Смазочные материалы, классификация, области применения

Содержание

Введение...................................................................................................................2

1. Смазочные материалы.........................................................................................3

2. Исторические сведения.......................................................................................6

3. Свойства смазочных  материалов.......................................................................7

4. Области применения...........................................................................................9

5. Сравнительный анализ......................................................................................13

Заключение.............................................................................................................16

Список литературы................................................................................................17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Смазочные материалы  широко применяются в современной  технике, с целью уменьшения трения в движущихся механизмах, и с целью уменьшения трения при механической обработке конструкционных и других материалов на станках. В зависимости от назначения и условий работы смазочных материалов, они бывают твёрдыми, полутвёрдыми, полужидкими, жидкими, газообразными.           Еще несколько лет тому назад торговля смазочными материалами была распространена в сфере довольно узкого круга предприятий и организаций. Однако в настоящее время в силу своей практически 100-процентной ликвидности и высокой рентабельности данный вид предпринимательской деятельности превратился в один из самых популярных. Множество предприятий и организаций, никогда ранее не занимавшихся торговлей, оказались вовлеченными в этот процесс. Поэтому у многих организаций возникают вопросы, связанные с особенностями правового регулирования и налогообложения деятельности по производству и реализации смазочных матреиалов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Смазочные материалы

Смазочное масло из недостаточно герметичного узла трения обязательно  вытечет, так как оно представляет собой нормальную жидкость, способную  бесконечно деформироваться под  действием даже ничтожных сил. Иное дело смазка. Благодаря существованию жесткого «каркаса» при небольших касательных напряжениях смазка ведет себя как твердое тело, но когда касательное напряжение достигает некоторой критической величины-предела прочности на сдвиг, «каркас» ломается и смазка начинает течь как жидкость. По прекращении движения «каркас» образуется вновь-смазка опять превращается в твердое тело. Подобные вещества называются аномальными жидкостями.         Смазку получают путем добавления к смазочному маслу (дисперсионной среде) загустителя, способного образовывать «каркас». В качестве дисперсионной среды смазок, применяемых в автомобиле, обычно берут мало и средневязкие нефтяные смазочные масла, например, для солидола - индустриальные (в том числе машинное СУ), для Литола-24 смесь веретенного АУ и Индустриального-50. В качестве загустителя чаще всего применяют соли жирных кислот - мыла. По массе загуститель составляет обычно 10…20%. Смазка может иметь присадки для предотвращения окисления, повышения стабильности, улучшения вязкостно-температурных свойств и др., причем присадки могут содержать масло, на котором смазка готовится. Например, для повышения низкотемпературных свойств может использоваться маловязкое масло с жидкой загущающей присадкой или деспрессатором. Ради упрощения и сокращения изложения здесь допущены некоторые неточности. Тому, кто подробнее хочет ознакомиться со смазками, рекомендую книгу В.В. Синицына «Подбор и применение пластичных смазок». М.: Химия, 1974. Старым термином «смазка», «пластичный смазочный материал» (термин по ГОСТ 20765-75). Процесс же введения смазки в пары трения или нанесения ее на поверхность буду называть термином «смазывание».        Кроме присадок в смазку может добавляться твердый наполнитель, который в отличие от загустителя не образует «каркаса». Наполнитель чаще всего чешуйчатый графит или дисульфид молибдена улучшает антифрикционные свойства смазки.       Вода в смазке может быть составной частью или содержаться в качестве примеси. Присутствие воды в большинстве смазок (литиевых, алюминиевых, свинцовых, комплексных кальциевых и др.) не допускается, но в кальциево-натриевых смазках вода играет роль структурообразующего компонента и уменьшение ее содержания приводит к распаду смазки. Содержание воды в этих смазках колеблется от 0,5 до 5%, причем присутствие воды в данном случае никак не сказывается на коррозионных свойствах смазки.

 

В зависимости  от характеристик материалов трущейся пары, для смазки могут быть использованы жидкие (например, минеральные, частично синтетические исинтетические масла) и твёрдые (фторопласт, графит, дисульфид молибдена) вещества.

По материалу основы смазки делятся на:

• минеральные — в их основе лежат углеводороды, продукты переработки нефти
• синтетические — получаются путем синтеза из органического и неорганического (например, силиконовые смазки) сырья
• органические — имеют растительное происхождение (например: касторовое масло, пальмовое масло)

Смазки могут  иметь комбинированную основу.

Все жидкие смазочные  материалы делятся на классы по вязкости (классификация SAE для моторных и трансмиссионных масел, классификация ISO VG (viscosity grade) для индустриальных масел), и на группы по уровню эксплуатационных свойств (классификации API, ACEA для моторных и трансмиссионных масел, классификация ISO для индустриальных масел.

По агрегатному  состоянию делятся на:

• твёрдые,
• полутвёрдые,
• полужидкие,
• жидкие,
• газообразные.

По назначению:

• Моторные масла — применяемые в двигателях внутреннего сгорания.
• Трансмиссионные и редукторные масла — применяемые в различных зубчатых передачах и коробках передач.
• Гидравлические масла — применяемые в качестве рабочей жидкости в гидравлических системах.
• Пищевые масла и жидкости — применяемые в оборудовании для производства пищи и упаковки, где возможен риск загрязнения продуктов смазывающим веществом.
• Индустриальные масла (текстильные, для прокатных станов, закалочные, электроизоляционные, теплоносители и многие другие) — применяемые в самых разнообразных машинах и механизмах с целью смазывания, консервации, уплотнения, охлаждения, выноса отходов обработки и др.
• Электропроводящие смазки (пасты) — применяемые для защиты электрических контактов от коррозии и снижения переходного сопротивления контактов. Электропроводящие смазки изготавливаются консистентными.
• Консистентные (пластичные) смазки — применяемые в тех узлах, в которых конструктивно невозможно применение жидких смазочных материалов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Исторические  сведения

Пластичными (консистентными) смазками человечество пользуется уже  в течение многих столетий. Первые упоминания о них относятся к  четвертому тысячелетию до нашей эры, к тем временам, когда древние египтяне пользовались такой смазкой, чтобы уменьшить трение в колесах боевых колесниц! Первые смазки изготавливались из кальция, смешанного с животным жиром, а иногда с растительными маслами. Такой тип смазки применялся вплоть до 19 века. Затем, в конце 19 века были разработаны первые пластичные смазки на основе минеральных масел, которые стали эффективно применяться для смазки вагонеток в шахтах и промышленных агрегатов, которые, в то время, работали очень медленно. Эта консистентная смазка, которая называлась "брикетом", применялась до середины 20 века и до сих пор применяется в некоторых странах.       

В 20 веке, с развитием  паровых машин, автомобильного транспорта, промышленных и сельскохозяйственных машин появилась всё более возрастающая потребность в более эффективных смазках. Это привело к появлению пластичных смазок на основе натриевых мыл, алюминия, бария и других. К терминологии мы вернемся немного позже. Появилась широкая гамма смазок, потому что каждая смазка разрабатывалась для выполнения конкретной задачи: смазка для шасси, подшипников, рулевого механизма, для зубчатых колес, для вагонов, конвейеров, вагонеток и т.д. Около 1950 года появление "универсальной" консистентной смазки, загущенной литиевыми мылами, было встречено с известной долей скептицизма. Однако через несколько лет она стала наиболее широко используемой смазкой для автомобилей и промышленных агрегатов. Сегодня литиевая смазка является самой распространенной консистентной смазкой в промышленном мире.

Естественно, механизмы требовали ухода и  смазки. Хотя нефть использовалась человечеством с давних времен, долгое время ее применяли только в чистом виде. Когда учёные научились перерабатывать нефть, из нее добывали в основном керосин, а ценный продукт мазут, составляющий около 80% ее массы, пускали на топливо или просто уничтожали. Благодаря развитию нефтеперерабатывающего производства стало возможным разделение мазута, и появилась возможность производить различные масла, которые назвали минеральными или нефтяными.

 

 

 

 

3. Свойства смазочных  материалов

Поведение смазки гораздо  сложнее, чем смазочного масла, поэтому  для всесторонней оценки эксплуатационных качеств нужно рассматривать  достаточно большое количество свойств.

Смазка как твердое тело характеризуется пределом прочности, а как жидкость - вязкостью. 

Прочность смазки должна быть достаточной, чтобы смазка не сбрасывалась с движущихся деталей, не вытекала из узлов трения. Но с другой стороны, слишком прочная  смазка плохо, а то и совсем не будет  поступать в зону контакта трущихся пар, будет приводить к заеданию, например, таких узлов, как замки дверей, багажника, капота. Чем ниже предел прочности, тем мягче смазка.        Вязкость характеризует поведение смазки, когда она течет. В отличие от смазочного масла, вязкость которого при определенной температуре величина постоянная, вязкость смазки сильно зависит от скорости деформации: с увеличением ее она понижается. Это - положительное явление, так как оно снижает энергетические потери в подшипниках качения: моменты трения в подшипнике при работе на смазке и на масле мало отличаются.          Смазочная способность смазки аналогична смазочной способности масла, о которой было рассказано в предыдущем разделе.   Теплостойкость и морозостойкость. Когда достигается температура каплепадения, смазка как твердое тело перестает существовать. Но некоторые смазки уже при меньшей температуре распадаются на масло и загуститель, другие-при нагревании и последующем охлаждении из-за химических превращений, окисления или испарения термоупрочняются, т.е. предел прочности недопустимо увеличивается и они теряют смазочные свойства. Морозостойкость смазки определяется способностью ее при низкой температуре восстанавливать свой «каркас», а также течь, т.е. не застывать. При более низкой температуре смазка либо не позволит движущимся парам взаимно перемещаться, либо при приложении больших усилий расслоится и не будет проникать в зону контакта.      Механическая стабильность - это способность смазки сохранять свои свойства после деформации. После интенсивного деформирования свойства смазки меняются: у большинства смазок понижается предел прочности - происходит разупрочнение. Затем в течение некоторого времени - периода «отдыха» - предел прочности постепенно увеличивается, однако иногда он не достигает исходной величины, а иногда, наоборот, - ее превосходит, происходит тикстропное упрочнение смазки. Изменение свойств зависит как от интенсивности, так и от продолжительности воздействия. В условиях эксплуатации необратимое разрушение смазки может произойти и в течение часов, и в течение месяцев. В шаровых шарнирах «Москвича» испытывали жировой солидол и униол. Солидол в результате деформации сильно разупрочнился, а при «отдыхе» медленно восстанавливал свою прочность и вследствие этого вытекал из шарнира. Униол же несколько размягчался, быстро восстанавливался при отдыхе и хорошо удерживался в шарнирах, обеспечивая их нормальную работу. Механически нестабильную смазку нельзя применять в недостаточно герметичных узлах.    Физико-химическая стабильность. Нарушение состава и свойств смазки может происходить в результате испарения или самопроизвольного выделения дисперсионной среды (физическая нестабильность) или окисления (химическая нестабильность).     Водостойкость. Водостойкая смазка не растворяется в воде, не смывается водой с поверхности, не поглощает воду, не вступает с ней в реакцию, а благодаря высоким водоотталкивающим свойствам не позволяет воде проникать в зону контакта трущихся поверхностей.    Адгезия - молекулярная связь, возникающая между поверхностью твердого тела и нанесенной на него смазкой. Смазка с хорошей адгезией - липкая, ее трудно стереть или смыть с поверхности.      Противозадирные свойства обусловлены способностью смазки предотвращать заедание и задиры трущихся поверхностей при высоких удельных нагрузках.        Противоизносные свойства определяются способностью смазки снижать износ трущихся поверхностей при невысоких удельных нагрузках. Далеко не всегда смазки, имеющие хорошие Противоизносные свойства, предотвращают возникновение задиров. На Противоизносные свойства больше влияет дисперсионная среда, а на Противозадирные - состав смазки, в частности присутствие наполнителя.    Противокоррозионные свойства определяются отсутствием коррозионного действия смазки на металлические поверхности, а консервационные (защитные) свойства - способностью предохранять металлические поверхности от коррозионного действия внешней среды.

 

 

 

 

 

 

4. Области примениения

Смазочные масла при  обычной температуре находятся  в жидком состоянии. По назначению они подразделяются на моторные, трансмиссионные, индустриальные, турбинные, электроизоляционные, консервационные, компрессорные и др.      Моторные масла предназначены для уменьшения износа деталей двигателя, снижения потерь на трение. Они выполняют функции теплоотводящей среды и уплотнителя. В зависимости от типа двигателя моторные масла подразделяются на авиационные, автомобильные (карбюраторные и дизельные), автотранспортные и реактивные. Трансмиссионные масла используются для смазки зубчатых передач (цилиндрических, конических и др.) в коробках передач, ведущих мостах, механизмах рулевого управления, бортовых передачах, а также в гидравлических приводах машин и механизмов.    Индустриальные масла предназначены для смазывания подшипников и пар трения металлообрабатывающих станков и промышленного оборудования, контрольно-измерительной аппаратуры. Они используются в качестве рабочей и закалочной жидкости, а также для изготовления консистентных смазок.         Турбинные масла применяются для смазывания и охлаждения подшипников паровых и газовых турбин, турбокомпрессоров и генераторов электрического тока.        Электроизоляционные масла служат диэлектриком пропитывающей и теплоотводящей сред в трансформаторах, конденсаторах и кабелях. Выпускаются трансформаторные, конденсаторные (для заливки и пропитки изоляции конденсаторов) и кабельные (для маслонаполненных кабелей) электроизоляционные масла.        Консервационные масла применяются для защиты металлических узлов, инструмента и деталей от коррозии.

Компрессорные масла  предназначены для смазки поршневых  и ротационных компрессоров, воздуходувок и холодильных машин. Важнейшими свойствами (качественными характеристиками) смазочных масел являются: плотность, вязкость; зависимость вязкости от температуры (оценивается индексом вязкости или температурно-вязкостным коэффициентом); маслянистость (липкость, смазывающая способность) — способность масел прилипать к твердой поверхности с образованием на ней тонкой прочной масляной пленки, называемой граничным слоем; температура застывания; химическая стойкость (термоокислительная стабильность) — невзаимодействие с кислородом при высоких температурах (50 — 60 °С); коксуемость — способность образовывать кокс в условиях высоких температур и давления и без доступа воздуха; температура вспышки, при которой пары смазочных масел, образуя горючую смесь с воздухом, вспыхивают при поднесении к ним пламени.    На потребительском рынке наибольшее распространение имеют моторные и трансмиссионные масла — они востребованы владельцами личных автомобилей.