Классы вязкости индустриальных масел
Масла индустриальные общего назначения без присадок, выпускаемые в соответствии с ГОСТ 20799, являются базовыми при производстве масел с присадками. Трансмиссионные масла предназначены для смазки высокоскоростных трансмиссий с большими удельными нагрузками в широком диапазоне температур, в частности, коробок передач и задних мостов автомобилей. Эти масла изготовляют преимущественно на базе индустриальных масел с добавками противозадирных, антиокислительных, депрессорных, противопенных и других присадок в зависимости от конкретного назначения. Моторные масла предназначены для смазки поршневых двигателей внутреннего сгорания; изготовляют их на основе минеральных масел селективной очистки, дистиллятных или в композиции с остаточными путем добавления присадок, обеспечивающих химическую стойкость, хорошие противоизносные свойства, высокий индекс вязкости. Все моторные масла маркируются буквой М с указанием вязкости при 100 °С и группы эксплуатационных свойств. Различают шесть основных групп моторных масел: А, Б, В, Г, Д и Е, каждая из которых предназначена для определенного типа двигателей в зависимости от степени форсирования и теплонапряженности. Масла группы А обладают самой низкой химической стойкостью и в современных двигателях не применяются. Группы Б, В и Г делятся на подгруппы, которые обозначаются индексами 1 (для карбюраторных двигателей) и 2 (для дизельных двигателей). Если в маркировке индекс 1 или 2 отсутствует, то масло универсальное. Масла группы Г отличаются высококачественной основой (глубокая очистка) и максимальным содержанием наиболее эффективных присадок. Поэтому их рекомендуют для высокофорсированных двигателей. Группы масел Д и Е предназначены для стационарных и судовых двигателей. Загущенные масла имеют индекс вязкости не менее 110 и являются всесезонными. Маркировка загущенных масел содержит индекс «з» и два значения вязкости: в числителе при 18 °С, в знаменателе при 100 °С. Смешивание моторных масел разных групп не допускается. При непреднамеренном смешении масел различных групп для смазки дизелей или карбюраторных двигателей смеси присваивают низшую из смешанных групп. Компрессорные масла предназначены для смазки цилиндров компрессоров и обладают высокой химической стойкостью в условиях высоких температур (до 200 °С) и давлений. Трансформаторные масла применяют в качестве теплоотводящей жидкости в трансформаторах, выключателях и других электрических устройствах. Они отличаются небольшой вязкостью, химической стойкостью и высокими изоляционными свойствами. Свойства жидких смазочных материалов определяются следующими показателями: плотностью, вязкостью, температурой вспышки, температурой застывания, маслянистостью, содержанием воды и механических примесей, кислотностью, коксовым числом и др. Плотность номинальная (при заданной температуре) масел находится в интервале 0,87–0,95 г/см3. Она непосредственно связана с вязкостью и сжимаемостью и существенно влияет на мощность гидропередачи. Следовательно, при использовании масел с высокой плотностью, размеры гидропередачи уменьшаются для одной и той же мощности. Вязкость номинальная является одним из важных свойств большинства масел, особенно при эксплуатации. При конструировании узлов трения используют кинематическую вязкость, определяемую при температурах 50 и 100 °С. Однако, по классификации ISO 3448 принимают температуру 40 °С вместо 50 °С. Влияние температуры на вязкость следует учитывать при выборе масла, так как существуют три критических значения вязкости, т.е. оптимальное при нормальной рабочей температуре, минимальное при максимальной температуре и максимальное при самой низкой температуре. Вязкость масел зависит существенно от давления, что имеет особое значение при смазывании механизмов и машин, работающих с высокими удельными нагрузками. Поэтому при конструировании и расчетах узлов трения необходимо, чтобы между трущимися поверхностями создавался прочный смазочный слой. Вязкость в зависимости от давления определяется по формуле:
где h р и h0 – динамическая вязкость соответственно при давлении р и атмосферном давлении, Па×с.; а – пьезокоэффициент вязкости, Па–1×с–1 (для нефтяных масел а = 0,001¸0,004). Динамическая вязкость – сила сопротивления (в Н), оказываемая жидкостью, при перемещении одного ее слоя относительно другого со скоростью 1 м/с при площади каждого слоя 1 м2 и расстоянии между ними 1 м. Единица измерения динамической вязкости Па×с. Кинематическая вязкость – отношение динамической вязкости к плотности при температуре определения. Вода при 20 °С имеет кинематическую вязкость 1×10–6 м2/с. При высоких давлениях масло может потерять жидкост- ные свойства и даже превратиться в твердое тело при давлении > 1015 Па. Индекс вязкости оценивает вязкостно-температурные свойства масел. Он используется для перевода одних единиц вязкости в другие, для расчета вязкости смеси различных масел и расчета изменения вязкости от температуры. Соответствующие формулы, таблицы и методы для расчета индекса вязкости по кинематической вязкости при 40 и 100 °С приводятся, например, в ГОСТ 25371. Индекс вязкости 85 и выше характеризует хорошие вязкостно-температурные свойства. Масла с индексом вязкости больше 100 и загущенные масла с индексом вязкости 110–200 необходимы для гидравлических систем. Нормирование индекса вязкости при работе в области сравнительно низких температур (50–60 °С) необязательно. Температура вспышки – температура, при которой смесь паров масла с воздухом воспламеняется при поднесении к ней пламени. Она указывает на наличие в масле низкокипящих фракций и характеризует огнеопасность масла. Температура застывания характеризует собой температуру, при которой масло теряет свою подвижность при низких температурах. Определяется в статических условиях с помощью пробирки диаметром 15 мм, заполненной маслом, при наклоне которой на 45° мениск в течение 1 мин не меняет свое положение. Температура застывания определяет пригодность масла в условиях низких температур, а также при проведении нефтескладских операций (слив, налив, хранение). Маслянистость или липкость масла оценивает его способность прилипать к смазываемым поверхностям и сопротивление выдавливанию из зазоров между трущимися поверхностями деталей. Коэффициент трения и прочность масляной пленки служат оценкой маслянистости. Кислотное число – характеризует наличие в масле свободных кислот, вызывающих коррозию металла. Характеризует степень очистки минеральных масел и отчасти их стабильность при эксплуатации и хранении. Кислотное число оценивается количеством миллиграммов едкого калия, необходимого для нейтрализации свободных кислот в 1 г масла. Содержание механических примесей в жидких маслах допускается не более 0,05 %. Механические примеси попадают в масла в процессе их изготовления, хранения и использования. Вода может появляться из-за небрежного хранения или транспортирования масел. Зольность или коксовое число характеризует количество неорганических примесей при сжигании навески масла, а также склонность к образованию нагара. Высокая зольность является результатом недостаточной очистки масел без присадок, т.е. признаком наличия в них различных солей и несгораемых механических примесей, а также содержания зольных присадок в легированных маслах. Величина зольности составляет 0,002–0,4 % по массе. Антиокислительная стабильность масел в процессе эксплуатации и хранения представляет одну из важнейших характеристик эксплуатационных свойств. При недостаточной стабильности их происходит быстрое окисление с образованием растворимых и нерастворимых органических кислот, смол, асфальтенов и др. В масле при этом появляются осадки в виде лака и шлама, ухудшающие циркуляцию масла и образующие агрессивные вещества, вызывающие коррозию деталей машин. Срок службы масел при окислении значительно сокращается. Для повышения антиокислительной стабильности используются специальные присадки. Кроме рассмотренных свойств жидкие смазочные материалы характеризуются цветом, противопенными свойствами, деэмульгирующими свойствами и содержанием активных элементов.
|
