Урок№4
21.10.2021
Предмет: «Организация транспортировки, приема, хранения и отпуска нефтепродуктов».
Группа: ТУ-1
Преподаватель: Подзигун В.Г.
Тема: «Смазочные материалы и технические жидкости».
Цель:
ü познакомиться со смазочными материалами и техническими жидкостями
ü изучить и запомнить смазочные материалы и технические жидкости
ü закрепить знания по смазочным материалам и техническим жидкостям
ü кратко записать основное содержание темы.
Ход урока
Работа над темой
Смазочные материалы и технические жидкости
Классификация смазочных материалов и технических жидкостей.
Смазочные материалы и технические (технологические) жидкости, применяемые в машиностроении (автомобилестроении) и на различных видах транспорта, по назначению подразделяются на следующие группы:
· технологические материалы — смазочно-охлаждающие жидкости и моющие, обезжиривающие, травящие, растворяющие и другие технические жидкости и пасты, необходимые при обработке металлов резанием, сборке машин и механизмов, закалке деталей и инструмента. Они являются вспомогательными материалами в технологическом процессе;
· эксплуатационные (конструкционные) смазочные масла, пластичные вязкие смазки и жидкости — группа материалов, применяемых в зависимости от конструкционных особенностей машин и механизмов, их температурных режимов, условий работы и нагрузки. Кроме того, технические жидкости этой группы применяются в качестве рабочих тел в гидравлических системах (прессах, литьевых машинах, тормозных устройствах, амортизаторах, теплообменных аппаратах и т. д.);
· жидкое топливо, применяемое для авиационных, автомобильных, реактивных двигателей и дизелей, а также как растворитель в технических жидкостях и смазках.
Свойства смазочных материалов и технических (технологических) жидкостей.
Основными характеристиками смазочных материалов и технологических жидкостей являются вязкость, антикоррозионные свойства, каплепадение, работоспособность, температурная стойкость и др. Кратко рассмотрим эти свойства.
Вязкость — это свойство масел и жидкостей, характеризующее сопротивление действию внешних сил, вызывающих их течение. Различают вязкость динамическую, кинетическую и условную.
Динамическая вязкость — это сила сопротивления одного слоя масла в процессе перемещения по другому слою со скоростью 1 см/с при условной площади каждого слоя 1 см2 и на расстоянии 1 см. Эта величина называется коэффициентом внутреннего трения.
Вязкость увеличивается в результате истирания легких фракций масла, накопления продуктов неполного сгорания топлива в виде сажи и окисления углеводородов масла.
Вязкость уменьшается при попадании топлива в масло, а также в результате разрушения полимерной присадки в загущенных маслах. Моторные масла, загрязненные топливом, окисляются значительно быстрее с образованием органических кислот и отложений, которые ухудшают их качество. В результате снижается вязкость масла и возможно повреждение смазываемых подшипников.
Кинематическая вязкость — это отношение динамической вязкости масла или технической жидкости к их плотности при одинаковой температуре. Эта величина называется удельным коэффициентом внутреннего трения смазывающего материала и измеряется в стоксах (1 Ст = 1см2/с). В практике принята дольная единица стокса — сантистокс (сСт).
Условная вязкость — это отношение времени истечения 200 мл масла (технической жидкости) из вискозиметра типа ВУ ко времени истечения такого же объема дистиллированной воды при температуре 20 °С.
Антикоррозионные свойства — это способность смазочных материалов не вызывать коррозии в узлах трения, зацепления и других смазываемых парах. Антикоррозионные свойства определяются следующим образом. Стальной стержень выдерживают в течение 24 ч при температуре 60 °С в смеси масла с дистиллированной водой и после этого проводят осмотр коррозии стержня и сравнение ее с эталонной шкалой коррозии. Смазочные материалы подразделяют на антикоррозионные, коррозионно-активные и коррозионные.
Каплепадение — это способность консистентной смазки в определенных условиях (температура, рабочая среда) терять смазывающую способность (разжижаться) и стекать в виде капель.
В практике потерю смазывающей способности определяют температурой, при которой происходит каплеобразование и падение первой капли смазки. Рабочая температура консистентной смазки при этом должна быть на 10 … 20 °С ниже температуры каплепадения.
Моторные свойства определяют качество моторного масла. Это температурная стойкость, моющая способность и др. Масло влияет на образование отложений (нагар, лаки на поршнях, закоксовывание поршневых колец), и моторные свойства определяют использование того или иного масла в качестве смазки для двигателей внутреннего сгорания или дизелей, работающих при различных тепловых режимах, давлении, мощности.
Плотность смазочного материала (масла) — это отношение массы этого материала при нормальных условиях к массе воды того же объема при температуре 4 °С.
Работоспособность смазочных материалов — это время увеличения коэффициента трения при заданных температурах и нагрузках в смазываемых узлах трения. На практике работоспособность определяют на пятишариковой машине.
Температурная стойкость — свойство смазывающего материала при повышении температуры обеспечивать требуемый коэффициент трения в условиях пограничного трения. По ГОСТ 23.221—84 температурную стойкость определяют четырехшариковой машиной. Полученные показатели по температуре и коэффициенту трения сравнивают с эталонными данными.
Для характеристики смазочных материалов используют, кроме того, такие параметры, как прочность, самовоспламеняемость, смазочные свойства, температура затвердевания, плавления и др. Все эти характеристики определяют пригодность масел и других смазочных материалов для использования в различных эксплуатационных условиях работы двигателей машин, станков и механизмов. От их качества зависит надежность и долговечность работы машин и механизмов.
Минеральные и синтетические смазочные материалы. Минеральные масла составляют основу всех смазывающих материалов — всех видов масел, консистентных смазок и ряда технических жидкостей. Минеральные масла широко используются в качестве смазочного материала для устранения трения, закоксовывания, удаления продуктов сгорания топлива, отвода теплоты из зоны трения. Эти масла являются компонентами густых смазок, а также консервационных, уплотняющих и технологических жидкостей.
Наряду с натуральными минеральными смазочными материалами широкое применение находят также органические синтетические жидкости и смазки. Эти новые масла и смазки внешне схожи с минеральными, но обладают более высокими эксплутационными свойствами при отрицательных и высоких температурах, больших скоростях и рабочих нагрузках и широкой гаммой других свойств, необходимых для эксплуатации современных машин и механизмов. Минеральные и синтетические смазочные материалы (масла) в зависимости от области применения подразделяются на следующие группы: моторные, трансмиссионные, индустриальные, сепараторные, трансформаторные, электроизоляционные, приборные масла, а также эксплуатационные (конструкционные) масла и жидкости.
Свойствами моторных масел являются высокая температурная стойкость, моющая способность, стабильная вязкость в широком диапазоне температур. Моторные масла подразделяются на масла для карбюраторных, авиационных и реактивных двигателей и дизелей.
В зависимости от особенностей конструкции двигателей и их типовых режимов и мощности моторные масла предназначаются для нефорсированных, малофорсированных, среднефорсированных и высокофорсированных двигателей. Отдельную группу масел выпускают для малооборотных стационарных дизелей.
Обозначение моторного масла включает в себя букву М — моторное, цифры, характеризующие класс кинематической вязкости, и прописные буквы от А до Е, обозначающие принадлежность к группе масел по эксплуатационным свойствам.
При представлении класса кинематической вязкости в обозначении масла дробью в числителе указывают класс вязкости при температуре -18 °С, в знаменателе — при -100 °С.
В зависимости от качества все моторные масла подразделяют на шесть групп, обозначаемых буквами А, Б, В, Г, Д, Е, которые указывают количественное содержание в масле присадок различного назначения.
Масла группы А выпускаются без присадок или с незначительным их содержанием. В масла группы Б вводят до 6 % присадок и используют их только в малофорсированных карбюраторных двигателях. Масла группы В содержат до 8 %, а группы Г — до 14 % композиций присадок. Предназначены они для среднефорсированных и высокофорсированных дизелей и карбюраторных двигателей соответственно. Для теплонапряженных дизелей с наддувом, работающих в тяжелых условиях, выпускают масла группы Д с
15 … 18 % композиций присадок. Масла группы Е предназначены для малооборотных дизелей, работающих на топливе с содержанием серы до 3,5 %.
Индекс 1 присваивается маслам для карбюраторных двигателей, индекс 2 — для дизелей.
Универсальные масла для карбюраторных двигателей и дизелей одного уровня форсирования индекса в обозначении не имеют, а масла, принадлежащие к разным группам, должны иметь двойное буквенное обозначение (первая буква при использовании в дизелях, вторая — в карбюраторных двигателях).
Существуют дополнительные индексы: рк — рабочее консервационное масло; з — масло со сгущающей присадкой; ц — для циркуляционных и лубрикаторых смазочных систем; 20 и 30 — значения щелочного числа.
Например, марка М-10Г2к: М — моторное, 10 — кинематическая вязкость масла, Г2 — для высокофорсированных дизелей без наддува или с умеренным наддувом (группа Г2), к — камазовское. Для иностранных моторных масел используются два вида классификации: по вязкости — SAE (Американское общество автомобильных инженеров) и по эксплуатационным свойствам — API (Американский институт нефти).
Классификация моторных масел по вязкости SAE подразделяет масла на классы по текучести. Вязкость масла по этой системе выражается в условных единицах — степени вязкости. Чем больше число, входящее в обозначении класса SAE, тем выше вязкость масла.
Согласно классификации моторные масла подразделены на шесть зимних (0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W) и пять летних (20, 30, 40, 50 и 60) классов. В этих рядах большим числам соответствует большая вязкость. Всесезонные масла, пригодные для круглогодичного применения, обозначают сдвоенным номером, первый из которых указывает зимний, а второй — летний класс: SAE 0W—20, 0W—30, 0W—40, 0W—50, 0W—60, 5W—20,5W—30,5W—40, 5W—50, 5W—60, 10W—20, 10W—30, 10W—40, 10W—50, 10W—60, 15W—20, 15W—30, 15W—40, 15W—50, 15W—60, 20W—20, 20W— 30, 20W—40, 20W—50, 20W—60. Чем меньше цифра, стоящая перед буквой W (Winter — зима), тем меньше вязкость масла при пониженной температуре, легче холодный пуск двигателя стартером и лучше прокачиваемость масла по смазочной системе. Чем больше цифра, стоящая после буквы W, тем больше вязкость масла при высокой температуре и надежнее смазывание двигателя при жаркой погоде.
Классификация API подразделяет моторные масла на две категории: S (Service) — масла для бензиновых двигателей и С (Commercial) — масла для дизелей.
Обозначение класса масла состоит из двух букв латинского алфавита: первая (S или C) указывает на категорию масла, вторая — на уровень эксплуатационных свойств. Чем дальше от начала алфавита вторая буква, тем выше уровень свойств (т.е. качество масла). Классы дизельных масел подразделяются дополнительно для двухтактных (CD-2, CF-2) и четырехтактных (CF-4, CG-4, CH-4) дизелей. Большинство зарубежных моторных масел универсальные — их применяют как в бензиновых двигателях, так и в дизелях. Такие масла имеют двойное обозначение: CF/CC, CD/SF и т. д. На основное назначение масла указывают первые буквы, т. е. CF/CC — «более бензиновое», CD/SF — «более дизельное». Энергосберегающие масла для бензиновых двигателей дополнительно обозначаются аббревиатурой EC (Energy Conserving).
Моторные масла характеризуют следующие свойства: плотность при 20 °С, вязкость, зольность без присадок и коксуемость, кислотность, температура вспышки и застывания, а также коррозионность свинца (присадки). Эти параметры определены не только для каждой группы масел, но и для каждой марки этих групп.
Особую группу составляет моторное масло для паровых турбин, машин и компрессоров. В этих стационарных силовых установках рабочие механизмы (в том числе и в узлах трения) подвергаются активному окислительному воздействию воздуха и высоких температур. Этим эксплуатационным условиям отвечают масла следующих марок: масло цилиндровое 11 легкое, масло цилиндровое 24 легкое, масло цилиндровое 38 тяжелое и цилиндровое 52 тяжелое, масла турбинные Т22, Т30, Т46, Т57 и масла компрессорные КС-19, ХА-23, ХА-30 (последние две марки для холодных компрессоров).
Трансмиссионные масла предназначены для применения в узлах трения агрегатов трансмиссий легковых и грузовых автомобилей, автобусов, тракторов, тепловозов, дорожно-строительных и других машин, а также в различных зубчатых редукторах и червячных передачах промышленного оборудования. Трансмиссионные масла представляют собой базовые масла, легированные различными функциональными присадками: депрессорной, противозадирной, противоизносной, антиокислительной, антикоррозионной, антипенной и др. В качестве базовых компонентов используют минеральные, частично или полностью синтетические масла. Трансмиссионные масла работают в режимах высоких скоростей движения, давлений и широкого диапазона температур. Их пусковые свойства и длительная работоспособность должны обеспечиваться в интервале температур от -60 до +150 °C. Поэтому к трансмиссионным маслам предъявляются довольно жесткие требования. Трансмиссионные масла выполняют следующие функции:
· предотвращают износ, заедание и другие повреждения поверхностей трения;
· снижают потери энергии на трение;
· отводят теплоту от поверхностей трения;
· снижают ударные нагрузки на шестерни, вибрации и шум зубчатых колес;
· защищают от коррозии.
К маслам, используемым в автоматических коробках передач, предъявляются совершенно особые требования, связанные с конструктивными особенностями таких коробок и функциями, которые они выполняют.
Вязкостно-температурные свойства трансмиссионных масел определяются классификацией масел по SAE. Она подразделяет трансмиссионные масла на четыре зимних (70W, 75W, 80W, 85W — чем меньше цифра, тем при более низкой температуре зимой масло сохраняет свою работоспособность) и пять летних (SAE80, SAE85, SAE90, SAE140, SAE250 — чем выше цифра, тем при более высокой температуре масло сохраняет свою работоспособность) классов. Степени вязкости масел SAE80 и SAE85 являются новыми и впервые введены в классификацию в последнее десятилетие. Всесезонные масла обозначаются двойной маркировкой: SAE 80W—90, SAE 85W—90 и т. д. В соответствии с классом вязкости ограничены допустимые пределы кинематической вязкости при +150 °C и отрицательных температурах, при которых динамическая вязкость не превышает 150 Па· с. Эта вязкость считается предельной, так как при ней обеспечивается надежная работа агрегатов трансмиссий.
К антифризам относятся охлаждающие жидкости двигателей. Они предохраняют внутренние стенки двигателей от перегрева, неработающий двигатель от замерзания (в зимнее время), и, кроме того, надежно защищают внутренние полости системы охлаждения от коррозии. Антифризы в своем составе содержат антикоррозионные, антифрикционные и стабилизирующие присадки. Срок службы присадок ограничивает годность антифризов в пределах трех лет или 60 000 км пробега. Диапазоны рабочих температур зависят от концентрации антифриза.
Например, для охлаждающей жидкости Тосол А40м рабочая температура установлена в пределах -40 … +108 °С.
Тормозные жидкости предназначены для гидросистем тормозов и механизмов сцепления. Низкотянущие тормозные жидкости типа БСК вытесняются высококипящими «Томь», «Роса» и др. Срок службы жидкости — до трех лет.
Синтетические масла и жидкости, выпускаемые нефтехимической промышленностью, имеют высокие физико-химические свойства, которыми не обладают естественные (минеральные) смазочные
материалы. Они не замерзают при низких температурах, упруго сжимаются, имеют постоянную вязкость и ряд других ценных свойств. Синтетические масла и жидкости применяются в качестве различных смазочных материалов, амортизаторов и жидких пружин, рабочих тел в приборах и гидравлических системах, а также в теплоносителях и теплообменных аппаратах. Они имеют пределы рабочей температуры 110 … 350 °С. Их добавляют в смазки, в смазочные материалы и технологические жидкости.
Промышленность выпускает несколько марок синтетических жидкостей и масел, которые нашли самое широкое применение как в стационарном, так и в нестационарном оборудовании в качестве смазок.
Итог.
- Подумайте, что вы узнали сегодня на уроке.
- На какие группы делятся смазочные материалы и технические жидкости?
- Что называют вязкостью масла?
- Какое значение имеет буква «W» в классификации масла «10W40»?
- Что означает последняя цифра в классификации «10W40»?
- Для чего предназначена тормозная жидкость?
СПАСИБО ЗА РАБОТУ!