О.Л. Жиглов, С.Л. Билов, В.Г. Смотрухин
Назначение смазочных материалов Смазочные материалы предназначены для надежного разделения поверхностей трущихся деталей в условиях граничной, гидродинамической и эластогидродинамической смазки. Одновременно они должны снижать силу трения, интенсивность изнашивания, а также демпфировать удары и вибрацию[1-5 и др.]. Смазочные материалы и системы смазки должны удовлетворять следующим требованиям: гарантированно смазывать узел трения в заданных техническими условиями эксплуатации интервалах температуры, давления и скорости скольжения; поддерживать установленные значения функциональных показателей узла трения в пределах определенного срока эксплуатации и хранения; не оказывать вредного воздействия на контактирующие с ними материалы; быть экологически и пожаро-, взрывобезопасными; обеспечивать заданный температурный режим объекта смазки. По агрегатному состоянию смазки делятся на жидкие, пластичные (консистентные) и твердые. Жидкие смазки-масла - считают вязкими (ньютоновскими) жидкостями. Они предназначены для использования в циркуляционных системах смазки. Пластичные смазки применяются для смазывания подшипников качения и шарниров в отсутствие циркуляции. Они закладываются при сборке в полости узлов трения. Твердые смазки используются в узлах, работающих обычно в экстремальных условиях: при высоких температурах, контактных давлениях, в глубоком вакууме, при заметном уровне радиации и др.
Смазочные масла, их физико-механические свойства и методики оценки характеристик По своей природе масла (жидкие смазки) делятся на нефтяные (минеральные), синтетические, растительные и смешанные. Минеральные масла состоят из продуктов перегонки нефти, полученных методами дистилляции из соответствующих фракций нефти либо остаточных после отгонки легких и маловязких фракций. Синтетические масла получают методами химического синтеза на основе силоксанов, эфиров фосфоновых кислот, фтор-, спирто-, глицериновых смесей и т.д. Такие масла обладают специфическими свойствами, например, огнестойкостью, сохранением текучести при низких температурах, слабой испаряемостью, неагрессивностью и др. По своему назначению масла можно разделить на четыре группы: моторные - для двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей; трансмиссионные - для смазывания зубчатых, цепных и других видов передач; индустриальные - для смазывания узлов трения промышленного оборудования: станков, прессов, прокатных станов и т.д.; масла специального назначения: промывочные, компрессорные, холодильные, турбинные, веретенные, трансформаторные, консервационные и т.д. Кроме того, имеются группы гидравлических и смазочно-охлаждающих жидкостей. Поскольку масла должны обеспечивать гидродинамический режим трения, их важнейшим показателем является вязкость. В связи с тем, что во время запуска и остановки узла трения, а также в зоне верхней и нижней «мертвых точек» поршня двигателей внутреннего сгорания имеет место граничное трение, ответственной характеристикой является их задиростойкость, т.е. смазка должна предотвратить схватывание - самый опасный из видов износа. В технике масла считаются ньютоновскими жидкостями, поэтому силу трения в смазочном слое рассчитывают без учета сжимаемости
Важнейшим показателем является смазывающая способность, т.е. способность создавать на поверхности детали тонкую защитную пленку, препятствующую непосредственному контакту, а следовательно, адгезии, задиру и заеданию при металлическом контакте. Смазывающую способность в основном обеспечивают противозадирные, противо-износные и антифрикционные присадки. Если смазывающая способность исчерпывается, то резко возрастают трение, износ, разрушение рабочих поверхностей вследствие схватывания и заедания.
Состав масел и механизм смазочного действия. Роль функциональных присадок к смазочным маслам Различают масла базовые и товарные. Базовые масла (по ГОСТ 18283-72) являются основой для получения товарных масел путем введения в них присадок различного назначения. Как правило, базовые масла представляют собой продукты различного происхождения: дистиллятные или остаточные минеральные масла, фракции нефтей асфальтового основания, высокополимерные соединения, синтетические и растительные масла. Так, например, моторное масло М-6 (?t = 100 ?С = 11 мм2/с) содержит 50 % дистиллятного и 50 % остаточного компонента. Соотношение между обоими компонентами определяет вязкость и индекс вязкости. В последние годы с учетом того, что смазки на нефтяной и синтетической основе и технологии их производства экологически опасны, проявляется большой интерес к экологически чистым маслам растительного происхождения (рапсовое, соевое, кокосовое, подсолнечное и др.). Для обеспечения служебных свойств смазочных масел разного назначения в базовые масла вводят присадки. Присадки бывают маслорастворимые органического происхождения и тонкоизмельченные твердые порошки органического и неорганического происхождения (наполнители), образующие гелеобразные структуры. Присадки снижают износ, силу трения, предотвращают схватывание, заедание, определяют ряд других служебных показателей. В качестве антифрикционных и противоизносных присадок широко используются поверхностно-активные вещества в виде жирных кислот и их солей - мыл. На рис. 17.5, а, б показана схема взаимодействия молекулы ПАВ с металлом (Ме).
Пластичные смазки, которые также называют консистентными, представляют собой густые мази, предназначенные для смазывания подшипников качения различных типов, шарниров, рычажных, кулачково-эксцентриковых систем и др. В отличие от жидких масел, пластичные смазки обладают сдвиговой прочностью
Пластичные смазки обладают следующими достоинствами: удерживаются на наклонной и вертикальной поверхностях, не выдавливаются из контакта, обладают хорошей смазочной способностью в довольно широком интервале температуры, способны герметизировать узел, обеспечивают малый расход смазки, позволяют упростить конструкцию узла, снизить металлоемкость, сократить затраты на обслуживание. К числу недостатков относят низкую теплопроводность, накопление продуктов изнашивания и др. Пластичные смазки больше, чем жидкие масла, склонны к окислению и распаду. Пластичными смазками набиваются полости узлов трения. Замена смазки производится во время техобслуживания. В ряде узлов предусмотрено пополнение запаса смазки с помощью пресс-масленок.
Основой пластичных смазок служат нефтяные, синтетические или растительные масла. По типу загустителей они делятся на 4 группы: - на мыльных загустителях; - на неорганических загустителях; - на органических загустителях; - на углеводородных твердых маслорастворимых загустителях (парафины, церезины, битумы). В первом случае используются соли жирных кислот - мыла, содержащие небольшое количество воды. Во втором и третьем случаях используются колоидно-дисперсные порошки минералов и полимеров. На поверхностях частиц сорбируются слои макромолекул смазки. Частицы вместе с прикрепившимися к ним активными группами молекул смазки связываются друг с другом за счет промежуточных молекул. В результате возникает гелеобразная структура. В состав смазок входят жидкие масла (50 - 90 %), загустители, модификаторы, присадочные добавки и наполнители. В качестве модификаторов, предназначенных для стабилизации структуры, используются смолы, жирные кислоты, вода. Присадки обеспечивают смазывающее действие и играют ту же роль, что и в маслах. Наполнители - это твердые смазки (халькогениды металлов) дисульфиды, диселениды, дителлуриды, а также тальк, слюда, порошки мягких металлов (свинца, олова, кадмия, меди). Применение порошков мягких металлов позволяет создать на поверхностях трения защитные пленки, предохраняющие сопряжения от схватывания и заедания. Ту же функцию выполняют твердые смазки. Ряд смазок имеет специальное назначение: электроконтактные (проводящие), судовые (стойкие к речной и морской воде), резьбовые, шахтные, канатные, консервационные и т.д. Наиболее часто на автотранспорте применяется смазка «ЛИТОЛ-24», представляющая собой смесь нефтяных масел, загущенную литиевым маслом. Масло содержит противозадирные, противопиттинговые и другие присадки. «ЛИТОЛ-24» применяется для смазки подшипников качения, шарниров, тихоходных подшипников скольжения и зубчатых передач. Смазки «Фиол-1», «Фиол-2у» разработаны фирмой «Фиат» и предназначены для смазки игольчатых подшипников и шлицевого соединения карданного вала. Они содержат дисульфид молибдена, применяются в автомобилях, выпускаемых ВАЗом. Смазка «Шрус-4» содержит антиокислительную, противоизносную, противозадирную присадки, а также твердосмазочную добавку. Используется для смазывания шарнирных соединений автомобилей ВАЗ, КрАЗ и др. Наиболее распространенная пластическая смазка общемашиностроительного назначения «Солидол-С» представляет собой нефтяную жидкую основу, загущенную мылом. Модификатором структуры является вода, содержание которой составляет 2 - 4 %. Применяется для смазки тихоходных передач, подшипников, шарниров, ползунов, эксцентриков и т.д. В настоящее время по своим параметрам «Солидол-С» является технически устаревшей смазкой. Твердосмазочные материалы (ТСМ). К твердосмазочным материалам относятся вещества, наносимые на поверхность деталей в виде пленок, имеющие сдвиговую прочность значительно меньшую, чем у материала детали. Иными словами, эти вещества должны обеспечить положительный градиент сдвиговой прочности в направлении внутренней нормали к границе твердой поверхности: d?/dn>0. В качестве твердых смазок используют: слоистые вещества с резкой анизотропией прочности, обусловленной особенностями кристаллического строения; тонкие пленки мягких металлов, их окислов; пленки пластмасс; химические соединения, образованные на поверхности детали путем обработки активными реагентами, содержащими хлор, фосфор, азот, серу и др. ТСМ применяются: при работе в условиях, когда жидкие и пластичные смазки не применимы из-за специфики эксплуатации узла, например, в агрессивных средах; в сопряжениях, работающих в условиях малых скоростей скольжения и высоких контактных давлений; при высоких температурах, когда масла разлагаются, а также при низких температурах (криогенных), когда масла замерзают; в условиях, когда недопустимо загрязнение окружающего пространства, при работе в жидких средах, в вакууме; когда необходимо смазывать неметаллические поверхности, например, керамику; в скользящих электрических контактах с использованием проводящих материалов (графит, легкоплавкие мягкие металлы); при воздействии радиации. Наиболее распространенным типом ТСМ являются слоистые материалы: графит, дисульфиды, деселениды молибдена и др.
Требования к смазочным системам транспортных машин Смазочные системы должны обеспечивать успешное функционирование узла трения: надежный подвод масла на всех режимах работы двигателей ко всем трущимся деталям, охлаждаемым маслом поверхностям и устройствам, в которых масло используется в качестве рабочего тела (серводвигатели реверсирующих устройств двигателей, нагнетателей и регуляторов, гидравлические муфты приводов вентиляторов систем охлаждения и др.); работу двигателей и их агрегатов в различных условиях окружающей среды и на всех эксплуатационных режимах; заданную длительность работы двигателя без остановок для заправки маслом, регулировки и устранения недостатков в смазочной системе, очистки от отложений примесей, шлама и нагара на поверхностях деталей двигателей и их агрегатов; длительную работу масла и малый его расход. Кроме того, они должны быть компактными, простыми и нетрудоемкими в обслуживании, иметь невысокую стоимость. Исходя из условий работы двигателей, их типов и назначения степень удовлетворения этим требованиям может быть различной, что определяет сложность, стоимость, компактность смазочных систем и их элементов. Следует отметить четкую тенденцию конструктивного усложнения смазочных систем на всех типах двигателей не только вследствие расширения функций масла в силовых установках, но и для повышения надежности работы элементов двигателей, автоматизации обслуживания, повышения срока службы масла, снижения его расхода. Основной характеристикой смазочной системы является циркуляционный расход масла в единицу времени Gм. Эту характеристику назначают по количеству теплоты Qм, которое масло должно переносить как хладоаг
Похожие работы
... используют консталин жировой или синтетический. Цепи смазывают погружением их в пластичную смазку, предварительно разогретую до температуры не более 55 ˚С. Особенности смазки узлов трения оборудования для металлургических предприятий, работающих в условиях низких и высоких температур Вопрос подбора смазочного материала для узлов трения, работающих в условиях низких (-15)-(-20 °С) и ...
... , для получения которых в качестве загустителей используют высокоплавкие углеводороды (петролатум, церезин, парафин, озокерит, различные природные и синтетические воски). В зависимости от типа их дисперсионной среды различают гсм, смазки на нефтяных и синтетических маслах. По области применения в соответствии с ГОСТ 23258-78 смазки разделяют на: · Антифрикционные (снижение износа и трения ...
... Пластичные смазки (ПС) представляют собой жидкие масла, специальным образом загущенные для того, чтобы придать им ряд эксплуатационных свойств, не обеспечиваемых ни жидкими, ни твердыми смазочными материалами. По физической структуре ПС представляют собой дисперсные (коллоидные) микронеоднородные системы, состоящие из дисперсионной среды и дисперсной фазы. Дисперсионной средой служат ...
... для получения высокооктанового бензина. 1. Топлива классифицируются на: моторные топлива; на нефтяные масла и смазки; растворители; высокооктановые добавки и присадки; углеродные материалы; смазочно-охлаждающие жидкости; парафины и церезины. Моторные топлива подразделяются на: карбюраторные топлива (авиационные и автомобильные); реактивные; дизельные (зимние, летние, арктические); ...
0 комментариев