Строительные машины и оборудование, справочник





Смазочные материалы подъемно-транспортных машин

Категория:
   Портовые подъемно-транспортные машины


Смазочные материалы подъемно-транспортных машин

С целью улучшения эксплуатационных характеристик и увеличения сроков службы машин поверхности трения деталей покрывают смазочным материалом, который уменьшает силы трения и охлаждает детали, способствует удалению из зоны трения продуктов изнашивания и уплотнению зазоров, а также служит антикоррозионной защитой.

Различают несколько видов смазки поверхностей: в зависимости от физического состояния смазочного материала — газовую, жидкостную и твердую; в зависимости от способа разделения поверхностей трения — гидродинамическую, гидростатическую, граничную, полужидкостную.

Гидродинамический эффект заключается в том, что в масляном клине, образованном между неэквидистантными трущимися поверхностями при их относительном перемещении, в направлении, движения масляного потока возникает положительный градиент давления, в результате чего слой приобретает несущую способность, т. е. способность воспринимать внешние нагрузки. На рис. 1 изображена схема образования масляного клина для различных типов контактов и соответствующие им виды эпюр давления. В состоянии покоя и в начальный момент движения контактирующие поверхности разделены тонким слоем граничных пленок, содержащих окислы металлов, адсорбционные компоненты смазочного материала, мыла. Эти пленки предотвращают непосредственный металлический контакт поверхностей и связанное с ним схватывание металла. После начала относительного перемещения Поверхностей происходит самопроизвольное затягивание смазочного материала в клиновой зазор, где он сжимается, в результате чего возникает гидродинамическое давление, приводящее к разъединению поверхностей.



Рис. 1. Схема образования масляного клина при взаимном движении плоских поверхностей (а), цилиндрических поверхностей (б), в подшипнике скольжения (в)

Гидростатический эффект заключается в принудительном создании несущей способности масляного слоя в результате приложения к нему давления извне путем подачи масла от насоса.

При граничной смазке смазочный материал находится на поверхности в виде граничных пленок, при полужидкостной — масляный слой частично разрушен и, вследствие этого, в отдельных местах соприкосновения поверхностей имеет место граничная смазка.

Производство смазочных материалов. Большая часть смазочных материалов изготовлена из нефтяного сырья и лишь незначительное их количество — из синтетических материалов. В процессе переработки нефть, нагретая до 425 °С, поступает в ректификационную колонну, где при атмосферном давлении испаряется и разделяется по фракциям. Чем легче фракции, тем выше поднимаются они в колонне. На соответствующих уровнях происходит их конденсация и отбор. В верхней части отбирается бензин, затем лигроин, керосин и со-ляр. В нижней части колонны скапливается мазут, который снова нагревается и поступает на разделение в следующую колонну. Если дальше процесс вести при атмосферном давлении, молекулы тяжелых углеводородов мазута будут дробиться и разлагаться на бензин, керосин и другие продукты (происходит крекинг-процесс). Поэтому разделение ведут при давлениях порядка 0,005—0,006 МПа. В колонне (в порядке утяжеления) получаются веретенное, машинное, автоловое и цилиндровое дистилляты, идущие на приготовление дистиллятных смазочных масел. В нижней части остается полугудрон, из которого изготовляют остаточные смазочные масла.

Масляные дистилляты содержат значительное количество вредных примесей: асфальтов, смол, кислот, сернистых соединений. Для их удаления на дистилляты воздействуют серной кислотой (сернокислотная очистка) или различными растворителями избирательного действия — селективная очистка, обеспечивающая получение наиболее высококачественных базовых масел. Путем добавления присадок, улучшающих определенные свойства, из базовых масел готовят смазочное масло. Присадки по функциональному назначению делят на антикоррозионные (составляющие в общем количестве масла 0,1—1,0%), антиокислительные (0,5—3,0%), вязкостные (0,5—10%), противозадирные (0,5— 10%), депрессорные (понижающие температуру застывания 0,1—1,0%), противопенные (до 0,001%), моющие (3—20%) и др.

Путем загущения смазочных масел твердыми углеводородами или мылами, а также добавления специальных присадок и наполнителей создают пластичные смазочные материалы. Загустители образуют структурный каркас, в ячейках которого удерживается масло. Благодаря этому при небольших нагрузках пластичные материалы не растекаются по поверхности, а под воздействием нагрузок, превышающих прочность каркаса, они текут подобно маслам. После снятия нагрузки первоначальные свойства восстанавливаются.

Преимущества пластичных смазочных материалов — более широкие температурные и скоростные диапазоны применения, способность удерживаться в негерметичных узлах трения, лучшие антикоррозионные свойства, возможность работать с контакте с водой и другими средами, а недостатки — сложность подачи к узлам трения, низкие охлаждающие и очистительные свойства, более высокая склонность к окислению.

Твердые смазочные материалы представляют собой вещества, которые в условиях сухого трения в результате возникающих высоких давления и температуры образуют граничные пленки, легко перемещающиеся в направлении скольжения поверхностей. Эти материалы можно наносить на поверхности в виде мазей и порошка, они служат напольи/елем композиционного материала поверхности трения.

В последнее время все чаще используют синтетические смазочные материалы с очень высокими отдельными характеристиками, но в целом они уступают минеральным.

К физико-химическим показателям смазочных материалов относят: вязкость, температуру застывания, температуру вспышки, стабильность против окисления, кислотное число.

Вязкость — это свойство жидкого вещества оказывать сопротивление относительному перемещению его слоев. Она является основной характеристикой смазочных материалов, так как определяет несущую способность масляного слоя.

Вязкость масел зависит от температуры и давления. При повышении температуры от 0 до 100 °С она уменьшается в 50—100 раз и более, при увеличении давления; в зоне контакта от 0 до 50 МПа (при ^=100°С) вязкость возрастает в 2 раза, а при давлении 100 МПа — в 5—10 раз. Поэтому кинематическую вязкость при рабочей температуре 50 или 100 °С задают с цифровым индексом в обозначении марки масел (vso, vioo). Кроме того, масла нормируют по индексу вязкости — безразмерной величине, определяющей степень понижения вязкости с увеличением температуры.

Температура застывания определяет текучесть масел при низких температурах. При понижении температуры содержащиеся в масле парафиновые углеводороды сначала выделяются в виде кристаллов, а затем срастаются в сетку, внутри которой находят-Ся жидкие углеводороды. Масло теряет текучесть, в результате чего увеличиваются механические потери в механизмах. Температура застывания масел большинства марок лежит в пределах от минус 20 до минус 40 °С.

Стабильность против окисления характеризует способность масел сохранять свои свойства при хранении и эксплуатации. Главной причиной ухудшения их стабильности является повышенная склонность к окислению, особенно возрастающая с увеличением температуры. Установлено, что повышение температуры на каждые 10 °С удваивает скорость окисления. При окислении масел снижаются смазывающие свойства и образуются на деталях углеродистые отложения.

Температура вспышки характеризует огнеопасность масла и содержание в нем легких фракций. Ее определяют по появлению на поверхности масла, нагретого до соответствующей температуры, первых вспышек, вызванных открытым пламенем газовой горелки.

Кислотное число зависит от содержания в масле свободных органических кислот, вызывающих коррозию черных и особенно цветных металлов. Коррозионное действие кислот возрастает с увеличением температуры и давления и особенно при наличии в масле воды. Кислотное число определяют по количеству миллиграммов едкого кали, которым нейтрализуется кислотность 1 г масла.

Пластичные смазочные материалы дополнительно характеризуют следующие показатели:
— предел прочности, определяющий минимально необходимое усилие для деформации структурного каркаса и характеризующий способность смазочного материала удерживаться в узле трения и поступать в зону трения;
— коллоидная стабильность — это свойство удерживать масло в ячейках структурного каркаса под действием внешних нагрузок при эксплуатации и в период хранения;
— водостойкость — это свойство смазочного материала не растворяться в воде и не поглощать воду из окружающей среды.

Температура каплепадения — температура образования первой капли при нагревании смазочного материала в стандартном приборе. Для материалов, у которых температура каплепадения ниже 100 °С, температурный предел работоспособности на 15—20 градусов ниже.

Действующими стандартами предусмотрена классификация смазочных материалов по функциональным признакам (рис. 2), классам вязкости и другим параметрам.

Индустриальные масла предназначены для смазывания узлов трения разнообразных машин и оборудования, где не требуются специальные масла. Установлено 10 марок базовых масел (И-5А, И-8А, 100А). Цифра обозначает среднее значение кинематической вязкости при 50 °С. Для смазывания используют как базовые, так и большую группу производных масел, полученных путем введения различных присадок. Так, масла марок ИГП имеют улучшенные вязкостно-температурные свойства и стабильность; ИГСп, ИСПи, ИРп — повышенные противозадирные и противо-износные свойства.

Рис. 2. Классификация смазочных материалов

Моторные масла служат для смазывания двигателей внутреннего сгорания. Количество присадок в них составляет от нескольких процентов для легких условий работы и до 30% для судовых дизелей, работающих на высокосернистых тяжелых топливах. Масла делят на 6 групп (А, Б, В, Г, Д, Е) и 13 классов вязкости.

Маркировка масла содержит тип (М — моторное), цифру, обозначающую уровень вязкости Vioo, группу масла (Б — малофорсированные двигатели, В — среднефорсированные и Г — высокофорсированные), индекс при группе (1 — карбюраторные, 2 — дизельные). Например, масло М-8Г1 следует расшифровывать как моторное масло для высокофорсированных карбюраторных двигателей, кинематическая вязкость которого при 100 °С — 8 мм2/с.

Трансмиссионные масла предназначены для смазывания механических и гидромеханических передач подвижных наземных машин и отличаются высоким индексом вязкости и улучшенными противозадирными свойствами. В этих маслах различают 5 марок базовых масел (ТМ-1—ТМ-5) и 5 классов вязкости, а также производные от них масла марок ТСП, ТАП, ТАД (для коробок передач и рулевого управления, для гипоидных передач, и др.).

Компрессорные масла (К-12 и К-19) служат для смазывания поршневых и ротационных компрессоров и воздуходувок. В основном они должны удовлетворять тем же требованиям, что и масла для малофорсированных двигателей.

Приборные масла применяют для одноразового смазывания контрольно-измерительных приборов; они отличаются улучшенными антифрикционными свойствами, высокой стабильностью и низкой температурой застывания.

Кальциевые смазочные материалы (солидолы) являются наиболее распространенным видом пластичных смазочных материалов. ини служат для смазывания разнообразных узлов трения с температурой нагревания не выше 50—70 °С. Достоинство солидо-низкая стоимость, водостойкость, высокие антикоррозионные и противозадирные свойства, их недостаток —- низкая температура плавления. Различают солидолы синтетические (пресс-солидол С, солидол С) и жировые (пресс-солидол Ж, солидол Ж и смазка графитная). Пресс-солидолы менее вязкие, их используют для заправки узлов трения при помощи ручных солидоло-нагнетателей, солидолы — для заправки в разборные узлы трения, смазку графитную — для смазывания грубых тяжелонагру-женных механизмов.

Натриевые смазочные материалы используют в узлах трения при более высоких температурах нагревания, но исключающих попадание воды (они в ней растворимы). Номенклатура включает смазочные материалы общего назначения (жировая 1-13), конста-лины (УТ-1, УТ-2) и др.

Литиевые смазочные материалы применяют при повышенных температурах, они водостойкие. В номенклатуру смазочных материалов входят: ЦИАТИМ-201, -202, -203, -221; литолы, фиолы.

Канатные смазочные материалы служат для предотвращения коррозии и уменьшения трения между проволоками и прядями, а также для пропитки пеньковых сердечников стальных канатов. Их делят на 2 группы: общего назначения (канатная 39у, канатная БОЗ-1, торсиол-55) и пропиточные (Е-1 и Е-9).

Консервационные смазочные материалы используют для длительной защиты деталей от коррозии (смазочные материалы марок ПВК, УНЗ, вазелин технический волокнистый ВТВ-1 и др.).

В последнее время все чаще применяют твердые смазочные материалы. Для получения низких коэффициентов трения прочность молекулярных связей трущихся поверхностей должна быть меньше прочности нижележащих слоев материалов, т. е. должен быть обеспечен положительный градиент механической прочности. Этим требованиям отвечают твердые смазочные покрытия (дисульфид молибдена, дисульфид вольфрама), некоторые самосмазывающиеся сплошные или слоистые материалы (графит, смолы) и мягкие металлические покрытия (олово, свинец). Достоинство твердых смазочных материалов — снижение производственных и эксплуатационных затрат, а недостатки — ухудшение отвода теплоты и более высокий коэффициент трения.

Читать далее:

Категория: - Портовые подъемно-транспортные машины

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины