Индустриални масла

Механични системиСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 4, 2008

 

Характеристики на смазочни вещества в областта на индустрията

Индустриалните смазочни материали имат сериозна роля за оптималното протичане на процесите в промишлеността. Използват се за намаляване на коефициента на триене между триещите се повърхнини на детайлите и възлите на металорежещи, транспортни и селскостопански машини, преси, прокатни станове, уреди и редица други машини и механизми. В резултат на това се намалява енергията за тяхното задвижване, а също и износването на техните части. Едновременно с това индустриалните смазочни материали отвеждат топлината от триещите възли, предпазват детайлите от корозия, почистват триещите се повърхнини от замърсяване. В отговорни механизми смазочните материали влияят върху работоспособността на триещите се повърхнини в не по-малка степен от свойствата на материала, от който са изработени смазваните части.

От историята на смазочните вещества

Човечеството използва смазочните вещества вече много столетия. Първите смазки представлявали смеси от калций с животинска лой, а понякога и с растителни масла. В края на 19 век се появяват пластични смазки на основата на минерални масла. Те намерили приложение за смазване на вагонетки и други промишлени агрегати, които по това време имали ниски скорости. С развитието на парните машини, автомобилния транспорт, промишлените и селскостопанските машини през 20 век, се появява необходимостта от по-ефективни смазки. Започва разработването на смазки с конкретно приложение - за лагери, за зъбни предавки, за двигатели, за вагони, конвейери и т. н. Чак през 1950 г. се появява "универсална" пластична смазка (грес), сгъстена с литиев сапун, която и в момента е широко разпространено смазочно вещество в автомобилните и промишлените агрегати.

Признаци за класификация на маслата

Смазочните материали се класифицират в зависимост от агрегатното им състояние, начина на получаване и по предназначение. Веществата, които се използват в ролята на смазочни материали, в зависимост от агрегатното си състояние се разделят на течни (смазочни масла), пластични (консистентни, греси) и твърди смазки.

Според начина на получаването си смазочните материали се делят на минерални - получени на основата на нефта, синтетични - получени по изкуствен път, и смесени, които съдържат нефтена и синтетична компонента.

В зависимост от предназначението си, смазочните материали са - моторни, газотурбинни, трансмисионни, индустриални масла, а също и специални масла за конкретни области на машиностроенето - компресорни, трансформаторни и др.

Базови изисквания към маслата

Към смазочните материали се поставят разнообразни изисквания, по-важни от които са:

l

наличие на мазилни свойства, т.е. съчетание на нисък коефициент на триене, намаляване на износването и предпазване от задиране на триещите повърхнини;

l

вискозно-температурни и депресивни свойства, т.е. минимална зависимост на вискозитета и другите физични показатели от температурата;

l

стабилност на свойствата - дефинира се като способността на смазките да запазват възможно най-дълго време качествените си показатели, както при съхранение, така и при работа при зададени експлоатационни условия;

l

антикорозионни и консервационни свойства - представлява способността на смазките да защитават конструктивните материали от корозия;

l

способност на смазките да отвеждат топлината и продуктите от износването и да уплътняват хлабините между триещите повърхнини;

l

други изисквания към смазочните материали са да имат минимална токсичност, пожарна безопасност и максимално висока икономическа ефективност.

Вискозитетът – основен показател

Практически за производството на всички течни и пластични смазки се използват т. нар. базови масла. Главното изискване към базовото масло, наричано още масло-основа, е да има добри мазилни свойства. Критериите, които се използват за избор на индустриалните смазочни масла, а именно вискозитет, химически състав, температура на втвърдяване, стабилност против окисление, противоизносни, противозадирни и антикорозионни свойства, са важни и за избора на базовото масло.

Най-важният показател за индустриалните смазочни масла е вискозитетът. Той е мярка за вътрешното триене в маслото и определя дебелината на смазочния слой между триещите повърхнини, т.е. способността им да понасят зададено натоварване. Динамичният вискозитет се измерва в Ns/m

2 (Pa.s) и представлява силата, необходима за преместване на повърхнина с площ 1 m2 със скорост 1 m/s спрямо друга повърхнина, разделени със слой масло с дебелина 1 m. От своя страна, кинематичният вискозитет се измерва в m2/s, в стокс (St) или сантистокс (сSt) и се определя в зависимост от времето, за което определен обем масло изтича през капилярна тръбичка под действието на силата на тежестта. В някои случаи вискозитетът на маслата се определя чрез т. нар. условен вискозитет (обикновено в Енглерови градуси - Е), който се измерва като отношение на времената за изтичане през капилярна тръбичка на определен обем масло и същия обем дестилирана вода.

Вискозитетът на течните смазочни масла се влияе чувствително от изменение на температурата и в значително по-малка степен от промяна в налягането. С увеличение на температурата вискозитетът бързо намалява и за оценка на това влияние (по БДС 5665) се въвежда понятието "вискозитетен индекс" (ВИ). Колкото стойността на ВИ за дадено масло е по-висока, толкова по-слабо е изразено влиянието на температурата върху вискозитета му.

При изменение на температурата се променя и плътността на маслото. По тази причина при описание на характеристиките на маслата, вискозитета и плътността им се дава за определена температура (в С°). При понижаване на температурата до определена стойност, наречена "температура на втвърдяване", маслата загубват подвижността си, най-вече вследствие на голямото увеличение на вискозитета им. За понижаване на температурата на втвърдяване на маслата към тях се прибавят специални вещества, наречени "депресори".

Химически състав на базовите масла

Химическият състав зависи от произхода и начина на получаване на базовото масло. Съставът оказва съществено влияние върху свойствата на маслото, върху необходимостта от използването на различни присадки, легиращи вещества, сгъстители, пълнители, а следователно - и върху цената му.

За производството на смазочни вещества обикновено се използват базови минерални масла, получени при дестилацията на суров нефт. Парафиновите масла имат добър ВИ (около 90) и температурна стабилност до около 177 С°. Нефтените масла се характеризират с по-нисък ВИ - максимум 40, но се отличават с добра стабилност при ниски температури, до около - 40 С°. Някои растителни масла - рапично, слънчогледово и др., също биха могли да се използват ефективно като базови, но приложението им се ограничава от тесния температурен диапазон на стабилност и от по-високата цена.

Синтетичните масла представляват изкуствено създадени индивидуални химически вещества или техни смеси, близки по химически състав и физични свойства. По своите характеристики - технически параметри, ефективност и икономичност, синтетичните масла превъзхождат минералните. Използването на синтетичните масла като базови се ограничава от цената им - от 3 до 5 пъти по-висока от тази на минералните масла на базата на нефта. Най-пълно изследвани видове синтетични масла са въглеводородните, етиловите, диалкилбензолните, фосфорорганичните и др.

Произвеждат се и полусинтетични масла, които представляват смеси от синтетични и минерални масла, цената на които е по-ниска от тази на синтетичните.

Видове прибавки
в маслата

Базовите минерални масла не удовлетворяват комплекса от изисквания към съвременните смазочни вещества. За повишаване на технико-експлоатационните и икономическите показатели на маслата в тях се вкарват прибавки (у нас широко се използва и терминът присадки). В общия обем на маслото количеството на прибавките варира в широки граници - от части от процента до 25 - 35%. При смесването на различни прибавки с базовото масло могат да се образуват молекулярни разтвори, колоидни разтвори, суспензии или емулсии. Известно е, че молекулярните разтвори представляват хомогенни системи, които се запазват в стабилно състояние неограничено дълго време, за разлика от колоидните разтвори, суспензиите и емулсиите, които са физически нееднородни.

В индустриалните масла се използват прибавки с антифрикционно действие (молибденов дисулфид - 0,5-3%, високодисперсен графит - 1-2%, олеинова и стеаринова киселина, етери на различни киселини), прибавки против задиране и износване (хлориран парафин, пентахлордифенил - 5-10%), прибавки с антикорозионно, антиокислително, вискозно и депресивно действие.

Видове индустриални масла

Индустриалните масла с общо предназначение представляват дестилатни или остатъчни минерални масла или техни смеси, получени от различни сортове суров нефт. Използват се както за смазване на различно промишлено оборудване, за което не са необходими специални масла с прибавки, така и в качеството си на базови масла за производството на смазочни вещества с прибавки.

Индустриални масла с различни физико-химични свойства се предлагат у нас с различни търговски марки. Според вискозитета си, условно могат да се разделят на три групи - леки, средни и тежки. В съответствие с българското законодателство, индустриалните масла са стандартизирани като - машинни с общо предназначение (БДС 5291), редукторни (БДС 13134), трансмисионни (БДС 9797) и турбинни (БДС 5972).

Индустриалните масла се използват за смазване на механизмите на уреди; редуктори със зъбни и червячни предавки; предавки винт-гайка; направляващи с плъзгане; елементи на промишлено оборудване, работещи при различни условия, например ударно натоварване, на открито при ниски температури, при високи температури; машини за текстилната и хранителната промишленост; тежки и сложни машини със смазочни системи с голям обем (прокатни станове); тежко натоварени зъбни предавки на металургични и минни машини; конвейерни вериги, както и за сработване на нови машини и механизми и др.

Статията продължава в следващ брой на списание Инженеринг ревю.




ЕКСКЛУЗИВНО

Top