![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Изменение свойств смазочного материала в эксплуатации.Стр 1 из 4Следующая ⇒
Лекция Методы повышения износостойкости деталей и узлов трения машин в эксплуатации. Общие замечания Конструктивное совершенство и высокое качество изготовления и установки машины не гарантируют длительной и безаварийной ее работы. Дополнительным условием является грамотная техническая эксплуатация и целесообразная система ремонтов. Задачами технической эксплуатации машины является обеспечение ее исправного технического состояния и безаварийной работы при надлежащей экономичности. Уровень технической эксплуатации машин определяется установкой их в надлежащем месте, рациональным использованием в соответствии с назначением, квалификацией обслуживающего персонала, постановкой ухода и технического надзора за машинами, организацией смазочного хозяйства. Важной предпосылкой правильного использования и грамотной эксплуатации машины является наличие ее технического описания, правил технической эксплуатации и основных правил техники безопасности при обслуживании машины, альбома чертежей и карты смазывания. Указанную документацию составляют под непосредственным руководством конструктора на основании опыта эксплуатации подобных машин, результатов исследовательских работ, стендовых и эксплуатационных испытаний опытных образцов. Для обеспечения должного уровня технической эксплуатации к самостоятельному управлению машинами и их техническому обслуживанию допускаются лица, пригодные к данной работе по состоянию здоровья, отлично изучившие машины данного типа и получившие соответствующие свидетельства. Цель технического ухода и ремонта – поддерживать работоспособность машины. Но если технический уход представляет собой совокупность мероприятий, направленных на борьбу с износом, то задачей ремонта является ликвидация последствий износа. Изменение свойств смазочного материала в эксплуатации. Смазочный материал при работе стареет, т. е. его первоначальные свойства изменяются в результате физических и химических процессов, которым он подвергается. При эксплуатации происходит испарение преимущественно легких фракций масла; оно засоряется продуктами окисления, полимеризации, конденсации и распада самого масла, загрязняется продуктами износа смазываемых поверхностей и пылью (минеральной, металлической или органической); в двигателях внутреннего сгорания масло, кроме того, загрязняется продуктами неполного сгорания топлива и жидким топливом. В насосах и других машинах не исключается некоторое загрязнение масла иными жидкостями. Физико-химические изменения масел связаны, прежде всего, с их окислением, под которым понимают совокупность химических превращений в масле в присутствии кислорода. Окисление масла происходит в толстом слое (в масляных цистернах, баках, маслопроводах, картерах), в тонком слое (на смазываемых поверхностях) и в туманоподобном виде. При обычных температурах и атмосферном давлении минеральные масла в объеме (в толстом слое) почти не окисляются, при повышении температуры окисление ускоряется: изменение физико-химических свойств масел при температуре 100 °С исчисляется сутками, а при 250 °С – минутами. Скорость окисления значительно изменяется в присутствии металлов, в особенности их оксидов и металлических мыл. Свинец является наиболее сильным катализатором окисления; за ним следует медь и железо. Алюминий почти не оказывает влияния на процесс окисления. Каталитическое действие других металлов слабое, они могут даже тормозить окисление. Наличие воды в масле делает окисление более интенсивным. Основное окисление масла происходит в тонком смазочном слое, где масло подвергается высокому давлению и наибольшему нагреву и где сильнее сказывается каталитическое воздействие некоторых металлов, а также в контакте со стенками маслопроводов. Интенсивное окисление происходит при большой поверхности соприкосновения масла с воздухом, при струйном смазывании или смазывании погружением. Вспенивание масла способствует его окислению; насыщение, воздухом, повышение температуры масла, обводнение в присутствии стали, бронзы, латуни, баббитов и продуктов их износа стимулируют окисление и в объеме. Продуктами окисления масел являются спирты, альдегиды, кетоны, кислоты, сложные эфиры, смолы, асфальтены, карбены и карбоиды. В результате окисления масла изменяется его химический состав; увеличивается содержание в нем исходных смолистых веществ и образуются новые; повышаются плотность и температура вспышки; масло приобретает более темный цвет; увеличивается вязкость, которая может намного превысить исходную в связи с образованием или увеличением содержания в масле асфальтосмолистых веществ. Повышение вязкости усиливает гидродинамическое действие масла и повышает нагрузочную способность смазочного слоя. Однако при этом возрастают потери на перемещение по маслопроводам, а при смазывании погружением – на размешивание. Из-за увеличения внутреннего трения масла может повыситься его средняя температура, что усилит окисление. В двигателях внутреннего сгорания старение масла происходит более интенсивно, чем в других машинах. Масло не только окисляется и обводняется, но и загрязняется топливом и продуктами его окисления и распада. Поэтому плотность и вязкость масла в системе могут увеличиваться, уменьшаться или оставаться без изменения в зависимости от степени окисления масла и степени его разжижения фракциями топлива. Кроме того, в результате окисления масла в нем образуются нафтеновые кислоты, химический состав которых может быть весьма различным. Их образование сопровождается увеличением кислотного числа, так как продукты окисления оказывают каталитическое действие. Сезонные изменения температуры могут заметно влиять на интенсивность окисления масел в системах машин с высокой тепловой нагрузкой. Образующиеся кислоты и смолы, являясь полярными соединениями, улучшают смазочную способность масел в области трения при граничной смазке. Смолистые и углистые вещества, как продукты полимеризации масел при их окислении, выделяются в раздробленном (дисперсном) состоянии. В раздробленном состоянии попадают в масло и продукты износа, а также посторонние механические частицы. Во взвешенном состоянии находится в масле вода. Поэтому работающее масло представляет собой ряд систем с различной степенью дисперсности. Смолы диспергируются до молекул, углистые частицы дают более грубые дисперсные системы. Часть смолистых веществ растворяется в масле, образуя истинные растворы; остальная часть и углистые вещества входят в коллоидный раствор или образуют суспензию (взвесь). Не растворяющиеся в маслах смолы, асфальтены, карбены и карбоиды, к которым присоединяются оксикислоты, могут выпадать из масла в виде осадка; для этого требуется некоторая концентрация этих веществ. Смолистые вещества могут отлагаться и на поверхностях трения. Вода в масле или топливе – одна из основных причин водородного изнашивания деталей. Вода в масле циркуляционной системы транспортных двигателей может стать причиной серьезных неисправностей в зимнее время. Масляные фильтры могут оказаться закупоренными льдом, а масляный насос может прекратить подачу масла вследствие обмерзания сетчатых фильтров. Это относится в первую очередь к автомобильным двигателям, где находящееся в нижнем картере масло подвергается интенсивному охлаждению при движении автомобиля. Этим объясняются нередко наблюдаемые случаи выплавления в холодную погоду подшипников коленчатых валов этих двигателей. На деталях и в смазочной системе механизмов в результате старения масла образуются отложения. В двигателях внутреннего сгорания появляются, кроме того, отложения из продуктов разложения и неполного окисления топлива. Эти отложения не являются полностью углеродистыми, хотя и получили такое наименование. Углеродистые отложения в двигателях разделяются на три вида: нагар, лак и осадки (шлам). Для нагара характерен черный цвет, но он может быть белого, оранжевого, коричневого и других цветов, имея различную структуру – плотную, рыхлую или пластинчатую. Нагарообразование, кроме двигателей, возможно и в других машинах. Если лаковые отложения на поршне могут привести к его перегреву вследствие ухудшения условий теплоотвода и к заклиниванию поршневых колец в канавках поршня, то отложения на рабочей поверхности подшипников можно рассматривать как положительный фактор снижения скорости изнашивания и повышения противозадирной стойкости сопряженной пары. Шлам – это тестообразное или полутвердое вещество от светло-коричневого до черного цвета, состоящее из жидкости и нерастворимых в ней веществ, загущающих ее в эмульсию или суспензию. В смазочной системе шлам состоит из масла, нерастворимых в нем смолистых веществ и других продуктов окисления, воды и твердых частиц в масле. Шлам в картерах автомобильных двигателей состоит на 50...70 % из масла, на 5...15 % из воды, а остальное – топливо, продукты окисления масла и твердые частицы. В состав осадка смазочных систем паровых турбин входят масло, нерастворимые продукты окисления, вода, кремний, окислы железа, меди и цинка, сульфаты и хлориды. Шлам может встречаться в виде отдельных сгустков, плавающих в масле, или, в исключительных случаях, в виде больших комьев. Шламообразование, связанное с интенсивным старением масла, существенно зависит от температуры последнего. Обводнение масла, засорение его механическими частицами, в особенности мельчайшими, являющимися эмульгаторами, частичное или полное засорение сапуна в двигателях внутреннего сгорания способствуют образованию шлама. Накопившийся шлам забивает фильтры, маслоохладители и полости центрифуг, уменьшает пропускную способность масляных каналов. Забивка шламом приемника масляных насосов может полностью нарушить работу смазочной системы. При центробежной очистке масла в полостях шатунных шеек коленчатых валов отделившийся шлам освобождается от жидкой фазы и спрессовывается. Эти отложения могут ограничить ресурс двигателя. Отложения смолистых веществ из рабочей жидкости гидравлических систем на деталях прецизионных золотниковых пар могут привести к временному зависанию золотников или к полному заклиниванию пары.
|