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

ПЛАСТИЧНЫЕ СМАЗКП

СОСТАВ СМАЗОК

радиации, глубокого вакуума и т.п. Такие смазки относят к смазкам

специального назначения.

Основные условия и объекты применения смазок: открытые и негерметизированные узлы трения; труднодоступные узлы трения;

.механизмы, расположенные под переменным углом к горизонту;

упы трения, где невозможна частая замена смазочного материала;

переменный скоростной режим эксплуатации машин;

вынужденный контакт узла трения или защищаемой поверхности с водой либо агрессивными средами;

условия резко изменяющегося температурного режима;

герметизация подвижных уплотнений, сальников и резьбовых соединений;

длительная консервация машин, оборудования, приборов и металлических изделий;

необходимость упростить конструкцию, уменьшить массу и размер смазываемых устройств.

Для консервации применяют 14 % производимых смазок, для герметизации - 2 %. Остальные смазки используют в качестве антифрикционных смазочных материалов для уменьшения трения и износа деталей.

Состав смазок

Смазки состоят из жидкой основы (дисперсионной среды), твердого загустителя (дисперсной фазы) и различных добавок. Кроме этих составляющих в смазках присутствуют другие компоненты. Например, в составе гидратированных кальциевых смазок присутствует вода как стабилизирующий компонент. В некоторых мыльных смазках содержатся глицерин, выделившийся при омылении жиров, продукты окисления масляной основы, образовавшиеся при термообработке смазки, а также свободные кислоты или щелочи. Для улучшения эксплуатационных свойств в состав смазок вводят присадки раз,тчного функционального назначения и твердые добавки. Таким образом, смазки представляют собой сложные многокомпонентные системы, основные свойства которых определяются свойствами дисперсионной среды, дисперсной фазы, присадок и добавок.

Дисперсионная среда. В качестве дисперсионной среды смазок используют различные смазочные масла и жидкости. Большинство смазок

(около 97 %) готовят на нефтяных маслах. В смазках, работающих в специфических и экстремальных условиях, применяют синтетические масла - кремнийорганические жидкости, сложные эфиры, фтор- и фторх.,торуглероды, синтетические углеводородные масла, полигы-киленгликоли, полифениловые эфиры. Широкое применение таких масел ограничено из-за их дефицитности и высокой стоимости. В отдельных случаях в качестве дисперсионной среды применяют растительные масла, например, касторовое масло.

Многие свойства смазок зависят от свойств дисперсионной среды. Природа, химический, групповой и фракциорщый составы дисперсионной среды существенно влияют на структурообразование и загущающий эффект дисперсной фазы, а, следовательно, на реологические и эксплуатационные свойства смазок. От свойств дисперсионной среды зависят работоспособность смазок в определенных интервалах температур, силовых и скоростных нагрузок, их окисляемость, коллоидная стабильность, защитные свойства, устойчивость к агрессивным средам, радиации, а также набухаемость контактирующих со смазками изделий из резины и полимеров. Низкоте.мпературные свойства смазок (вязкость при отрицательных температурах, пусковой и установившийся крутящие моменты) зависят от вязкости дисперсионной среды при низких температурах, а испаряемость - от молекулярной массы, фракционного состава, температуры вспышки дисперсионной среды и продолжительности температурного воздействия.

Зависимость вязкости смазок от вязкости дисперсионных сред при одинаковых отрицательных температурах носит линейный характер и описывается уравнением

Г) = а + Ьг\ ,

где - вязкость смазки; а, b - коэффициенты; г. - вязкость дисперсионной среды.

При низких температурах пусковой крутящий момент также является функцией вязкости дисперсионной среды, определенной при той же температуре.

Смазки работоспособны до такой температуры, при которой их вязкость не больше 2000 Па-с, пусковой крутяицш момент меньше 50 Н-с.м и установившийся крутящий момент - не выше 10 Нем. Нефтяные масла используют прежде всего в смазках общего назначения,

ППДСТПЧНЫЕ СМАЗКП

СОСТАВ СМАЗОК

работоспособных в интервале температур от -60 до 150 °С (на дистиллятных маслах от -60 до 130 °С и на остаточных маслах - от -30 до 150 °С). Для узлов трения, работающих при температурах ниже -60 °С и длительное время при температурах выще 150 °С, применяют смазки, изготоаленные на синтетических маслах. На этих маслах можно получить смазки, работоспособные при температурах от -100 до 350 °С и выще.

Из кремнийорганических жидкостей наиболее часто в качестве дисперсионных сред используют полиметилсилоксаны и полиэтилси-локсаньг. Они обеспечивают работоспособность смазки при температурах от -60 до 200 °С. Реже используют полиметилфенилсилоксаны и поли-галогенорганосилоксаны. Полиметилфенилсилоксаны и полигалогенор-ганосилоксаны обладают лучшими противоизносными и противозадирными свойствами по сравнению с обычными палисилоксанами. Эти жидкости обеспечивают работоспособность смазок в интервале температур от -100 до 300 °С.

Смазки на сложных эфирах применяют при температурах от -60 до 150 °С. Они характеризуются хорошей смазывающей способностью, однако не работоспособны при контакте с водой из-за гидролиза эфиров. Эти смазки вызывают набухание резиновых уплотнений.

При производстве смазок используют также синтетические углеводородные масла на основе полиальфаолефинов и алкилированных ароматических углеводородов, в первую очередь - алкилбензолов. Смазки на алкилбензолах и полиальфаолефинах применяют при температурах от -60 до 200 °С.

Применение полиаткиленгликолей в качестве дисперсионной среды обеспечивает работоспособность смазок в интервале температур от -60 до 200 °С. Смазки на полифепиловых эфирах стабильны при высоких температурах (до 350 °С), воздействии кислорода и радиации.

Фтор- и фторхлоруглеродные масла термически стабильны до температуры 400-500 °С. Они не воспламеняются, не горят, устойчивы к воздействию сильных кислот, щелочей и других агрессивных сред, не окисляются, не вызывают коррозию металлов, обладают высокими смазывающими свойствами. Поэтому их применяют для получения огнестойких смазок и смазок, контактирующих с афессивньгми средами, и в экстремальных условиях.

Дисперсная фаза. Температурные пределы применения смазок во многом определяются температурами плавления и разложения загустителя, его растворимостью в масле и концентрацией в смазке. От природы загустителя зависят антифрикционные и защитные свойства, водостойкость, коллоидная, механическая и антиокислительная стабильности смазок. Так, мыла, являясь поверхностно-активными веществами, выполняют в смазках одновременно функьши загустителя, противоизносного и гфотивозадирного компонентов. При этом модифицирующее действие мыл на поверхности трения связано с поверхностно-молекулярным, а не химическим взаимодействием, что характерно для фосфор-, серо- и хлорсодержащих присадок.

Трибологические свойства смазок зависят от типа катиона .мыла (его донорно-акцепторных свойств) и улучшаются при переходе от катионов металлов I группы к катионам металлов 11 группы.

Смазки, полученные на мылах различных катионов, значительно отличаются по защитным свойствам.

Катион мыла также оказывает влияние на низкотемпературные свойства смазок. Так, натриевые и литиевые смазки по низкотемпературным свойствам близки между собой, но значительно превосходят кальциевые, алюминиевые и бариевые смазки.

Присадки и наполнители. Присадки обладают свойствами поверхностно-активных веществ. Это предопределяет их активность как в объеме смазки так и на границе раздела дисперсная фаза - дисперсионная среда. Для улучшения свойств смазок применяют в основном те же присадки, что и для легирования масел: противоизносные, противозадирные, антифрикционные, защитные, вязкостные и адгезионные. Применяют также ингибиторы окисления, коррозии. Многие присадки являются полифункциональными.

Влияние различных противозадирных и противоизносных присадок на трибологические характеристики - критическую нагрузку Я и нагрузку сваривания Р. литиевых смазок на основе нефтяного масла иллюстрируется данными табл.7.1.

Наполнители - это высокодисперсные, нерастворимые в маслах вещества, не образующие в смазках коллоидной структуры, но улучшающие их эксплуатационные свойства. Наиболее часто применяют наполнители с низким коэффициентом трения: графит, дисульфид молибдена, тальк, слюду, нитрит бора, сульфиды некоторых металлов, асбест, полимеры, оксиды и комплексные соединения металлов,

ППАСТПЧНЫЕ СМАЗКП

7.1. Трибологические характеристики смазок на гидроксистеарате лития с присадками (мае. доля 3%)

металлические порошки и пудры. Влияние природы наполнителя на критическую нагрузку задира литиевых смазок на основе нефтяного масла иллюстрируется данными табл. 7.2, а его содержания на трибологические характеристики и Я и антифрикционные свойства (коэффициент тренияу) литиевых смазок - данными табл. 7.3.

В качестве наполнителей широко используют оксиды цинка, титана и меди (1), порошки меди, свинца, алюминия, олова, бронзы и латуни, которые обычно замешивают в готовую смазку в количестве от 1 до 30 %. Такие наполнители применяют преимушественно в резьбовых, уплотнительньгх, а также антифрикционных смазках, используемых в тяжелонагруженных узлах трения скольжения (различного

7.2. Трибологические характеристики смазок на гидроксистеарате лития с наполнителями (мае. доля 10%)

Наполнитель

Без наполнителя Слюда

Дисульфид молибдена Диселенид молибдена Политетрафторэтилен Г рафит

Слюда + дисульфид молибдена (1:1) Слюда + политетрафторэтилен (1:1)

Р., н

380 200 840 880 740 650 480 360

КЛАССИФИКАЦИЯ СМАЗОК

7.3. Трибологические характеристики и антифрикционные

вида шарниры, некоторые зубчатые и цепные передачи, винтовые пары и др.). Дискуссионным остается вопрос о целесообразности использования металлоплакируюших смазок в подшипниках качения, особенно быстроходных, и подшипниках высокой точности исполнения. В большинстве случаев это приводит к отрицательному эффекту.

Эксплуатационные характеристики углеводородных смазок можно улучшить такими добавками, как природные воски и их компоненты. Например, адгезионные, защитные и низкотемпературные свойства углеводородных смазок обычно улучшают введением в их состав буроугольного и торфяного восков, спермацета (табл. 7.4). Эффективность действия природных восков определяется их химическим составом, молекулярной массой и концентрацией в смазках.

Классификация смазок

Смазки классифицируют по консистенции, составу и областям применения.

По консистенции смазки разделяют на полужидкие, пластичные и твердые. Пластичные и полужидкие смазки представляют собой коллоидные системы, состоящие из дисперсионной среды, дисперсной фазы, а также присадок и добавок. Твердые стзкило отвердения являются суспензиями, дисперсионной средой которых служит смола или другое связующее вещество и растворитель, а загустителем - дисульфид молибдена, графит, технический углерод и т.п. После отвердения