как всесезонные.
К недостаткам загущенных масел относится их деполимеризация при 100 °С, однако добавление к ним антифрикционных присадок тормозит этот процесс. Депрессорные присадки. Применение обычных смазочных масел при низких температурах окружающей среды невозможно из-за потери ими текучести. Поэтому к маслам с высокой температурой застывания добавляют депрессорные присадки
Противопенные присадки. Присадки этого типа добавляют к маслам, которые вспениваются, что резко ухудшает качество смазывания трущихся поверхностей. Степень ценообразования зависит от температуры, вязкости и плотности масла. Действие противопенных присадок заключается в снижении прочности поверхностных пленок, которые разделяют газовые пузырьки и жидкую фазу.
Многофункциональные присадки
Для придания смазочному маслу многих эксплуатационных свойств одновременно в него вводят несколько органических соединений, обладающих различными функциональными качествами. Такой комплекс называется многофункциональной присадкой.
Полимерные присадки, содержащие фосфор и серу, обладают высокими моющими и диспергирующими свойствами, а также в ряде случаев улучшают вязкостно-температурные свойства, снижают температуру застывания и коррозионную активность, повышают антиокислительные качества.