Методические указания к лабораторной работе по курсу «Монтаж, диагностика и ремонт оборудования» для студентов специальности 170600 всех форм обучения (стр. 2 из 5)
Температура застывания масла характеризует потерю его подвижности при низкой температуре, т. е. когда масло после наклонения стандартной пробирки под углом 45° остается неподвижным в течение 1 мин. Застывая, масло теряет подвижность, что приводит к сильному износу трущихся деталей, увеличивает расход электроэнергии и затрудняет холодный запуск машин.
Выбор смазочных материалов
Жидкие минеральные масла имеют преимущества по сравнению с пластичными смазками. Они стабильные по структуре, могут использоваться при больших оборотах и высоких температурах, пригодны для работы при низких температурах, смазывать ими детали можно без разборки и промывки узла.
Недостатки жидких смазок – сложность уплотнения смазываемых узлов из-за повышенной текучести масел; необходимость частого пополнения, что требует установки специальных устройств.
Достоинствами пластичных смазок являются:
– способность не вытекать из смазываемого узла, что упрощает его уплотнение;
– возможность продолжительной (до 6 мес.) эксплуатации узла без замены в нем смазки.
Недостатки пластичных смазок:
– высокая вязкость, что исключает их применение при высоких числах оборотов;
– необходимость подетальной разборки узла при замене смазки.
1.3. Смазка отдельных трущихся пар
Смазка подшипников скольжения
При вращении вала масло, заполняющее серповидное пространство между цапфой и вкладышем, будет стекать по цапфе. На самом узком участке серповидного пространства, где слой смазки будет иметь наименьшую толщину, образуется масляный клин. Проходя через самую узкую часть клинового зазора, масло приподнимает цапфу, принимая на себя ее нагрузку. Это понимается как несущая способность подшипника, которая увеличивается с уменьшением толщины смазочного слоя. Для рациональной работы давление в масляном клине достигает большей величины.
Необходимая вязкость смазки определяется исходя из закономерностей гидравлической теории смазки, согласно которой толщина минимального масляного клина равна
hmin =
где hmin – наименьшая толщина слоя масла в клиновидной щели, м; dв – диаметр шейки вала, м; mt– динамическая вязкость масла при рабочей температуре, Па·с; w – угловая скорость, рад/с, w = 0,105n; Р – удельное давление на подшипник, Па; S – зазор между отверстием и валом, мм, S = dп – dв; С – коэффициент, учитывающий длину подшипника, С = 1 + dв/l; dп – диа-метр подшипника, м.
Для обеспечения режима жидкостного трения толщина слоя масла в 1,5–2 раза должна превышать сумму неровностей поверхностей подшипника и вала, что достигается при соблюдении условия
hmin > hкр = dп + dв,
где dп, dв – наибольшие высоты неровностей (выступов) поверхностей подшипника и вала соответственно, мм.
Численные значения dп, dв зависят от шероховатости поверхности и находятся по табл. 1.
Таблица 1
| Шероховатость поверхности Rz | Значение | Шероховатость поверхности Rz | Значение |
| 20 | 0,026 | 0,63 | 0,0032 |
| 2,5 | 0,013 | 0,32 | 0,0016 |
| 1,25 | 0,0064 | 0,16 | 0,0008 |
Выбор класса чистоты сопрягаемых поверхностей в подшипниках производится по нормам машиностроения, представленным в табл. 2, где также приведены значения зазора в зависимости от посадки в системе отверстия.
Таблица 2
| Диаметр, мм | Класс точности | Посадка | ||||
| 2-й | 3-й | Н7/f 7 | Н8/c8 | |||
| Вал | Отверстие | Вал | Отверстие | |||
| От 3 до 6 | 9 | 8 | 8 | 7 | 0,01–0,032 | 0,015–0,051 |
| 6–10 | 7 | 0,013–0,043 | 0,023–0,061 | |||
| 10–18 | 8 | 7 | 0,016–0,052 | 0,03–0,074 | ||
| 18–30 | 6 | 0,02–0,063 | 0,04–0,093 | |||
| 30–50 | 0,025–0,077 | 0,05–0,112 | ||||
| 50–80 | 0,03–0,09 | 0,065–0,135 | ||||
| 80–120 | 0,04–0,11 | 0,08–0,16 | ||||
| 6 | ||||||
| 0,05–0,13 | 0,1–0,195 | |||||
| 120–180 | 7 | 6 | ||||
Поскольку с повышением температуры вязкость смазки понижается, для определения динамической вязкости при рабочей температуре t по известному значению M50 (при t = 50 °C) пользуются формулой
Мt = М50 (50/t) m,
где m = 2 при n < 20 мм/с; m = 2,5 при 20 < n < 50 мм /с; m = 3 при n > 50 мм/с.
Кинематическая вязкость смазочных материалов определяется по формуле
n = M/p,
где p – плотность смазки, кг/м³; n – кинематическая вязкость, м²/c;
По найденному значению n 50 выбирается сорт смазки по табл. 3 с учетом особенностей узла трения.
Подача смазки к трущимся поверхностям подшипника скольжения производится несколькими способами. Наиболее простыми смазками являются: непрерывная, циркуляционная; кольцевая, осуществляемая посредством кольца; ручная; капельная или фитильная.
Таблица 3
| Наименование масла | Вязкость кинематическая n 50, мм²/c | Температура вспышки, °C | Температура застывания, °С | Основное назначение |
| Масло для высокоскоростных | 4–5,1 | – | –25 | Для точных механизмов с малой |
| Масло для высокоскоростных | 5,1–8,5 | – | –20 | То же |
| Приборное | 6,3–8,5 | – | –60 | Для КИП, работающих при низких температурах (в холодильной камере) |
| Сепараторное Л | 6,1–10 | 135 | +5 | Для подшипников центрифуг и легких сепараторов, автоматов для расфасовки пищевых продуктов |
Продолжение табл. 3
| Наименование масла | Вязкость кинематическая n 50, мм²/c | Температура вспышки, °C | Температура застывания, °С | Основное назначение |
| Индустриальное 12 (веретенное 2) | 10–14 | 165 | –30 | Для средних сепараторов, холодильных машин, подшипников быстроходных машин. Для подшип-ников с кольцевой смазкой с окружной скоростью до 3 м/с |
| Сепараторное Т | 14–17 | 165 | +5 | Крупные сепараторы и скоростные машины с малыми нагрузками |
| Индустриальное 20 (веретенное 3) | 17–23 | 170 | –20 | Для подшипников с кольцевой смазкой, электродвигателей мощностью 10 кВт, центробежных насосов, зубчатых передач, трансмиссии, подшипников средненагруженных |
| Индустриальное 30 (машинное Л) | 27–33 | 180 | –15 | Для валов, зубчатых передач, центробежных насосов, металлорежущих станков с большой нагрузкой и малыми скоростями |
| Индустриальное 45 (машинное С) | 38–52 | 190 | 0 | Для тяжелых машин и станков с малой скоростью, для редукторов червячных, цилиндрических, цилиндро-кониче- |
Окончание табл. 3
| Наименование масла | Вязкость кинематическая n 50, мм²/c | Температура вспышки, °C | Температура застывания, °С | Основное назначение |
| Индустриальное 50 (машинное СУ) | 42–58 | 200 | –20 | То же при повышенных нагрузках и малых скоростях (назначается в особых случаях) |
| Цилиндровое 11 (цилиндровое 2) | 9–13 при 100 °С | 215 | +5 | Для червячных передач, редукторов большой мощности, тихоходных механизмов, паровых насосов с давлением до 0,5 МПа, для машин и арматуры, работающих на насыщенном паре |
| Цилиндровое 38 (цилиндровое 6) | 32–44 при 100 °С | 300 | +17 | Для машин и арматуры, работающих на перегретом паре, и механизмов, работающих при высоких температурах |
| Компрессорное М | 8,5–14 при 100 °С | – | – | Для одноступенчатых компрессоров низкого давления и двухступенчатых среднего давления |
| Компрессорное Т | 15–21 при 100 °С | – | – | Для многоступенчатых компрессоров повышенного давления |
| Трансформаторное | 33 | – | – | Для заливки трансформаторов, масляных выключателей и другой высоковольтной аппаратуры |
Тяжело нагруженные подшипники скольжения необходимо обеспечивать обильной жидкой циркуляционной смазкой, подаваемой насосом под давлением от 0,05 до 0,35 МПа. Ручная смазка, а также капельная и фитильная применяются только в неответственных подшипниках, работающих с малой скоростью и большими перерывами, когда нецелесообразно использовать циркуляционную смазку.