Конструктор уроків
1
За своєю консистенцією, мастильні матеріали діляться на три категорії:
Їх застосовують в вузлах, де неможливо забезпечити постійне обмивання всієї поверхні тертя, Або на матеріалах, які перешкоджають нормальній адгезії рідких масел.
До того ж, їх зручно наносити на деталі (закладати всередину) при складанні вузлів, для яких не передбачена система зрошення при роботі.
З точки зору фізичних властивостей, пластичні мастила, це дисперсія твердих загусники в рідкій основі. Причому загущувач додається настільки високо структуровані, що досить невеликого відсотка: не більше 10% -15%.
Стандартний склад подібних матеріалів, наступний:
Рідке середовище, являє собою звичайне нафтове або синтетичне масло, яке отримують за тими ж технологіями, що і звичайні матеріали.
Для виготовлення складних і дорогих складів вихідні основи можуть змішуватися, згідно з технічним завданням розробника. Обсяг базового рідкого масла: 70% -90%.
Нафтові основи виробляються методом гідроочищення, за допомогою водню. Таким чином знижується сірчистість і Загущувач (10% -15%)
Він не просто додається в рідку основу, для отримання однорідного складу потрібна певна температура в процесі змішування, і спеціальні міксери.
Потім склад охолоджується до температури навколишнього середовища, і після цього фізико-хімічні властивості пластичних мастил не змінюються. Зрозуміло, при дотриманні температурного режиму експлуатації.
Як загусник використовуються високомолекулярні солі жирних кислот (більш звичне визначення - мило). У складах преміум класу застосовуються тверді вуглеводні, а також неорганічні сполуки (полімери, карбаміди, та ін.)
присадки
Як і будь-який інший продукт, пластичне мастило містить присадки. Вони покращують властивості, якщо базові характеристики не задовольняють замовника.
Набір властивостей типовий:
протизносні (протизадирні);
захист від корозії;
з'єднання, що перешкоджають окисленню самого продукту;
підвищують адгезію;
антифрикційні.
Склад наповнювачів (10% -20%): тальк, графіт, мідний порошок дрібного помелу, дисульфід молібдену, слюда, тощо.
Основна властивість пластичних мастил
Оскільки напівтверді масла повинні утримуватися на поверхні виробів, важливою характеристикою є температура каплепадения. Справа в тому, що при обертанні вузлів тертя, температура невідворотно підвищується.
Разом з нею знижується в'язкість пластичного матеріалу. Після критичного нагріву, мастило переходить в рідкий стан, і просто стікає з робочої поверхні.
З огляду на критичність цих параметрів, визначення температури каплепадения пластичних мастил відноситься до обов'язкової процедури випробувань продукту.
Методика наступна:
Пластичні мастила представлені великою різноманітністю типів, однак жодна з них не є універсальною. Для кожного агрегату слід підбирати необхідний склад продукту.
пластичні в класифікації мастильних речовин знаходяться між твердими і рідкими мастилами. Вони являють собою двокомпонентну систему: рідке масло (зазвичай до 90%), загусники і добавки. Ці загусники, звані металевим милом, мають специфічний молекулярний каркас-решітку, добре вбирає і утримує масло.
своє застосування пластичні мастила знайшли в тих вузлах тертя, в яких не можна створити примусову циркуляцію або зробити це важко. Завдяки загусників вони надійно утримуються на поверхнях пар тертя і, в деяких випадках, забезпечують додаткову герметизацію.
Як було згадано вище, пластичне мастило складається з трьох компонентів: масло, загущувач, добавка.
Масло (дисперсійне середовище) - це основа пластичного мастила, що займає до 90% від всієї маси. Саме за властивостями дисперсійних середовищ класифікують і самі пластичні мастила.
Дисперсійні середовища:
Нафтове (мінеральне) масло:
рідкі суміші високою температурою кипіння (300 - 600 ° С) вуглеців (алкінафтенових алкилароматических)
Синтетичні вуглеводні: РАО, Ароматичні алкілат
Кремнійорганічні рідини: олігоорганосілоксани
складні ефіри
Галогенуглеродние рідини
Фторсілоксани
Перфторалкілполіефіри
Інші олії
Загущувач - основний елемент, що надає властивість пластичності і малої текущесті пластичного мастила. Він займає до 20% від маси мастила:
металеві мила: літій, кальцій, натрій
комплексні мила
неорганічні згущувачі: бентонітова глина, силікагель
синтетичні загусники: сечовина, пертетрафторетілен
добавки в пластичних мастилах застосовують для поліпшення експлуатаційних властивостей. Їх поділяють на три групи:
присадки - покращують властивості базових масел
наповнювачі - покращують герметизирующие і антифрикційні властивості
модифікатори структури - формують більш еластичну структуру мастила
У загальному випадку використовують такі добавки:
Графіт: аллотропная модифікація вуглецю
дисульфід молібдену
Порошок свинцю, міді, цинку
Інші тверді добавки
В даний час не існує єдиної класифікації пластичних мастил. ГОСТ 23258-78 передбачає їх класифікацію за властивостями і області застосування.
Антифрикційні пластичні мастила використовують для зниження зносу і тертя ковзання в парах тертя. В рамках цієї групи, поділяють на підгрупи:
Загального призначення для звичайних температур:
Солідол С ГОСТ 4336-76
Солідол Ж (Люкс) ГОСТ 1033-79
Прес-Солідол С (Ж) ГОСТ 4336-76
Мастило графитная УСсА ГОСТ 3333-80
Область застосуванняВузли тертя (шарніри, гвинтові і ланцюгові передачі, тихохідні шестерні редуктори) з робочою температурою до 70 ° С
Загального призначення для підвищених температур:
Азмол 1-13
Консталін -1 ГОСТ 1957-73
Консталін - 2 ГОСТ 1957-73
Область застосування: Та ж, що і у мастил пластичних загального призначення, за винятком робочої температури - до 150 ° С
Морозостійкі пластичні мастила:
ЦИАТИМ - 201 ГОСТ 6267-74
ЦИАТИМ - 203 ГОСТ 8773-73
МС-70 - ГОСТ 9762-76
ГОІ-54П ГОСТ 3276-89
Область застосування: Застосовуються в вузлах тертя при робочій температурі нижче -40 ° С. Має дуже високу водостійкість, хімічну і колоїдну стабільність, протизносні характеристики.
Протизадирні і протизносні пластичні мастила:
фиол-2М
ВНИИНП-232 ГОСТ 14068-79
ВНИИНП-225 ГОСТ 19782
ЛС-1П
Свінцоль-01
Свінцоль-02
Область застосування: Змащення використовуються в важко навантажених вузлах тертя для запобігання схоплювання сполучених поверхонь деталей (підшипники кочення при контактних напругах понад 2500 МПа і підшипники ковзання при питомих навантаженнях понад 150 МПа).
Редукторні (трансмісійні) пластичні мастила:
СТП-1,2,3
Циатім-208 ГОСТ 16422-79
Область застосування: Застосовуються в зубчастих і гвинтових передачах всіх видів.
Консерваційні (захисні) мастила застосовують для захисту поверхонь від корозії при консервації верстатів, машин, механізмів. Застосовують при температурах від - 50 до + 50 ° С:
Для змащення ряду механізмів і деталей автомобіля використовують густі мазеподібні продукти - пластичні мастила. пластичним мастилом називають систему, яка при малих навантаженнях проявляє властивості твердого тіла; при деякій критичному навантаженні мастило починає пластично деформуватися (текти подібно рідини) і після зняття навантаження знову набувати властивостей твердого тіла.
Мастила за своїм складом є складними речовинами. У найпростішому випадку вони складаються з двох компонентів - масляної основи (Дисперсійне середовище) і твердого згущувача (Дисперсна фаза).
В якості масляної основи мастил використовують різні масла нафтового і синтетичного походження. Загустителями, що утворюють тверді частинки дисперсної фази, можуть бути речовини органічного та неорганічного походження (мила жирних кислот, парафін, силікагель, бетоніт, сажа, органічні пігменти і т.п.). Розміри частинок дисперсної фази дуже малі - 0,1-10 мкм. Найбільш характерна форма частинок загустителя - дрібні кульки, стрічки, пластинки, голки, зростки кристалів і ін.
добавки необхідні для поліпшення експлуатаційних властивостей мастил. До них відносяться:
- присадки - малорозчинні ПАР (теж, що і в моторних маслах). Не більше 5%;
наповнювачі, Що поліпшують антифрикційні і герметизуючі властивості (дисульфід молібдену, графіт, слюда і ін.). Наповнювачі складають 1-20% маси мастила;
модифікатори структури, Що сприяють формуванню більш міцною та еластичною структури мастила. Це ПАР (кислоти, спирти та ін.) І становлять 0,1 -1% маси мастила.
Для більшості мастил на частку дисперсійного середовища - рідкого масла доводиться від 70 до 90% маси мастил. Від в'язкості дисперсійного середовища багато в чому залежать в'язкі характеристики мастил, наприклад, прокачиваемость мастила при низьких температурах. Від в'язкості дисперсійного середовища мастил залежить в основному опір обертанню в такому важливому вузлі тертя, як підшипник кочення.
Для виробництва мастил застосовують мало - і средневязкой нафтові масла і рідко - синтетичні. У РФ до 80% мастил готують на маслах в'язкістю не більше 50 мм 2 / с при 50 ° С. Мастила, приготовані на маловязких маслах, можна застосовувати при -60 ° С. В'язкі масла застосовують в основному для виробництва консерваційних, а також деяких сортів; термостійких мастил.
У мастила спеціального призначення (ущільнювальні, різьбові, для ресор тощо) застосовують наповнювачі - графіт, дисульфід молібдену. Наповнювачі збільшують міцність мастила, перешкоджають видавлювання її з вузлів тертя.
В процесі експлуатації автомобілів найбільше застосування отримали мильні і вуглеводневі мастила.
загустителямив мильних змащеннях є мила. Відомі мастила загущені милами літію, натрію, кальцію, цинку, стронцію, барію, алюмінію, застосовують широко тільки кальциевое, літієві, натрієві, барієві і алюмінієві мастила.
Вуглеводневі мастила отримують сплавом нафтових масел з твердими вуглеводнями - парафіном, церезином. Ці мастила займають виняткове місце серед консерваційних (захисних) мастил завдяки їх невисокій температурі плавлення і оборотності структури. Вони абсолютно нерозчинні у воді і не проводять через себе водяні пари. Їх можна наносити на металеві деталі і поверхні, занурюючи в розплавлену мастило при 60-120 ° С, розпилюванням, за допомогою кисті і т.д. Тонкий шар мастила (близько 0,5 мм) надійно захищає поверхню від проникнення води і пари.
Відповідно до класифікації (ГОСТ 23258-78) мастила розділені на чотири групи: антифрикційні, консерваційні, ущільнювальні і канатні.
антифрикційні мастила діляться на підгрупи, що позначаються індексами: С - загального призначення для звичайної температури (до 70 ° С); Про - для підвищеної температури (до 110 ° С); М - багатоцільові, працездатні від -30 до +130 ° С в умовах підвищеної вологості; Ж - термостійкі (150 ° С і вище); Н - морозостійкі (нижче -40 ° С); І - протизадирні і протизносні; П - приладові; Д - пріработочние (містять дисульфід молібдену); Х - хімічно стійкі.
консерваційні(Захисні) мастила, призначені для запобігання корозії металевих поверхонь при зберіганні і експлуатації механізмів, позначаються індексом 3.
канатні- індексом К.
ущільнювальні мастила діляться на три групи: арматурні - А, різьбові - Р, вакуумні - В.
В позначенні ще вказують:
тип згущувача (Позначають першими двома буквами входить в; склад мила металу: Ка - кальциевое. На - натрієва. Лі - літієве, Лі-Ка - змішане);
У табл. 1 представлені види загусники для різних мастил.
Таблиця 1
Марки мастил і види загусники
вид загустителя | |
12-гідроксистеарат літію | |
Фіол-1, Фіол-3 | 12-гідроксистеарат літію |
12-гідроксистеарат літію | |
Комплексне барієве мило | |
Стеарати літію і калію, фталоцианин міді | |
Стеарат літію, церезин-80 | |
ЦИАТИМ-201 | стеарат літію |
ЦИАТИМ-203 | стеарат літію |
Натрієво-кальцієві мила касторової олії | |
Солідол-С | Кальцієві мила СЖК |
Комплексне кальциевое мило | |
ВНДІ НП-242 | Стеарат літію, дисульфід молібдену |
рекомендований температурний діапазон застосування (вказують дробом - в чисельнику зменшена в 10 разів без знака мінус мінімальна температура, в знаменнику - зменшена в 10 разів максимальна температура застосування);
дисперсійне середовище (Позначають малими літерами: у - синтетичні вуглеводні, до - кремнійорганічні рідини, г - добавка графіту, д - добавка дисульфіду молібдену.
консистенцію(Густоту), яку позначають умовним числом від 0 до 7.
Класифікація мастил за консистенцією (густотою) розроблена Національним інститутом мастильних матеріалів США (NLGI). Відповідно до цієї класифікації мастила діляться на класи в залежності від рівня пенетрации - чим вище числове значення пенетрации, Тим м'якше мастило. Клас 000, 00 - дуже м'яка, аналогічна дуже в'язкому маслу; клас 0, 1 - м'яка; клас 2 - вазелінообразная; клас 3 - майже тверда; клас 4,5 - тверда; клас 6 - дуже тверда, милообразная.
При виборі мастила краще керуватися рекомендаціями заводу-виробника автомобіля.
Автомобільний транспорт є одним з основних споживачів пластичних мастил - близько 25% від загального виробництва.
Як приклад можна привести класифікаційне позначення по ГОСТ 23858-79 товарної літієвої мастила літол-24:
М Лі 4 / 13-3 - мастило багатоцільовий антифрикционная, працездатна в умовах підвищеної вологості (М), загущена літієвим маслом (Лі). Робочий діапазон температур становить -40 ... + 130 ° С (4/13). Відсутність індексу дисперсійного середовища означає, що мастило приготовлена \u200b\u200bна нафтовому олії. Цифра 3 характеризує консистенцію мастила.
Таблиця 4.1 - Класифікація пластичних мастил за кількістю пенетрации
клас | діапазон пенетрации | Візуальна оцінка консистенції |
85…115 | Дуже м'яка, як дуже в'язке масло Вазелінообразная майже тверда Дуже тверда милообразная |
Колоїдна стабільність. Здатність утримувати масло, чинити опір його виділенню при зберіганні і експлуатації характеризує колоїдну стабільність мастил. Виділення масла може бути мимовільним внаслідок структурних змін в мастилі, наприклад, під дією власної маси, і може прискорюватися або сповільнюватися під дією температури, тиску та ін. Факторів. Занадто велике виділення масла в процесі роботи - більше 30% - приводить до різкого зміцнення мастила і порушує її нормальне надходження до контактіруемие поверхонь.
Колоїдна стабільність залежить від розмірів, форми і міцності зв'язків структурних елементів. Великий вплив робить в'язкість дисперсного середовища: чим вище в'язкість масла, тим важче йому витікати з обсягу мастила.
Колоїдна стабільність оцінюється за обсягом масла, відпресованих з мастила при кімнатній температурі протягом 30 хвилин і виражається в% - для мастил вона не повинна перевищувати 30%. Проводять це на різних приладах, але найпростішим і зручним є механічне отпрессовиваніе масла з деякого об'єму, поміщеного між шарами фільтрувального паперу.
Хімічна стабільність . Під хімічною стабільністю розуміють стійкість мастил проти окислення киснем повітря, хоча в широкому сенсі - це відсутність зміни властивостей мастил під впливом на них хімічних реагентів (кислот, лугів, кисню і т.д.). Окислення призводить до утворення та накопичення в мастилах кисневмісних, активних речовин, до зміни реологічних властивостей (як правило, знеміцнення), погіршення колоїдної стабільності, зниженню температури каплепадения, мастильної здатності і т.д.
Стабільність проти окислення особливо важливий показник для мастил, які
Заправляють у вузли тертя 1 ... 2 рази протягом 10 ... 15 років;
Працюють при високих температурах;
Працюють в тонких шарах;
В контакті з кольоровими металами.
Мідь, бронза, олово, свинець і ряд інших металів і сплавів прискорюють окислення мастил.
Про освіту і накопиченні в мастилі продуктів окислення судять за даними ІЧ-спектроскопії. Дослідження проводять методом прискореного окислення під дією високої температури в присутності каталізаторів.
Є кілька способів підвищення стійкості мастил проти окислення:
Підбір масляної основи;
Вибір типу і концентрації згущувача;
Варіювання технологічними режимами виробництва;
Введення антиокисних присадок (амино- і фенолосодержащіх з'єднання, фосфор і сірковмісні органічні продукти і т.д.).
термічна стабільність . Здатність мастил не змінювати свої властивості і перш за все не упрочняться при короткочасному впливі високих температур характеризує їх термічну стабільність. Особливо схильні до зміцнення аж до втрати пластичності при підвищених температурах мастила з мив синтетичних жирних кислот, натрієві, натрієво-кальцієві і в меншій мірі кальцієві. Зміцнення утруднює надходження мастила до вузла тертя, погіршує його адгезійні властивості. Особливість термоупрочнения - повна і багаторазова оборотність - перетирання затверділої мастила призводить до відновлення її первинних властивостей.
испаряемость - один з показників мастил, що визначають стабільність складу при зберіганні і в експлуатації. Випаровування масла через високі температур, вакууму і відсутності частої зміни призводить до підвищення концентрації згущувача, що супроводжується збільшенням межі міцності і погіршенням низькотемпературних властивостей: на поверхні утворюються корки і тріщини, знижується захисна здатність.
Швидкість випаровування залежить від умов зберігання і експлуатації, фракційного складу масла. Чим тонше шар і більше його поверхню, тим вище випаровуваність. Тип і концентрація загустителя мало впливають на випаровуваність масла.
Виражається випаровуваність в%. Визначається вимірюванням втрати маси зразка, який витримують в стандартних умовах протягом певного часу при постійній температурі.
Температура каплепадения. Мінімальна температура, при якій відбувається падіння першої краплі мастила, що нагрівається в приладі Уббелоде. Ця температура залежить від умов оцінки і не завжди визначається одними і тими ж властивостями мастил. Вона умовно характеризує температуру плавлення загустителя. Вважається, що температура каплепадения повинна бути на 15 ... 20 ° С вище максимальної температури застосування мастила. Однак температура каплепадения не завжди дозволяє правильно судити про високотемпературних властивості мастила. Наприклад, температура каплепадения літієвих мастил лежить в межах 170 ... 200 ° С, а працездатні вони до 130 ° С.
Мікробіологічна стабільність. Під дією мікроорганізмів, що потрапили в мастило і розвинулися в ній, відбувається зміна складу і властивостей мастил. При розвитку мікроорганізми споживають ті чи інші компоненти мастила, продукти обміну накопичуються і, як правило, збільшують кислотність мастила. При цьому відбувається разупрочнение і зміна експлуатаційних властивостей.
Для боротьби з мікроорганізмами в мастила вводять антисептики - органічні речовини, наприклад, бензойну і саліцилову кислоти, феноли, похідні ртуті, олова та ін. Бактерицидними діями мають деякі антиокислювальні, протизносні присадки та інгібітори корозії.
Радіаційна стійкість. Вплив на мастила випромінювань високих енергій призводить до глибоких змін їх структури і властивостей. В значній мірі стійкість мастил до опромінення залежить від складу масла, на основі якого вони виготовлені. За дисперсионной стійкості мастила розташовуються в такий спосіб в порядку зростання: кремнійорганічні рідини -складні ефіри - нафтові олії - прості ефіри. Мастила в залежності від типу загусника при опроміненні можуть набувати «наведену» радіоактивність. Найбільш легко радіоактивність набувають натрієві мастила.
Автомобільний транспорт один з основних споживачів пластичних мастил. Тут застосовують антифрикційні, захисні і ущільнювальні мастила. Найбільше при експлуатації витрачаються антифрикційні мастила.
Основними вузлами тертя є:
- підшипники кочення маточин коліс;
- підшипники кочення насоса системи охолодження (раніше);
- шарніри рульового управління;
- кульові опори незалежної підвіски;
- шарніри карданні рівних і нерівних кутових швидкостей і т.д.
Асортимент антифрикційних мастил промислового виробництва перевищує 100 найменувань.
Найпоширенішими мильними мастилами з кальцієвих мастил загального призначення є солідоли. Готують дві марки синтетичного солідолу - прес-солідол З і солідол З, І дві марки жирового солідолу - прес-солідол УС-1 і солідол УС-2 (УС - універсальна среднеплавкая). Жирові солідоли готують загущення нафтових індустріальних масел кальцієвими милами. Солідоли нерозчинні в воді, мають високу колоїдної стабільністю, але не можуть використовуватися при температурах вище + 75 0 С і нижче - 30 0 С.
Крім солідолом випускають інші кальцієві гідратованих мастила - УСсА, ЦИАТИМ-208 та ін.
До комплексних кальцієвих змащенням, що виготовляється на нафтових або синтетичних маслах, відносяться - Униол-1, униол-2, ЦИАТИМ-221 і ін. Ці мастила в порівнянні зі звичайними мильними мастилами більш термостійкі: температура каплепадения у них вище 200 0 С (у солідолом 80 ... 90 0 С), що дозволяє використовувати їх при температурах до 160 0 С. Вони мають гарні протизношувальними і протизадирні властивості , тобто їх можна застосовувати в важко навантажених вузлах. Вони так само мають гарні захисними і антикорозійними властивостями. До недоліків цих мастил відноситься схильність до термоупрочнение.
Натрієві і натрієво-кальцієві мастила. За обсягом виробництва ці мастила займають друге місце після гідратованих кальцієвих. поширеними натрієвимимастилами є консталіниУТ-1 і УТ-2 (УТ - універсальна тугоплавка), які на відміну від солідолом працездатні при температурах до 115 0 С і добре утримуються при таких температурах в важко навантажених вузлах. Однак натрієві і натрієво-кальцієві мастила розчиняються у воді і, отже, змиваються з металевих поверхонь. При низьких температурах (нижче - 20 0 С) застосовувати ці мастила не рекомендується. Переважно консталіни використовуються як залізничні мастила.
Серед натрієво-кальцієвих мастил наймасовішою є мастило 1-13 . Цю мастило і її варіант 1-Л3 або ЛЗ-ЦНИИ застосовують в роликових і кулькових підшипниках.
Літієві мастила. Ці мастила працездатні в широкому інтервалі температур і до - 50 0 С, навантажень і швидкостей. Їх властивості стабільні в часі. До недоліків можна віднести низьку механіческуюстабільность і обмежений верхня межа температури - не вище 120 ... 130 0 С. Першої літієвої мастилом була ЦІАТІТМ-201. Зараз випускають: литол-24, фиол-2 або 2М, фиол-3 та ін. Литол-24 використовується в якості єдиної автомобільної мастила.
Алюмінієві мастила. Найбільш поширеною є мастило АМС-1,3. Вона використовується в механізмах, що працюють в морській воді або дотичних з нею. Відноситься до захисно-антифрикційним змащенням. випускається мастило МС-70 має такі ж властивості.
В асортименті антифрикційних мастил є також мастила на барієвихі цинковихмилах. барієвімастила мають гарну стійкість до води і нафтопродуктів, підвищеної хімічної і механічної стабільністю. У кульових шарнірах підвіски і наконечниках рульових тяг автомобілів ВАЗ застосовується барієва мастило ШРБ-4.
Як антифрикційних мастил використовують мастила на неорганічних загустителях - сілікагелевой, бентонітові та ін. У них хороші високотемпературні властивості, висока хімічна стабільність і задовільні мастильні властивості. До їх недоліків можна віднести низьку захисну стабільність. До селікагелевимотносятсясмазкі- ВНИИНП-262,ВНИИНП-264,
ВНИИНП-279. В основному вони призначені для високошвидкісних підшипників кочення, що працюють в жорстких режимах тертя. Мастила ці дорогі.
До бентонітових змащенням для підшипників кочення відноситься мастило ВНИИНП-226.
2
Опрацюйте теорію та дайте відповіді на питання.
1.Де використовують графітне пластичне мастило?
2.Що називають пенетрацією пластичних мастил?
3.Як одержають пластичні мастила?
4.Мета застосування канатних пластичних мастил?
5.Яка роль загустника у складі пластичних мастил?
6.Яку назву мають кальцієві пластичні мастила?
Рефлексія від 11 учнів
Сподобався:
Так: 10
Ні: 1
Зрозумілий:
Так: 10
Ні: 1
Потрібні роз'яснення:
Ні: 10
Так: 1