Индустриални смазочни материали

Инструменти, материалиСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 1, 2013

Доброто смазване на подвижните детайли и възли в металообработващи, дървообработващи, селскостопански, транспортни и другите видове машини играе важна роля за оптималното протичане на съответните производствени процеси. Едно от основните предназначения на смазочни материали е намаляване на коефициента на триене между трещите се повърхнини, което допринася както за намаляване на износването, така и за намаляване на консумацията на енергия. Използването на смазочни масла допринася и за намаляване на вероятността от възникване на корозия, за отвеждане на излишната топлина, а също така се почистват триещите се повърхнини от замърсявания. Производителите обаче продължават да разширяват асортимента от предлагани смазочни материали, предназначени за различни отрасли на промишлеността и свързаните с тях сектори.

Осигуряването на добро смазване се счита за една от най-лесните за реализиране, но и сред най-често пренебрегваните мерки, свързани с осигуряване на добри производствени характеристики на оборудването, постигане на висока производителност и намаляване на времето за престой на машините. Добра е да се има предвид обаче, че за постигането на добри резултати от особена важност е правилният подбор на подходящото за конкретното приложение индустриално смазочно масло. Известно е, че дори индустриалните системи да са с оптимална конструкция, при неправилно подбран смазочен продукт - първоначално или впоследствие, работата на съоръженията ще бъде неудовлетворителна, а в резултат може да се стигне и до повреда на съоръженията. Коректният избор на смазочен материал и поддържането му в добро работно състояние са от изключителна важност за ефективната и стабилна работа на оборудването.

Характеристики на маслата
Индустриалните смазочни масла се предлагат в богата гама от разновидности и форми. В същото време, в много отрасли на индустрията се прилагат различни норми и стандарти, поради което изборът на подходящ смазочен материал, съответстващ на съответното приложение, е от решаващо значение. Преди да се пристъпи към избора, специалистите съветват да се проучат добре различните възможности, като се вземат предвид конкретните особености.

Производителите разработват и произвеждат специални смазочни продукти, съобразени с изискванията на различни индустриални приложения. Като цяло всички индустриални смазочни масла е необходимо да отговарят на общите технически изисквания, сред които намаляване на триенето и износването, предпазване от корозия, разсейване на генерираната топлина, както и да осигуряват добро уплътняване. Поради широкия кръг от приложения, различните работни условия и особеностите на протичащите производствени процеси, често се налага използваните смазочни продукти да притежават и редица допълнителни свойства, с които да отговорят на специфичните изисквания на конкретния производствен процес. Съответно, голяма част от предлаганите смазочни материали са с подобрени експлоатационни свойства като защитни, антиокислителни и други. Разработват се масла със специално предназначение, в състава на които се включват специални добавки с цел подобряването на техните експлоатационни характеристики. Често тези масла са с удължен експлоатационен срок, който сравнен с този на маслата с общо предназначение, може да е с около 2 - 4 пъти по-дълъг. По тази причина специалистите съветват при избора на смазочен продукт първо да се определи дали се предвижда периодично поддържане на смазочното масло или това ще е маслото за целия експлоатационен срок. Това ще помогне да се определи дали е необходимо използването на смазочно масло с общо предназначение или на специален синтетичен смазочен материал.

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.

Минерални, синтетични и смесени
Принципно, според начина на получаването си смазочните материали се делят на минерални, синтетични и смесени. Минералните масла са получени на основата на нефта, синтетичните съответно по изкуствен път, а смесените съдържат нефтена и синтетична компонента.

Съставът оказва съществено влияние върху свойствата на маслото, върху необходимостта от използването на различни присадки, легиращи вещества, сгъстители, пълнители, а 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 вискозитетен индекс (около 90) и температурна стабилност до около 177 °С. Нефтените масла се характеризират с по-нисък вискозитетен индекс - 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, от своя страна, са 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 преди всичко от значително по-високата им цена от тази на минералните масла на базата на нефта.

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

Тъй като базовите минерални масла не удовлетворяват комплекса от изисквания към съвременните смазочни вещества, за повишаване на технико-експлоатационните и икономическите показатели на маслата в състава им се включват прибавки. 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, прибавки против задиране и износване, прибавки с антикорозионно, антиокислително, вискозно и депресивно действие.

Индустриални масла според вискозитета си условно могат да се разделят на три групи - леки, средни и тежки. В съответствие с българското законодателство те са стандартизирани като масла за машинни с общо предназначение (БДС 5291), редукторни (БДС 13134), трансмисионни (БДС 9797) и турбинни (БДС 5972).

Масла, греси и пасти са най-честите категории индустриални смазочни материали. Обикновено маслата съдържат 95% базово масло (най-често минерални масла) и 5% добавки. Гресите се състоят от смазочни масла, които са смесени със сапун, за да се образува плътна структура. Пастите съдържат базови масла, добавки и твърди смазочни материали.

Изисквания към избраното масло
Избраното синтетично масло като цяло трябва да осигури добри механични и химични свойства, превъзхождащи тези на традиционните минерални масла. При специфични изисквания към смазочното масло е възможно разработването на специален смазочен материал, предназначен за конкретното приложение.

Ако оборудването ще се смазва периодично, то обикновено не е необходимо да се използват синтетични или специални смазочни материали, които обикновено са предвидени за продължителен период на използване. В този случай е необходимо продуктът да отговаря само на основните стандарти за производителност и редовно да бъде добавян.

Ако се предвижда продуктът да се използва за целия експлоатационен срок на оборудването, синтетичните базови масла често са препоръчвани поради техните предимства като: минимална зависимост на вискозитета и другите физични показатели от температурата, добри мазилни свойства, осигуряващи нисък коефициент на триене, намаляване на износването и предпазване от задиране на триещите повърхнини, подобрена ефективност, химическа стабилност и други.

Като основен недостатък на синтетичните масла обикновено се посочва тяхната сравнително висока цена. Според специалисти обаче този недостатък до известна степен се компенсира от по-дългите интервали между смяната на маслото. Този период може да е до 5 пъти по-дълъг.

Критерии за избор
Основните критерии, които се използват за избор на индустриалните смазочни масла обикновено са вискозитет, химически състав, температура на втвърдяване, стабилност против окисление, противоизносни, противозадирни и антикорозионни свойства. Като най-важен показател от тях се определя вискозитетът на базовото масло.

Вискозитетът е мярка за вътрешното триене в маслото и определя дебелината на смазочния слой между триещите повърхнини, т. е. способността им да понасят зададено натоварване. Вискозитетът на течните смазочни масла в голяма степен се влияе от изменение на температурата и в значително по-малка степен от промяна в налягането. С увеличение на температурата той бързо намалява. За оценка на това влияние (по БДС 5665) се въвежда понятието вискозитетен индекс. По-високите стойности на вискозитетен индекс за дадено масло определят и по-слабо влияние на температурата върху вискозитета му.

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

За да се избере масло с подходящ вискозитет, е необходимо предварително да са ясни работната скорост (променлива или постоянна), видът на триенето (триене при плъзгане, триене при търкаляне), натоварването и условията на околната среда, съответните стандарти в областта.

При избора на масло специалистите съветват още изборът да бъде направен на база подробна информация за детайлите, които ще бъдат смазвани, за оборудването като цяло, за процеса. По-възможност е добре цената да не се поставя като основен критерий, а да се вземат предвид и някои допълнителни фактори като намаляване на оперативните разходи, произтичащи от по-малко престои, по-малко време, необходимо за смазване и поддръжка, измерими икономии на енергия и повишена изходна мощност.
Често, когато даден смазочен продукт е успешно използван в дадено приложение, той се използва и в други приложения с идеята, че ще се постигнат същите добри резултати. За съжаление, това не винаги е така. Всяко приложение е различно и ако смазката е дала добри резултати при смазване на сачмен лагер, това не означава автоматично, че тя би била подходяща за смазване и на други видове лагери.

Top