Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [ 75 ] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

Чтобы консистенттая смазка сохранялась на поверхности трения после работы под высокими нагрузками, они должны обладать высоким сопротивлением нормальным нагрузкам или малым временем восстановления сопротивления деформации. Последнее определяет эксплуатационное значение тиксотропии смазок.

У консистентных смазок не удается установить такой отчетливой зависимости трения и износа смазанных поверхностей от реологических свойств смазок, как у минеральных масел. Для предотвращения задиров смазки, работающие в условиях высоких нагрузок, должны обладать высокой остаточной вязкостью, для чего целесообразно готовить их из высоковязких масел.

Вместе с тем наличие мыла в смазке увеличивает сопротивление смазочного слоя нормальным нагрузкам независимо от вязкости масла. Д. С. Великовский [4] указывает, например, что предельная нагрузка, которую может выдержать пленка стандартного солидола в машине Тимкена, равна 16-18 кГ, в то время как у исходного минерального масла эта величина равна 6-10 кГ. Это дает возможность изготовлять мыльные антифрикционные смазки из минеральных масел средней и даже малой вязкости. Тем не менее нагрузки и скорости взаимного сдвига труи;ихся деталей являются важными факторами, определяющими требования к вязкости исходного масла.

Смазки для подшипников качения должны обладать антифрикционными и защитными свойствами. Коэфициент трения шариковых и роликовых подшипников очень низок (0,002-0,005), и главное назначение смазки сводится к сохранению его на том Зфовне, который свойственен подшипнику без смазки. Для этого необходимо предохранить подшипник от коррозии и абразивного износа. В раде случаев трение качения рассматриваемых подшипников сопровождается трением скольжения, что определяет требования к антифрикционным свойствам смазок.

Таким образом, от смазок для подшипников качения требуется, чтобы они не выдавливались из зазоров между трущимися поверхностями и одновременно оказывали бы малое сопротивление движению. Г. В. Виноградов и В. П. Павлов [13] считают, что этому требованию в наилучшей степени будут удовлетворять те смазки, у которых зависимость градиента скорости течения от напряжения возможно большая или соответственно кривые вязкость - скорость сдвига наиболее крзггые. У таких смазок внутри подшипников, где скорости и нагрузки велики, вязкость мала, а у края подшипника, где напряжение относительно мало, вязкость велика, что препятствует их вытеканию. Недавно [16] установлена прямая связь между вязкостью смазок и их поведением в подшипниках качения.

К смазкам, применяемым для скользящих подшипников, шестерен, червяков и некоторых других деталей, практика предъявляет требование растягиваться между взаимно сменяющимися поверхностями (давать усы). Это свойство обеспечивает хорошую прили-

паемость смазки к металлу и способствует его защите от коррозии. При деформации таких смазок напряжение расходуется не только на сдвиг, но и на растяжение, поэтому они обусловливают более высокое трение, чем нерастягивающиеся, гладкие смазки. Растягивающиеся смазки не пригодны для подшипников качения и деталей, к которым приложены небольшие сдвиговые усилия.

Подача консистентных смазок к гнездам трения по мазепрово-дам является более сложной задачей, чем прокачивание минеральных масел. Для обеспечения хорошего питания смазкой, особенно через длинные коммуникации, желательно, чтобы предельное напряжение сдвига было мало и остаточная вязкость невысока. Первое имеет преобладающее значение для чашечных масленок, второе -для смазочных систем с принудительным нагнетанием. Испытания двух кальциевых смазок равной пенетрации, приготовленных на маслах разной вязкости Ego = 2,9 и Е50 = 6,7, показали, что расход первой через трубу, нагнетаемую шестеренчатым насосом, на 35% выше, чем расход второй. Тиксотропное разжижение и восстановление сопротивления деформации являются благоприятными факторами при прокачивании смазок.

Зависимость реологических свойств антифрикционных смазок от температуры имеет существенное значение для их применения. Как правило, требуется, чтобы смазки сохраняли возможно более постоянную консистенцию во всем интервале рабочих температур, т. е. обладали бы пологой температурной кривой вязкости и предельного напряжения сдвига. В большинстве случаев на практике температура каплепадения смазок выше интервала рабочих температур. Смазки, работающие при температурах, близких к температуре каплепадения или даже выше нее, изготовляются из возможно более вязких масел. В противоположность этому смазки, работающие при низких температурах, изготовляются из маловязких масел, для того чтобы они обладали не слишком высокими предельным напряжением сдвига и вязкостью,

Важным эксплуатационным свойством смазок является стабильность сопротивления деформации под нагрузкой во времени и отсутствие тиксолабильности (см. § 3).

Б. Реологические свойства и применение защитных смазок

Защитное действие смазок сводится к следующим трем элементам: 1) механическое сопротивление проникновению паров воды, кислот и других коррозионных агентов к поверхности металла; 2) нейтрализация или поглощение коррозионно-активных жидкостей и газов; 3) ингибирование или пассивирование поверхности защищаемого металла.

Реологические свойства смазок целиком определяют защитную способность смазок при первом механизме их действия и имеют значение в случае второго механизма защиты. Ингибирование и пассивирование поверхности смазками редко проявляются в чистом виде и обычно сочетаются с другими видами защиты. К тому же рецептура пассивирующих смазок еще мало разработана.

Для механической защиты металла необходимо, чтобы смазка, нанесенная на поверхность, сохранялась сплошным и достаточно толстым слоем. Под влиянием силы тяжести, центробежной силы и других тангенциальных напряжений смазки могут сползать или стекать с защищаемых поверхностей. Термином сползание мы определяем сдвиг смазки с металла в граничном слое. При сползании смазка смещается сплошным слоем, и на поверхности металла остается слой толщиной молекулярного порядка. К сползанию склонны смазки, у которых когезия (внутреннее сцепление) велика, а адгезия (прилипание) к металлу мала.

Сопротивление сползанию

0,25

т т

т Z50

определяется механическими свойствами слизки на границе раздела с металлом (см. §18) и ее взаимодействием с ним. Возможно, что сползание может измеряться пристенным скольжением, например, по методу Д. М. Толстого.

Стекание является объемной деформацией, развивающейся во всей толще слоя смазки. Чем выше предельное напряжение сдвига смазки, тем меньше она стекает, или, точнее, тем выше тангенциальное напряжение, которое вызывает стекание. Скорость стекания является функцией пластической вязкости при малых скоростях деформации (»7тах). Это подтверждается измерением скорости стекания смазки с пластинок при их центрифугировании с постоянной скоростью, проведенным автором совместно с Т. А. Мечковской (фиг. 96); скорость

стекания выражена отношением где G- вес остатка смазки

на поверхности S после центрифугирования в течение времени /. Закономерности, определяющие сползание и стекание смазок, имеют значение не толы<о для защитных, но и для антифрикционных смазок.

Проницаемость паров воды через слой смазки также зависит от ее механических свойств. Для слоя постоянной толщины она падает с повышением вязкости и в меньшей степени с увеличением предельного напряжения сдвига (фиг. 97)i. Это понятно, если

Фиг. 96. Средняя скорость стекания церезиново-мыльных смазок с поверхности стальных пластинок, при центрифугировании со скоростью 200 об/мин в течение 10 мин. Расстояние от оси вращения - 12-15 см,

G- остаток смазки в граммах на пластинке площадью в 10 cAfi,

Проникновение воды через смазку регистрировалось изменением окраски обезвоженной соли кобальта, помещенной на поверхность слоя смазки толщиной 2 мм.