Одержання та переробка нафтопродуктів (стр. 10 из 17)

Таким чином, надійність рідинного змащування підвищується із збільшенням відносної швидкості поверхонь, які змащуються, та в'язкості масла. Але, при збільшенні швидкості та в'язкості збільшуються втрати на тертя. Для того, щоб зменшити їх, і в той же час, забезпечити надійність змащення, слід вживати для швидкісних механізмів масла з низькою в'язкістю, а для тихохідних – з високою.

При збільшенні тиску на поверхні, а також зазорові між ними, масла з високою в'язкістю надійніше забезпечують збереження масляного шару між деталями. При недостатній в'язкості і великому зазорі – рідинне змащення, внаслідок витискування і витікання масла із зазорів між поверхнями, порушується.

Основні практичні висновки рідинного тертя, що виходять з гідродинамічної теорії змащення, такі:

1) Із збільшенням в'язкості масла, швидкості ковзання деталей і поверхонь їх стикання, втрати на тертя збільшуються.

2) Надійність змащення зростає із збільшенням в'язкості масла, швидкості руху тертьових деталей, зменшенням навантаження на них.

3) При великих відносних швидкостях переміщування змащувальних поверхонь треба вживати малов’язкі масла, а при малих швидкостях – високов'язкі.

4) Зі збільшенням зазору між тертьовими деталями в'язкість масла повинна зростати.

5) Зі збільшенням навантаження на деталі, слід вживати більш в'язке масло.

У таблиці 1 приведені значення коефіцієнтів тертя при різних видах тертя.

Таблиця 1 – Залежність коефіцієнта тертя від виду тертя

Вид тертя	Значення коефіцієнта тертя
РідиннеГраничнеСухе	0,007…0,030,08…0,150,15…0,9 (іноді > 1)

Якими б не були досконалі машина та мастильний матеріал – знос деталей у період експлуатації неминучий. Це відбувається під дією цілого ряду факторів.

Процеси зношування і пошкоджуваності відрізняються за якісними і кількісними характеристиками, і можуть бути ідентифіковані за результатами дослідження поверхонь тертя.

Зношування (знос) – процес поступової зміни розмірів деталей, обумовлений утворенням і руйнацією на поверхнях тертя тонких плівок вторинних структур.

Вторинні структури утворюються в результаті протікання механохімічних процесів у вузлі тертя деталей.

Товщина, характер розподілу по поверхні вторинних структур залежать:

– від рівня зовнішніх механічних впливів;

– природи тертьових матеріалів;

– складу мастильних матеріалів.

Розрізняють наступні види зношування.

Механічне – процес безпосередньої взаємодії тертьових деталей, результатом якого є зміна їх геометрії.

Хімічне – процес одночасного виникнення та руйнації хемосорбційних граничних плівок.

Корозійне – процес руйнації поверхонь тертя при дії корозійно-активної середи.

Тужавлення – явище задирку, супроводжуючого утворенням міцних плівок між тертьовими поверхнями, внаслідок чого може виникати руйнація об’ємів металу у місцях тужавіння.

Заїдання – наслідок задирки і тужавіння, що виникає внаслідок макрозміни поверхонь тертя.

Абразивне – процес інтенсивної руйнації поверхонь деталей, обумовлений наявністю абразивної середи в зоні тертя (пил, пісок, бруд).

Утомне викришування – процес руйнації поверхонь при терті деталей, внаслідок дії циклічно-контактної напруги.

Піттінг – різновидність втомного зношування.

Призначення і функції мастильних матеріалів

Практично любий мастильний матеріал являє собою масляну основу – базове масло, до якого вводять присадки різного функціонального призначення.

Незалежно від області застосування мастильний матеріал виконує такі основні функції:

а) зменшувати зношування між сполученими деталями;

б) зменшувати тертя, яке виникає між тертьовими поверхнями, що сприяє зниженню непродуктивних втрат енергії;

в) відводити тепло від деталей, що труться;

г) захищати тертьові поверхні та інші неізольовані деталі від корозійного впливу зовнішнього середовища;

д) відводити продукти зносу та окислення з вузла тертя.

Види мастильних матеріалів та їх класифікація

Мастильні матеріали класифікують:

1) за походженням масляної основи;

2) за призначенням (застосуванню) готового продукту;

3) за зовнішнім станом.

За походженням розрізняють такі мастильні матеріали:

1) мінеральні (нафтові) є основною групою випускаємих масел (90…95%) і виробляються шляхом відповідної переробки нафти;

2) рослинні і тваринні, що мають органічне походження. Олії виробляються шляхом переробки насінь певних рослин – рапсу, гірчиці, сурепи, рицини та ін. Тваринні олії виробляють із тваринних жирів. Органічні олії, у порівнянні, з нафтовими маслами мають більш високі змащувальні властивості і володіють більш низькою термічною стійкістю, тому їх частіше використовують у суміші;

3) синтетичні (напівсинтетичні), що одержані шляхом полімеризації рідких або газоподібних вуглеводнів, як нафтової, так і ненафтової сировини, а також синтезу кремнійорганічних та інших з'єднань. По деяких показниках ці масла кращі у порівнянні з нафтовими, але у них більш висока вартість. Незважаючи на це, область їх застосування безупинно розширюється.

За призначенням масла підрозділяються (табл. 2):

Таблиця 2

Група	Підгрупа
Моторні	БензиновіДизельніУніверсальні
Турбінні	ГазотурбінніТурбінні загального призначення
Трансмісійні	Для механічних передачГідромеханічних передачГідростатичних передач
Індустріальні	Індустріальні загального призначення
Різноманітного призначення	Компресорні,Циліндрові,Ізоляційні

За зовнішнім станом масла можуть бути класифіковані:

1) газові масла, у якості газових масел застосовують азот, неон і фреон. Газові масла застосовуються у вузлах тертя точних приладів, апаратурі ядерних реакторів, газових турбінах, турбокомпресорах;

2) рідкі масла, у якості рідких масел застосовують масла нафтового і не нафтового походження і мають найбільш широке поширення;

3) тверді мастила, у якості твердих мастил застосовують у виді порошку графіт, нітрит бору, різноманітні синтетичні смоли, фторопласти, наповнені графітом і нанесені на поверхню тертьових пар у виді тонкої плівки.

Найбільш розповсюджені у сільському господарстві рідкі масла. Вони, у свою чергу, можуть бути класифіковані (за застосуванням):

1 група – масла, що працюють при нормальних умовах. Робоча температура від мінусових до плюс 40…50 °С. До них відносять різноманітні індустріальні масла, які застосовуються для змащення верстатного устаткування, сепараторні масла для змащування вакуумних насосів – малов’язкі дистилятні масла;

2 група – масла, що працюють при температурах 150…200 °С. До них належать компресорні і турбінні масла, а також для парових машин – звичайні дистилятні масла, але більш в'язкі, ніж 1 група;

3 група – моторні масла, що працюють при температурі 80…300 °С і стикаються з агресивним середовищем (продукти згоряння палива);

4 група – масла спеціального призначення – медичні, збройові, ізоляційні та інші – малов’язкі масла, які мають високу стабільність;

5 група – трансмісійні масла, які працюють при температурах 60…150 °С і при високих питомих навантаженнях;

6 група – мазі (консистентні мастила).

З названих груп мастильних матеріалів найбільш широке поширення у сільськогосподарській техніці мають моторні, трансмісійні, індустріальні масла і різноманітні консистентні мастила.

Присадки до сучасних масел

Призначення і види присадок до масел

Для сучасних бензинових і дизельних двигунів потрібні моторні масла високої якості. Базові нафтові масла не забезпечують зниження тертя і зменшення інтенсивності зношування сучасних вузлів тертя. Підвищення якості сучасних масел досягається введенням до їх складу спеціальних присадок. Присадки – це складні хімічні сполуки, що вводяться у масло в концентрації від долей відсотка до 20…30% для надання нових поліпшених властивостей.

Для присадок використовують такі речовини, які, поліпшуючи якусь одну властивість масла і не впливають на решту показників.

Крім того, присадки повинні добре розчинятися у маслах, бути достатньо хімічно та термічно стабільними, не розшаровуватись і не вилучатися з масла при довгому зберіганні.

Застосовуючи масла з присадками, можна зменшити зношування і кількість відкладень на поверхні тертя, поліпшити умови експлуатації та підвищити надійність і довговічність двигуна, трансмісії та інших вузлів техніки.

Механізм дії присадок представлений на рис. 5.

Рис. 5. Особливості тертя: масло без присадки (а)

та з хімічно активною присадкою (б); 1 – тертьові поверхні; 2 – масло;

3 – «крапка контакту»; 4 – момент зварювання поверхні деталей;

5 – утворення хімічної плівки; 6 – полірування деталей.

Проте, будь-яка високоякісна присадка може бути ефективною тільки у тому випадку, якщо базові масла добре очищені, мають оптимальний вуглеводневий склад.

Необхідність застосування в’язкістних і депресорних присадок диктується напруженою роботою двигуна або якістю палива.

Доцільність застосування миючих, протиокисних, протизносних та інших присадок тісно пов'язана з конструктивними параметрами двигуна, напруженістю його роботи.

Загальними вимогами, незалежно від призначення присадки, є:

- якнайбільша ефективність;

- спроможність цілком розчиняється у маслах, як при низькій, так і при високій температурі;

- відсутність негативного впливу на експлуатаційні властивості масла, які не пов'язані з функціональною дією використовуємої присадки;