3 Отбор проб и замена масла в централизованных системах смазки

В централизованных циркуляционных системах, обслуживающих ответственные узлы трения (например, подшипники жидкостного трения), пробы масел отбирает машинист системы каждые 5 суток после утренней приемки смены и на следующий день получает результат лабораторного анализа. Для менее ответственных механизмов (например, редукторы) пробу масел отбирают раз в 15 суток. У механизмов с картерной смазкой достаточно отбирать пробу раз в месяц или в два месяца.

Масло необходимо заменить, если при анализе обнаружено возрастание одного из указанных параметров.

В циркуляционных системах (с учетом последующей регенерации масел):

а) повышение кинематической вязкости масла более чем на 30%;

б) возрастание кислотного числа до 3 мг КОН на 1 г масла;

в) содержание воды более 0,2% (масло, содержащее 0,2% воды, подвергают центрифугированию без слива из системы);

г) содержание механических примесей неабразивного характера (шлам, консистентная смазка) более 0,1%.

В картерных системах (без учета последующей регенерации масла):

а) возрастание кислотного числа до 5 мг КОН на 1 г масла;

б) содержание воды более 0,5%;

в) содержание механических примесей более 1 %.

По существующим нормам кислотное число для свежих масел, в зависимости от сорта, не должно превышать 0,02—0,3 мг КОН.

При старении масло темнеет и густеет; проба на часовое стекло или нафильтровальную бумагу показывает наличие в масле механических частиц, видимых невооруженным глазом.

4 Регенерация минеральных масел

Продукты окисления, загрязнения и другие примеси, накапливающиеся в масле в процессе эксплуатации, резко снижают его качество. Для восстановления первоначальных свойств масел или существенного снижения количества продуктов окисления и воды разработаны различные способы регенерации. Простейшими технологическими процессами регенерации являются:

• отстой и фильтрация;

• отстой, адсорбционная очистка, фильтрация;

• отстой, обработка щелочью, адсорбционная очистка, фильтрация;

• отстой, обработка кислотой, адсорбционная очистка, фильтрация;

• отстой, обработка кислотой и щелочью, адсорбционная очистка, фильтрация.

Наиболее эффективным способом удаления из масла ас-фальтосмолистых веществ является адсорбция. В качестве адсорбентов применяется активированный уголь и отбеливающие земли. Наиболее глубокую очистку минеральных масел, практически полное восстановление исходных свойств можно получить на специальных регенерационных установках. В этом случае технологический процесс включает следующие процессы:

• осаждение (грубое удаление воды и механических примесей);

• атмосферная перегонка (удаление низкокипящих фракций и воды);

• серно-кислотная очистка с последующей нейтрализацией известью (удаление продуктов окисления и присадок);

• фильтрование (удаление кислого гудрона);

• вакуумная перегонка (разделение на один или два маловязких и средневязких дистиллята и остаток);

• очистка отбеливающими глинами;

• компаудирование и введение присадок.

Отстой

Отстой отработавших масел от механических примесей и воды наиболее эффективен при 80—90° С. Время отстоя составляет 24—48 ч. Отстойники представляют собой цилиндрические резервуары -1 с коническим дном 4, снабженные паровыми 2 или электрическими 3 нагревателями. Схемы отстойников даны на рис. 1. Отстоявшуюся грязь спускают через вентиль 5, а масло через вентиль 6. Качество масла после отстоя определяют пробой на стекло и проверяют на свет: если в растекшейся капле масла будут видны механические примеси — отстой повторяют.

Рисунок 1 – Отстойники для отстоя масла

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. Для фильтрации масла применяют металлические сетки, плотные ткани, бумагу, картон, отбеливающие земли.

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.

Рисунок 2 – Рамочный фильтр-пресс

Для фильтрации масел применяют металлические сетки, сукно, войлок, плотные ткани (полотно, бельтинг), бумагу, картон, уголь, отбеливающие земли

Фильтрацию масла проводят под естественным гидростатическим напором или под давлением, создаваемым насосом (фильтр-прессы), или под действием разрежения (вакуум-фильтры).

Рамочный фильтр-пресс (рис.2) представляет собой пакет из чередующихся чугунных рам 9 и плит 8,-установленных на станине. Ка­мера 12 каждой рамы соединена отверстием 10 с верхним каналом 7, по которому подается отработавшее масло. Ребристые выступы 11 с обеих

сторон плиты образуют каналы, через которые отфильтрованное масло проходит к отверстиям 13. Каждое отверстие снабжено краном, позво­ляющим отключать ту или иную раму и плиту в случае прорыва бумаги. Рамы и плиты с проложенными между ними тканью бельтинга и фильтровальной бумагой сжаты в пакет с помощью винта.

Отработавшее масло нагнетается насосом под избыточным давлением 40—50 н/см² (4—5 кГ/см²) в канал 7, проходит через отверстия 10 в камеры 12, откуда через фильтрующие материалы 14 и отверстия 13 направляется в сборный лоток.

Существует другая конструкция фильтр-пресса, в которой грязное масло поступает под давлением насоса в нижний канал, проходит через фильтрующие материалы и собирается в верхнем канале, откуда направляется в резервуар.

Схема установки, работающей по методу отстой — фильтрация, дана на рис. 3. Выход регенерированного масла в такой установке составляет 75—80%.

Рисунок 3 - Регенерация масла по методу отстой и фильтрация

Сепарирование

При обнаружении в системе значительного количества воды (более 0,5%) следует сначала отделить воду от масла методом отстоя и спуска воды из резервуара, а затем подключить центрифугу. Малозагрязненные и малообводненные масла (до 0,3%) в циркуляционных смазочных системах очищают сепараторами при подогреве масла до 6О...7О°С.

Сепарацию осуществляют двумя методами: с непрерывным отводом из центрифуги маслами примесей и с периодическим извлечением примесей из грязеотстойника центрифуги в моменты ее остановок. Сепарация является очень эффективным процессом при подогреве масла до 60—70° С и содержания в нем воды и механических примесей до 0,3%.

Отработавшие масла промывают горячей водой (60° С) для удаления из них растворимых в воде продуктов окисления. Потребное количество воды около 20% от массы масла. После промывки масло отстаивают и пропускают через сепаратор.

Серно-кислотная очистка

Сернокислотную очистку применяют для глубоко окисленных и сильно отработавших масел. Масло, нагретое до 30—40° С, обрабатывают крепкой серной кислотой в две стадии: предварительно подают небольшое количество кислоты (0,5% от массы масла) для просушивания, а после удаления осадка в масло вливают кислоту в объеме 2—6% от массы масла. Обработку производят в баках, при интенсивном перемешивании масла сжатым воздухом; время обработки 30—60 мин.

Обработка щелочью

Обработка щелочью служит для удаления из масла органических кислот и остатка свободной серной кислоты. Для регенерации применяют водный раствор щелочи крепостью 3—6° Бомэ, температура масла 40—90° С, время обработки 20—24 ч. Затем масло отстаивают в течение 2,5—3 ч и удаляют образовавшийся осадок. Оставшиеся в масле соли удаляют промывкой масла горячей водой, после которой масло, подогретое до 90—100° С, продувают сжатым воздухом.

Контактирование (адсорбция)

Наиболее эффективным способом удаления из масла асфальто-смолистых веществ, являющихся основной продукцией старения, следует считать адсорбцию. Сущность процесса заключается в контактной обработке масла тонко размолотыми минеральными веществами, имеющими, благодаря наличию огромного количества мелких пор, большую поверхность, к которой прилипают продукты старения масла. В качестве адсорбентов применяют активированный уголь и отбеливающие земли

Отбеливающими землями называют пористые породы глин, которые предварительно просушивают, размалывают, просеивают через тонкое сито (размер ячейки 0,1 мм2) и вторично просушивают при 120-150° С. Масло, нагретое до 150—170° С, в течение 20-30 мин тщательно перемешивают мешалкой с отбеливающей землей в количестве 3—10% от массы масла, а затем фильтруют.

Схема установки для регенерации масла, работающей по методу отстой — обработка кислотой — контактирование — фильтрация, представлена на рис. 4.

1-бак для серной кислоты (96%-ной); 2-кислотная мешалка; 3-контактная мешалка; 4-насос; 5-воздушный колпак с манометром; 6-фильтр-пресс; 7-сборник чистого масла; 8-термометр;

9 - импеллер (мешалка)

Рисунок 4 - Схема установки для регенерации масла по методу отстой

обработка кислотой контактирование - фильтрация

Регенерация автотракторных масел производится по методу отгон горючего, контактирование, фильтрация на специальных установках, в состав которых дополнительно включены: нагревательная печь, испаритель, холодильник, сборник отгона и вакуум-насос.

Во всесоюзной конторе «Реготмас» изготовляют универсальные мас-лорегенерационные установки типа Р-1000М и РМ-100-63 производительностью по отработавшему маслу 125—100 кг/ч.

На металлургических предприятиях станции регенерации масла обычно входят в состав центрального склада масел. Из цеховых систем масло перекачивается по трубопроводам в приемные резервуары станции, затем подается в отстойники, подогревается, отстаивается и направляется на регенерацию по кислотно-контактному методу. Регенерированное и профильтрованное масло собирают в цистерну и перекачивают на склад или в цеховую систему. Контроль за ходом регенерации и качеством получаемого масла производит лаборатория склада масел.

Для регенерированных масел допускаются некоторые отклонения от норм на свежие масла, главным образом по кислотному числу и зольности.

Вакуумная перегонка

Вакуумная перегонка производится в аппарате дистилляторе, в котором холодильник находится под вакуумом.

Контрольные вопросы:

1 Зачем производят сбор отработанного масла?

2 В каком случае производят замену масла в циркуляционных системах?

3 В каком случае производят замену масла в картерных системах?

4 Методика определения сроков службы масел в системах смазки?

5 Регенерация смазочных материалов, что это такое?

6 Основные способы восстановления масла

7 Как производится фильтрация?

8 При какой температуре производится отстой?

9 Для чего производится обработка масла контактированием?

Литература:

Жиркин Ю.В. -122-125 стр.

Плахтин В.Д. -362 стр.

Лекция 10
Методика выбора смазочных материалов

План лекции

1 Методика выбора смазочных материалов.

2 Общая характеристика ЖСМ для выбора вида.

3 Общая характеристика ПСМ и ТСМ для выбора вида.