3. Эксплуатационные свойства и использование смазочных материалов

   1. Сведения о трении, износе и видах смазочных материалов

При взаимном перемещении соприкасающихся поверхностей работающих механизмов возникает трение – сопротивление перемещению одной поверхности относительно другой, в результате чего трущиеся детали изнашиваются. При этом работа сил трения превращается в теплоту, которая определяет тепловой режим работающего механизма. Для уменьшения затрат энергии на преодоление трения и снижения износа на трущихся поверхностях искусственно создаются хемосорбированные и адсорбированные пленки. Хемосорбированные пленки удерживаются на поверхности трения за счет химических сил, а адсорбированные -–за счет молекулярных сил.

В зависимости от характера относительного перемещения деталей различают трение скольжения и трение качения. Кроме того, существует статическое трение – сила, препятствующая началу движения, и динамическое трение – сила, возникающая при движении поверхностей.

Трение скольжения в зависимости от наличия и количества смазки на трущихся поверхностях может быть: сухим, граничным и жидкостным.

Для расчета минимальной толщины смазочного слоя в подшипнике профессором Петровым Н. П. предложена следующая формула:

Fж=ηvS/h,

где Fж – сила жидкостного трения, Н;

η – динамическая вязкость, Н·с/м²;

v – относительная скорость перемещения трущихся поверхностей, м/с;

S – площадь поверхности трения, м²;

h – толщина масляного слоя, м.

Смазочные материалы могут быть минеральными (нефтяными), органическими (растительными или животными) и синтетическими.

Основную часть составляют (более 90%) минеральные смазочные материалы, которые получают путем переработки нефти. Товарное масло состоит из базового масла (основы) и присадок. Все базовые масла делятся на дистиллятные, остаточные и смешанные. Дистиллятными маслами – называют масла, полученные в результате вакуумной перегонки мазута и представленые легкими фракциями. Остаточные масла получают в результате разгонки гудрона. Основу масел получают, как правило, путем смешения дистиллятных и остаточных в различных соотношениях.

Наряду с минеральными маслами широкое распространение получили синтетические масла. Такие масла получают путем синтезирования определенных групп углеводородов с введением ряда специальных присадок.

Литература: 3, с.153-170; 2; 4.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое трение и его классификация?

2. Какие существуют режимы трения и их характеристика?

3. Как рассчитать минимальную толщину масляного слоя?

4. Дайте краткую характеристику видам изнашивания?

5. Перечислите характерные виды изнашивания?

6. Зачем и как на трущихся поверхностях создаются хемосорбированные и адсорбированные пленки?

7. Требования, предъявляемые к смазочным материалам?

2. Присадки к смазочным материалам их механизм их действия

К смазочным материалам, работающих в различных механизмах, агрегатах предъявляются разнообразные и жесткие требования. Удовлетворить эти требования традиционными путями (подбором сырья, улучшения технологии переработки) не всегда возможно.

Присадки – это сложные органические или металлоорганические соединения, которые вводят в масло для улучшения их эксплуатационных свойств.

Присадки используют при производстве моторных, трансмиссионных, гидравлических масел и пластичных смазок.

Количество добавляемых присадок колеблется от сотых долей до 15 и более процентов. Присадки могут быть однофункциональными, многофункциональными и композиционными.

Однофункциональные присадки вводят в масло для придания одного определенного свойства. К этому виду присадок относятся, например, такие присадки как: моюще-диспергирующие, противоизносные и противозадирные, вязкостные, антиокислительные, противопенные, депрессорные, модификаторы трения (антифрикционные присадки) и т. п.

Многофункциональные присадки используют в случаях, когда маслу необходимо одновременно придать ряд эксплуатационных свойств. Эти присадки состоят, как правило, из полимерных соединений высокой эффективности. С помощью этого типа присадок получают масла более высокого качества.

Композиции и пакеты присадок. Постоянно возрастающие требования к качеству масел привели к необходимости создания композиций многофункциональных присадок. При составлении композиций присадки не просто смешиваются, а химически взаимодействуют, в результате чего могут усиливаться старые или проявляться новые качества.

Пакеты присадок обычно содержат до 15 компонентов. Их вводят в масло в концентрации до 12 и более процентов. С помощью этого типа присадок удается получать высококачественные масла.

Литература: 2, с. 100-108; 3; 4.