Лекция 29 Смазочные материалы
Область применения: обеспечение преимущественно жидкого трения, при котором потери на трение малы, а износ деталей практически отсутствует. Смазочный материал – материал, вводимый на поверхность трения для уменьшения силы трения и (или) интенсивности изнашивания. Данные материалы должны обладать строго заданными свойствами, которые определяются величинами удельной и полной нагрузок в зоне трения; температурой в зоне контакта, кинематикой движения в зоне трения (качение, скольжение, смешанное). При этом должны учитываться природа материалов обоих деталей трения, характеристики волнистости и шероховатости поверхностей в зоне трения, свойства окружающей среды и др. Основные показатели качества смазочных материалов: вязкость и вязкостно-температурные свойства, стойкость к окислению и коррозионная стойкость, зольность, температуры – застывания, вспышки и воспламенения, коксуемость, плотность, цвет и др. Вязкость жидкого смазочного материала – внутреннее трение, возникающее между его молекулами и слоями при их относительном перемещении под действием внешней силы. Коксуемость масла – это способность масла под влиянием высоких температур разлагаться с образованием твердых осадков (кокса).
По агрегатному состоянию смазочные материалы могут быть: жидкими, пластичными, твердыми, газообразными. Наибольшее распространение получили жидкие смазочные материалы (масла) и пластичные смазочные материалы (смазки).
Смазочные масла Основные функции масел: 1 – уменьшают трение, возникающее между сопряженными деталями; 2 – снижают износ и предотвращают задиры трущихся поверхностей; 3 – отводят тепло от трущихся поверхностей; 4 – защищают поверхности трущихся деталей и другие неизолированные части от коррозионного воздействия окружающей среды; 5 – уплотняют зазоры между сопряженными деталями; 6 – удаляют из зоны трения продукты износа, коррозии и прочие загрязнения. По происхождению (способу получения) выделяют нефтяные, синтетические и растительные масла. В наибольших масштабах используют нефтяные масла (переработка нефти). Синтетические (получают на основе углеводородного сырья) чаще используют в смеси с нефтяными – это полусинтетические масла. - В состав масел часто входят: специальные присадки, которые улучшают свойства (антиокислительные, вязкостные, противоизносные, противопенные); твердые антифрикционные добавки (для повышения смазочной способности масел и их стабильности к окислению).
Основные свойства смазочных масел: подвижность, индекс вязкости, стабильность к окислению, испаряемость, воспламеняемость, приемистость к присадкам, смазочная способность, совместимость с нефтяными основами, совместимость с уплотнительными материалами. Индекс вязкости (ИВ) – степень изменения вязкости масла в зависимости от температуры. Чем выше значение – тем лучше масло. По назначению выделяют масла: моторные, индустриальные, трансмиссионные, турбинные, компрессорные гидравлические, консервационные, для технологических операций и специального назначения. По специфике эксплуатации различают: рабочие, консервационные и консервационно-рабочие масла. По условиям применения: летние зимние, всесезонные, а также для применения в регионах с особыми условиями, например, в северных (арктических).
Пластичные смазки Предназначены для снижения коэффициента трения, а также для защиты поверхности от коррозии и для герметизации. Все пластичные смазки должны отличаться высокой прилипаемостью к смазываемой поверхности. Основным компонентом является минеральное или синтетическое масло различной вязкости. В качестве загустителя используются консистентные углеводороды, а также мыла различных металлов и жирных кислот. Пластичные смазки не деформируются под действием силы тяжести, а под действием сдвигающих сил после преодоления предела текучести текут как жидкости. Восстановление пространственной структуры и связанные с этим реологические свойства называются тиксотропными свойствами.
Свойства пластичных смазок оценивают так же, как и свойства других смазочных материалов. Дополнительно определяют: коэффициент тиксотропии, предел текучести, температуру каплепаденя. Пластичные смазки классифицируют: - по основному компоненту (маслу); - по виду загустителя; - по назначению (для подшипников качения, скольжения, для передач; уплотнительная смазка, смазка для газовых кранов, насосов и др. ) Наибольшее распространение получили кальциевые смазки (солидол), изготавливающиеся из натуральных животных и растительных жиров или жирных синтетических кислот. В качестве загустителя – гидроксид кальция в порошковом виде (сухогашеная известь) или в виде водной взвеси (известковое молоко). Солидол выпускается разной консистенции, что определяет вязкость масла и количество загустителя.
Твердые смазочные материалы Во многих случаях в узлах трения могут применяться только твердые смазочные материалы (например, при эксплуатации ниже температур застывания масел и смазок или наоборот при высоких температурах, когда смазки разлагаются и испаряются; при недопустимости присутствия жидкости и т. д. ) Природные и искусственные твердые смазочные материалы можно разделить на две группы: - неорганические: слоистые (графит, нитрид бора); неслоистые (хлориды, фториды и иодиды металлов, оксиды); мягкие металлы и сплавы (свинец, олово, кадмий); - органические: полимерные материалы (политетрафторэтилен, полиимиды). Твердые смазочные материалы применяются в виде покрытий конструкционных материалов и антифрикционных наполнителей в композитах.
Основные требования к материалам: низкое сопротивление срезу, высокая адгезия материала покрытия к подложке; минимальная толщина слоя покрытия, высокое сопротивление изнашиванию, отсутствие коррозионного воздействия на металлы, высокая температурная стойкость. Способы нанесения покрытий: - механические (натирание, галтовка); - со связующим веществом (окунание, нанесение кистью, распыление); - химико-термические и физические (плазменный, детонационный и др. ).
Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) СОЖ – сложные многокомпонентные (8 -10 составляющих) соединения продуктов нефтехимического и химического производства. Они обладают рядом свойств, обеспечивающих при вводе их в зону резания повышение стойкости инструмента, улучшение качества обрабатываемой поверхности, уменьшение сил резания и способствующих удалению стружки. В основе действия СОЖ на процесс резания лежат три эффекта: смазочный, охлаждающий и моющий. В промышленности применяются два основных вида СОЖ : масляные и водорастворимые.
Масляные СОЖ состоят из минерального масла (60 -95%) и различных присадок: антифрикционных, антизадирных, антипенных и антитуманных ингибиторов коррозии. Масляные СОЖ обладают наиболее высоким смазочным действием и применяются в основном при обработке быстрорежущим инструментом на низкой скорости резания и при необходимости снизить шероховатость обработанной поверхности. Пример: сульфорезол, МР-1, ОСМ-3. Водорастворимые СОЖ (эмульсолы) содержат 70 -85% минерального масла и 30 -15% эмульгаторов вместе с различными присадками. Из эмульсолов приготавливают водные эмульсии (до 10%). Водные охлаждающие эмульсии благодаря смазочному и высокому охлаждающему действию получили наиболее широкое применение. Пример: Э-1… 3, ЭТ-2.
Скачать презентацию Лекция 29 Смазочные материалы Область применения обеспечение
ЛК 29 - смазочные мат..pptx