Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Эксплуатационные материалы. Учебное пособие
.pdf
51
Таблица 9
Группа по
назначению
Соответствие
группы по ISO
6743/0-81
Область применения
Л
F
Легконагруженные узлы (шпиндели,
подшипники и сопряженные с ними
соединения) Г H
Гидравлические системы
Н
G
Направляющие скольжения
Т
C
Тяжелонагруженные узлы (зубчатые передачи)
Подгруппа
Состав, условия эксплуатации и рекомендуемая область
применения
А
Масла без присадок; по условиям работы оборудования не
предъявляются особые требования к антиокислительным и
антикоррозионным свойствам масел
В
Масла с антиокислительными и антикоррозионными присадками; по
условиям работы оборудования предъявляются повышенные требования
к антиокислительным и антикоррозионным свойствам масел
С
Масла типа В с противоизносными присадками для оборудования, где
имеются антифрикционные сплавы цветных металлов и условия работы
которых предъявляют повышенные требования к антиокислительным,
антикоррозионным и противоизносным свойствам масел
D
Масла типа С с противозадирными присадками; по условиям работы
предъявляются повышенные требования к антиокислительным,
антикоррозионным, противоизносным и противозадирным свойствам
масел
E
Масла типа Д с противоскачковыми присадками; по условиям работы
оборудования предъявляются повышенные требования к
антиокислительным, адгезионным, противоизносным,
противозадирным и противоскачковым свойствам масел
Класс вязкости
Кинематическая вязкость при 40 оС, мм2/с
2
1,9–2,5
3
3,0–3,5
5
4,0–5,0
7
6,0–8,0
По уровню эксплуатационных свойств индустриальные масла делят
на 5 подгрупп:
Таблица 10
В зависимости от кинематической вязкости при 40°С индустриальные
масла делятся на 18 классов (соответствует ISO 3448-75):
Таблица 11
52
10
9,0–11,0
15
13,0–17,0
22
19,0–25,0
32
29,0–35,0
46
41,0–51,0
68
61–75
100
90–110
150
135–165
220
198–242
320
288–352
460
414–506
680
612–748
1000
900–1100
1500
1350–1650
Маркировка индустриальных масел
Обозначение масла по ГОСТ 17479.4-87
Общепринятое на практике обозначение
масла
И-Л-А-10
И-8А
И-ЛГ-А-15
И-12А
И-Г-А-32
И-20А
И-Г-А-46
И-30А
И-Г-А-68
И-40А
И-ГТ-А-100
И-50А
И-Г-С-32
ИГП-18
И-Г-С-46
ИГП-30
И-Г-С-68
ИГП-38, ИГП-49
Пример: И-Г-С-32 — индустриальное масло (И) группы Г, подгруппы С,
класса вязкости 32.
Соответствие обозначений индустриальных масел по ГОСТ 17479.4-87 и
общепринятых обозначений:
Таблица 12
3.3. Гидравлические масла (гидрожидкости)
В гидроприводах портовых и судовых грузоподъемных машин рабочая
жидкость является энергоносителем, благодаря которому устанавливается связь
между насосом и гидродвигателем. Кроме того, рабочая жидкость обеспечивает
смазку подвижных частей элементов гидропривода.
В качестве рабочих жидкостей в гидравлических приводах применяют
минеральные масла, водомасляные эмульсии, смеси и синтетические жидкости.
Выбор типа и марки рабочей жидкости определяется назначением,
требованиями к надежности и условиями эксплуатации гидроприводов машин.
53
Минеральные масла получают в результате переработки
высококачественных сортов нефти с введением в них присадок, улучшающих
их физические свойства. Присадки добавляют в количестве 0,05…10%.
Присадки могут быть многофункциональными, т.е. влиять на несколько
физических свойств сразу. Различают присадки антиокислительные,
вязкостные, противоизносные, снижающие температуру застывания жидкости,
антипенные и т.д.
Водомасляные эмульсии представляют собой смеси воды и минерального
масла в соотношениях 100:1, 50:1 и т.д. Минеральные масла в эмульсиях
служат для уменьшения коррозионного воздействия рабочей жидкости и
увеличения смазывающей способности. Эмульсии применяют в гидросистемах
машин, работающих в пожароопасных условиях и в машинах, где требуется
большое количество рабочей жидкости (например, в гидравлических прессах).
Применение ограничено небольшим допустимым диапазоном рабочих
температур (от 0 до 60 о С).
Смеси различных сортов минеральных масел между собой, а также с
керосином, глицерином и т.д. Их применяют в гидросистемах высокой
точности, а также в гидросистемах, работающих в условиях низких температур.
Синтетические жидкости применяют для гидроприводов, работающих в
условиях, отличающихся от нормальных (высокие рабочие температуры,
например, 1000 и более оС, повышенные требования к пожаробезопасности,
чрезмерно низкие температуры окружающей среды и т.д.), или от которых
требуется повышенная стабильность характеристик.
Наиболее распространены синтетические жидкости на основе силиконов,
хлор- и фторуглеродистых соединений, полифеноловых эфиров и т.д. Они
негорючи, стойки к воздействию химических элементов, обладают
стабильностью вязкостных характеристик в широком диапазоне температур.
Основными недостатками синтетических жидкостей являются высокая
стоимость и ограниченность сырьевых ресурсов, используемых для их
изготовления. Кроме того, ряд таких жидкостей плохо совместимы с
основными материалами гидроприводов, токсичны, а по отдельным свойствам
имеют худшие по сравнению с минеральными маслами показатели.
Наибольший практический интерес представляют жидкости на основе
сложных эфиров кремниевой кислоты и кремнийорганические жидкости,
которые сочетают в себе высокотемпературные и низкотемпературные
свойства. Практика показала, что из существующих жидкостей этого типа
наилучшей являются кремнийорганические полисилоксановые (силиконовые)
жидкости, которые имеют высокие вязкостно-температурные характеристики
в широком температурном диапазоне и отличаются, от прочих жидкостей этого
назначения механической прочностью, а также устойчивостью против
окисления. Кроме того, эти жидкости являются огнестойкими и локализуют
распространение огня.
54
В зависимости от степени полимеризации мономеров представляется
возможным получить силиконы практически любой вязкости (от 1 до 10 000
сСт при 20° С).
Полисилоксановые жидкости обладают высокой термической
стабильностью, сохраняя ее даже при нагреве в присутствии кислорода воздуха.
В контакте с воздухом они выдерживают длительное нагревание при
температурах до 250° С. В закрытых же системах эти жидкости можно
длительно использовать при температурах до 370° С. Нижний предел рабочих
температур составляет –54° С.
Для работы в условиях высоких температур хорошие показатели дают
гидрожидкости на основе диэфиров и фосфатов. Последние помимо высокой
огнестойкости обладают также хорошей смазывающей способностью.
3.4. Консистентные смазки
Консистентные (пластичные) смазки — это пастообразные смазочные
материалы, получаемые введением твердых загустителей в жидкие нефтяные
или синтетические масла и их смеси. Как правило, пластичные смазки
(в литературе их для краткости часто называют просто смазками) —
трехкомпонентные коллоидные системы, содержащие дисперсионную среду
(жидкая основа), дисперсную фазу (загуститель), модификаторы структуры
и добавки (наполнители и присадки). Благодаря высокой концентрации
коллоидные частицы загустителя образуют пространственно- структурный
каркас, в ячейках которого прочно удерживается масло. Большинство
пластичных смазок имеет волокнистое строение.
Высокая степень структурирования дисперсной фазы придает смазкам
пластичность, упругость и другие свойства, которыми они значительно
отличаются от жидких смазочных материалов. При малых нагрузках или
в их отсутствие пластичные смазки проявляют свойства твердых тел:
не растекаются под действием собственной массы, удерживаются
на вертикальных поверхностях, не сбрасываются инерционными силами
с движущихся деталей. Однако при некоторых критических нагрузках (обычно
0,1-0,5, реже 2-3 кПа), превышающих предел прочности структурного каркаса,
происходят так называемые тиксотропные превращения: смазки разрушаются
и начинают деформироваться — течь, как пластичное тело, без нарушения
сплошности. После снятия нагрузок течение прекращается, разрушенный
каркас от жидких смазочных материалов.
При малых нагрузках или в их отсутствие пластичные смазки проявляют
свойства твердых тел: не растекаются под действием собственной массы,
удерживаются на вертикальных поверхностях, не сбрасываются инерционными
силами с движущихся деталей. Однако при некоторых критических нагрузках
(обычно 0,1–0,5, реже 2–3 кПа), превышающих предел прочности структурного
каркаса, происходят так называемые тиксотропные превращения: смазки
55
разрушаются и начинают деформироваться — течь, как пластичное тело, без
нарушения сплошности. После снятия нагрузок течение прекращается,
разрушенный каркас восстанавливается и смазки снова приобретают свойства
твердых тел.
Основные свойства
Оценка качества пластичных смазок включает определение комплекса
свойств, которые лежат в основе подбора и применения смазок.
Предел прочности на сдвиг — минимальная нагрузка, вызывающая
переход от упругопластической деформации к течению смазки. С повышением
температуры он обычно уменьшается. Температура, при которой предел
прочности приближается к нулю, характеризует верхний предел
работоспособности пластичных смазок. Оценка прочности производится на
пластометре: сдвиг смазки осуществляется в специальном оребренном
капилляре под давлением термически расширяющейся жидкости. Для
большинства смазок предел прочности на сдвиг 0,1-1 кПа (при 200°C).
Вязкость определяет прокачиваемость смазок при низких температурах,
возможность заправки ими узлов трения и некоторые другие эксплуатационные
свойства смазок. Для измерения вязкости используют, например, капиллярные
и ротационные вискозиметры. При минимальных рабочих температурах
и скорости деформации 10с
-1
динамическая вязкость пластичных смазок
не должна превышать 2 кПа . с.
Механическая стабильность характеризует реологические свойства
смазок, т.е. их способность восстанавливаться после разрушения. С целью
исключения неблагоприятного влияния изменения механических свойств
пластичных смазок на функционирование узлов трения необходимо
использовать механически стабильные смазки. Это достигается, например,
уменьшением до определенных пределов размеров частиц загустителей
и увеличением их концентрации, изменением химического состава масел,
введением соответствующих присадок. Механическая стабильность
оценивается на ротационном приборе — таксометре измерением прочности
пластичных смазок при их деформировании.
Пенетрация — показатель прочности смазок. Глубина погружения конуса
(стандартной массы) в течение 5 с в смазку, выраженная в десятых долях
мм, называется числом пенетрации. Чем смазка мягче, тем глубже в нее
погружается конус и тем выше число пенетрации. Этот показатель используют
для установления идентичности рецептур и соблюдения технологии получения
смазок. Число пенетрации пластичных смазок составляет 170–420.
Коллоидная стабильность характеризует способность смазок при
хранении и эксплуатации сопротивляться выделению масла (под действием
температуры, давления и других факторов или самопроизвольно вследствие
структурных изменений, например, под воздействием собственной массы).
56
Коллоидная стабильность смазок определяется степенью совершенства
их структурного каркаса и вязкостью дисперсионной среды: чем выше вязкость
масла, тем труднее ему вытекать из объема смазки. Mногие промышленные
смазки на основе маловязких масел или с малым содержанием загустителей
недостаточно коллоидостабильны. Для предотвращения либо понижения
выделения масла из таких смазок их расфасовывают в небольшую тару.
Коллоидная стабильность оценивается по массе масла (в %), отпрессованного
из смазки при комнатной температуре в течение 30 мин. Для пластичных
смазок она не должна превышать 30% во избежание резкого упрочнения,
нарушения их нормального поступления к смазываемым поверхностям и
ухудшения вязкостных и смазывающих свойств.
Химическая стабильность — стойкость смазок к окислению кислородом
воздуха (в широком смысле — отсутствие изменения свойств смазок при
воздействии на них кислот, щелочей и т.д.). Окисление приводит
к образованию и накоплению кислородсодержащих соединений в смазках,
снижению их прочности и коллоидной стабильности и ухудшению иных
показателей. Стойкость к окислению особенно важна для таких смазок,
которые заправляются в узлы трения 1–2 раза в течение 10–15 лет, работают
при высоких температурах, в тонких слоях и в контакте с цветными металлами.
Большинство методов определения этого показателя для пластичных смазок
основано на их окисляемости в тонком слое на какой-либо поверхности (стекло,
сталь, медь) при повышенной температуре, оцениваемой по величине
индукционного периода и скорости поглощения кислорода.
Термическая стабильность — способность смазок не изменять свойства
и не упрочняться при кратковременном воздействии высоких температур.
Термоупрочнение затрудняет поступление смазок к узлам трения, ухудшает
их адгезионные свойства. Термическая стабильность пластичных смазок
оценивается на приборе, называемом прочномером, по изменению предела
их прочности до и после выдерживания при повышенных температурах.
Испаряемость — показатель стабильности состава смазок при хранении
и применении. оценка испаряемости смазок основана на измерении потери
массы (в %) образца, который выдерживается в стандартных условиях
в течение определенного времени при постоянной температуре.
Микробиологическая стабильность — стойкость смазок к изменению
состава и свойств под действием микроорганизмов.
Температура каплепадения — минимальная температура, при которой
происходит падение первой капли нагреваемой смазки; условно характеризует
температуру плавления загустителя. Максимальную температуру применения
смазок обычно принимают на 15–20°C ниже их температуры каплепадения.
Однако далеко не для всех пластичных смазок она позволяет правильно судить
об их высокотемпературных свойствах. Так, температура каплепадения Liсмазок (см. ниже) отличается от температур, соответствующих верхнему
пределу их работоспособности, на 40–70°C.
57
Защитные (консервационные) свойства пластичных смазок оценивают при
Смазка
Предел проч-
ности, кПа
при
температуре
Вязкость, кПа·с
при температуре
Испаряемос
ть,% (при
1000C, 1 ч)
Коллоидная
стабильность
, %
Температур-
ный
диапазон
применения,
0
C
500C
800C
00C
200C
Общего
назначения
0,20,3
-
0,1-0,2
0,08-0,15
1-4
1-5
от -20 до 65
Многоцелевая
0,40,6
0,2-0,6
0,20,28
0,08-0,12
2-3 (при
1500C)
8-12
от -40 до 120
Термостойкая
0,120,25
0,060,15
0,080,2
0,04-0,10
0,5-1 (при
1500C)
3-7
от -60 до 150
Морозостойкая
0,180,4
0,10,15
0,160,35
0,0850,115
1-2
8-15
от -50 до 100
Химическ
и стойкая
0,40,8
0
1-2,5
0,1-0,3
1
1-3
от -20 до 50
воздействии на смазку, нанесенную на металлическую пластинку, повышенных
влажности и температуры, SO2, тумана HCl и других агрессивных сред.
Оценка эксплуатационных свойств пластичных смазок включает также
определение в них содержания воды, кислот, свободных щелочей и других
характеристик.
Дисперсионная среда
Жидкая основа в значительной мере определяет вязкостно-температурные
характеристики, стабильность и другие свойства пластичных смазок.
В качестве дисперсионной среды, содержание которой в смазках составляет 7090% по массе, используют товарные нефтяные масла малой и средней вязкости
(не более 50 мм2/с при 50°C). При подборе жидкой основы учитывают также
химический состав (содержание смол, полициклических ароматических
углеводородов, кислородных соединений), заметно влияющий
на формирование структуры смазок. Для приготовления пластичных смазок,
работоспособных при высоких температурах (150-200°C и более), служат
обычно синтетические масла (полисилоксаны, полигликоли, сложные эфиры,
перфтор- и перхлоруглероды и др.). Регулирование эксплуатационных свойств
смазок и более эффективное их использование достигаются применением
композиций синтетических и нефтяных масел.
Классификация консистентных смазок по области применения
представлена в таблице 13.
Таблица 13
58
Радиациионностойкая
0,37
0,20,26
0,180,21
0,12-0,13
2-6 (при
2000C)
3-8
от -20 до 250
Приборная
0,150,4
0,060,1
0,5-0,7
0,15-0,2
0,5-2
3-9
от -40 до 100
Для
электрич.
машин
0,250,65
0,130,3
0,2-0,4
0,14-0,24
3-4 (при
1500C)
5-8
от -30 до 100
Авиационная
0,120,24
0,110,2
0,050,18
0,05-0,07
0,5
8-16
от -60 до 150
Космическая
00,04
0
0,07
0,03
0,9 (при
1500C)
10
от -50 до 115
Металоплакирующая
0,58
0,4
0,150,28
0,08-0,16
1
10-15
от -40 до 130
Автомобильная
0,40,84
0,40,52
0,1-0,2
0,08-0,15
3,6
2-5
от -30 до 100
Железнодорожная
0,40,6
0,150,25
0,370,43
0,2-0,3
<2,5
9-12
от -40 до 120
Морская
0,350,8
0,240,38
1,2-2,0
0,4-0,7
0
1-5
от 0 до 75
Индустриальная
0,150,35
0,1-0,3
<0,11
0,055
1-2 (при
1500C)
3-10
от -10 до 160
Консервационная
0,050,18
-
1,5-4,0
0,1-0,4
0
1-4
ниже 50
Канатная
- - 0,250,36
0,02-0,75
0,8-1,5
-
от -35 до 50
Уплотнительная
0,30,55
0,2
0,43
0,2
9,3 (при
1500C)
3-6
По консистенции смазки разделяют на:
Классификация смазок по консистенции
Жидкие смазки (жирные масла, минеральные масла, синтетические
масла),
Полужидкие смазки (близки по свойствам к маслам и выступают им
альтернативой),
Твердые смазки (размягчающиеся или плавящиеся в процессе
деформации, стекла, природные минералы, соли, и т.д.),
Полутвердые смазки (смеси масла с загустителем),
Газообразные смазки (смазки на основе газов, применяются при
небольших нагрузках, высоких температурах и большом числе оборотов).
Как указывалось выше, консистентные смазки получают с помощью
загущения базового масла и различных присадок. По составу базового масла
смазки делятся на:
минеральные смазки — получают путем переработки нефти
59
синтетические смазки — получаются путем синтеза из органического и
Классы NLGI
Показатель пенетрации
Визуальная оценка
000
445–475
Очень мягкие
00
400–430
Очень мягкие
0
355–385
Мягкие
1
310–340
Мягкие
2
265–295
Средней твердости
3
220–250
Средней твердости
4
175–205
Средней твердости
5
130 –160
Твердые
6
85–115
Твердые
неорганического сырья
полусинтетические смазки — получают путем смешивания
минерального и синтетичеческого масла.
Классификация смазок по консистенции в системе NLGI
Классификация пластичных смазок по консистенции (NLGI), была
разработана Национальным Институтом Смазок США. За основу был взят
уровень пенетрации. Напомним, что пенетрация — это мера проникновения
конусного тела в смазку в течение 5 секунд , определяемая в 1/10 мм.
Классификация смазок по назначению:
защитные смазки (консервационные, предохранительные) защищают
поверхности трения от износа и коррозии)
антифрикционные смазки (уменьшают и предотвращают износ трущихся
деталей, снижают трение скольжения)
фрикционные смазки (увеличивают трение и предотвращают
проскальзывание трущихся поверхностей)
уплотнительные смазки (надежно герметизируют уплотнения зазоров и
щелей различного оборудования)
технологические смазки (в основном используются для прокатки
металла)
очистительные смазки (вытесняют влагу, удаляют ржавчину, остатки
клея и т.п., вместе с тем образуя защиту против сырости и коррозии)
многоцелевые смазки (смазки общего назначения)
Классификация смазок по составу и марки консистентных смазок
Эксплуатационные свойства пластичных смазок главным образом
определяются видом загустителя, который и дает название виду смазки.
Большинство смазок для узлов трения загущают мылами — солями жирных
кислот различных металлов, причем соль может быть обычная, а может быть
60
комплексная. При производстве автомобильных пластичных смазок
используются мыла кальциевые, литиевые, натриевые, бариевые и
алюминиевые. Кроме мыла в качестве загустителя так же применяются
углеводороды и, иногда, пигменты. Зная тип смазки по виду примененного
загустителя, можно уже многое сказать об области её применения.
Кальциевые смазки называются солидолами. Это, благодаря дешевизне
и удовлетворительным эксплуатационным характеристикам, наиболее
распространенные смазки. Они могут применяться и в узлах трения, и как
консервационные. Солидолы бывают синтетическими и жировыми. По
внешнему виду отличить их практически невозможно: и те, и другие
представляют собой мягкую маслянистую мазь от светлого до темнокоричневого цвета. От смешивания разных марок солидолов (например, при
добавлении смазки в узел) их свойства не ухудшаются. Солидолы выпускаются
двух разновидностей: обычные и пресс-солидолы. Пресс-солидолы мягче, что
облегчает их заправку через пресс-масленки при низкой температуре, но
снижает верхний температурный предел применения. При нагревании
примерно до 80оС солидолы неотвратимо распадаются, и это делает
невозможным их применение в таких узлах автомобиля как, например, ступицы
передних колес, подшипники водяного насоса, распределитель зажигания.
К солидолам относится также графитная смазка - грубая плотная мазь с
серебристым оттенком. Она изготавливается на более вязком масле, чем
солидол С, и в её состав входит около 10% наполнителя - графита П грубого
помола. Эту смазку не допустимо применять в узлах трения с высокой чистотой
обработки.
Комплексные кальциевые смазки по сравнению с солидолами
термически стабильны, обладают высокими противозадирными свойствами, но
склонны к термоупрочнению и гигроскопичны. К этим смазкам относятся
униолы, которые по внешнему виду очень похожи на солидол.
Смазка Униол-1 может применяться в качестве единой автомобильной
смазки взамен 1-13, ЯНЗ-2, технического вазелина и других, однако в узлах
трения требует более частой замены чем, к примеру, Литол-24. Смазка Униол-3
и Униол-3М отличаются от Униола-1 тем, что готовятся не на масле МС-20, а на
маловязкой смеси масел. Это делает их низкотемпературными смазками,
которые целесообразно применять в холодных климатических районах при
круглогодичной эксплуатации. В Униол-3М добавлен в небольшом количестве
дисульфид молибдена, что несколько повышает противозадирные и
противоизносные свойства этой смазки.
Натриевые и натриево-кальциевые смазки обязаны своему
распространению довольно высокой температуре плавления. Однако область их
распространения ограничена, так как они неводостойкие - растворяются в воде,
хорошо смываются водой с поверхностей и т. д. Некоторые из них склонны к
термоупрочнению и поэтому не могут длительное время обеспечивать
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]