Смазочные материалы и спецжидкости, назначение и классификация, основные свойства и область применения.

 

Надежность машин зависит в значительной степени от правильного выбора и применения смазочных материалов.

Смазочные материалы выполняют следующие функции:

1. снижают силы трения, а следовательно, уменьшают потери мощности на преодоление этих сил;

2. снижают износ трущихся поверхностей деталей вследствие создания жидкостного или граничного трения, а также смывают с поверхностей трения продукты износа и абразивные частицы;

3. охлаждают детали, работающие в условиях высоких температур или нагревающиеся при преодолении сил трения;

4. амортизируют ударные нагрузки;

5. уплотняют зазоры и защищают от попадания абразивных частиц извне;

6. снижают шум и вибрации при контакте металлических поверхностей;

7. защищают от коррозии.

 

По природе смазочные материалы подразделяются на

· минеральные, получаемые из нефти, угля, сланца и других минералов;

· органические - животные из жира животных (китовый и рыбий жир, свиное сало и др.)

· растительные из хлопка, клещевины, конопли и другие;

· синтетические, получаемые путем химического синтеза.

 

По физическому состоянию смазочные материалы подразделяются на

· жидкие масла в виде эмульсий,

· пластичные (консистентные)

· твердые.

 

 

В зависимости от области применения минеральные масла подразделяются на индустриальные для смазки различных машин, приборов и механизмов; моторные, предназначенные для смазки двигателей внутреннего сгорания; трансмиссионные для смазки различных механических передач; энергетические, включающие турбинные, электроизоляционные и компрессорные масла.

Свойства жидких смазочных материалов определяются следующими показателями: плотностью, вязкостью, температурой вспышки, температурой застывания, маслянистостью, содержанием воды и механических примесей, кислотностью, коксовым числом и др.

Плотность номинальная (при заданной температуре) масел находится в интервале 0,87-0,95 г/см³..

Вязкость - при конструировании узлов трения используют кинематическую вязкость, определяемую при температурах 50 и 100 °С.

Динамическая вязкость - сила сопротивления (в Н), оказываемая жидкостью, при перемещении одного ее слоя относительно другого со скоростью 1 м/с при площади каждого слоя 1 м² и расстоянии между ними 1 м.

Кинематическая вязкость - отношение динамической вязкости к плотности при температуре определения.

Индекс вязкости оценивает вязкостно-температурные свойства масел.

Температура вспышки - температура, при которой смесь паров масла с воздухом воспламеняется при поднесении к ней пламени.

Температура застывания характеризует собой температуру, при которой масло теряет свою подвижность при низких температурах.

Маслянистость или липкость масла оценивает его способность прилипать к смазываемым поверхностям и сопротивление выдавливанию из зазоров между трущимися поверхностями деталей.

Кислотное число - характеризует наличие в масле свободных кислот, вызывающих коррозию металла.

Содержание механических примесей в жидких маслах допускается не более 0,05 %. Механические примеси попадают в масла в процессе их изготовления, хранения и использования.

Зольность или коксовое число характеризует количество неорганических примесей при сжигании навески масла, а также склонность к образованию нагара. Величина зольности составляет 0,002-0,4 % по массе.

Кроме рассмотренных свойств жидкие смазочные материалы характеризуются цветом, противопенными свойствами, деэмульгирующими свойствами и содержанием активных элементов.

 

 

По назначению пластичные смазки делятся на следующие группы.

Смазки общего назначения. Наиболее распространенными в этой группе являются солидолы - гидратированные кальциевые смазки. Достоинствами солидолов являются водостойкость, эффективная защита от коррозии, высокие противозадирные свойства. Недостатки - низкая температура плавления и плохая механическая стабильность. Солидолы используют в механизмах, работающих при температуре до 60-70 °С и применительно к которым не предъявляются высокие требования к качеству смазки.

Многоцелевые смазки называют иногда многофункциональными или универсальными. Их применяют в узлах трения разнообразных механизмов. Эти смазки водостойки и работоспособны в широком интервале скоростей, температур и нагрузок.

Термостойкие смазки - группа смазок с максимальной температурой применения от 150 до 200-250 °С и выше в течение достаточно длительного времени (десятки и сотни часов). Применение термостойких смазок нерационально, когда могут быть использованы смазки обычных типов.

Низкотемпературные смазки специально предназначены для применения до минус 50 °С, а в некоторых случаях и при более низких температурах. Хорошие низкотемпературные свойства смазок, изготовленных на нефтяных маслах, обусловлены невысокой вязкостью этих масел при низких температурах.

Консервационные смазки используют для защиты металлоконструкций от коррозии; в основном углеводородные, именуемые вазелином. Низкая температура плавления (40-70 °С) ограничивает максимальную температуру применения углеводородных смазок.

Основные физико-химические свойства пластичных смазочных материалов - прочность, вязкость, теплостойкость, влагостойкость, стабильность, антикоррозионность и содержание механических примесей.

Прочность - сила отрыва их от смазываемой поверхности. Минимальный предел прочности при рабочей температуре не менее 180-200 Па.

Вязкость - определяется числом пенетрации, представляющим собой глубину погружения в смазку стандартного металлического конуса массой 150 г за время 5 с.

Теплостойкость - температура каплепадения, характеризуемая падением первой капли смазки, нагреваемой в приборе Убеллода.

Влагостойкость - сопротивление растворению и смыванию водой с образованием различных эмульсий.

Стабильность - способность сохранять свои свойства при длительном хранении и эксплуатации.

Коррозионность- степень воздействия смазки на железные и медные пластинки.

Наличие механических примесей - нежелательно. Допустимое количество их в чистых солидолах не более 0,6 %.

ТВЕРДЫЕ СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

К ним относятся графит, дисульфид молибдена и другие вещества, которые под механическим воздействием расщепляются с образованием на трущихся поверхностях тонкой пленки. Коэффициент трения при этом равен 0,05-0,15, интервал температур возможного применения составляет от минус 250 до плюс 350 °С. Считается эффективным применение твердых смазочных материалов в качестве добавок к жидким маслам и пластичным смазкам машин, работающих при нормальных температурах, но в особо неблагоприятных условиях.

К недостаткам твердых смазочных материалов относятся быстрое истирание слоя смазки в узлах трения и более низкий отвод тепла от трущихся поверхностей, чем при жидкостной смазке. Однако при работе пар трения машин в условиях вакуума твердые смазочные материалы являются единственно возможным видом смазки.