Классификация смазочных масел

 

Прежде, чем перейти к изучению смазочных масел, необходимо напомнить, что существуют трение покоя и трение движения. Последнее подразделяется на трение скольжения и трение качения. Каждый вид трения может осуществляться без смазки (сухое трение) и со смазкой. В зависимости от толщины слоя смазки различают граничное трение и жидкостное или гидродинамическое. Наиболее неблагоприятным является граничный режим трения. Вид жидкостного трения зависит от скорости перемещения контактируемых деталей, толщины зазора или слоя смазочного материала и нагрузки.

Любое смазочное масло представляет собой масляную основу – базовое масло, в которую вводят присадки разного функционального назначения. Существуют два признака классификации смазочных масел:

§ по происхождению (способу получения) масляной основы:

§ нефтяные или минеральные;

§ синтетические;

§ смешанные (в составе в разных соотношениях имеются нефтяные и синтетические компоненты);

§ по назначению (способу применения) товарного масла:

§ моторные;

§ газотурбинные (реактивные);

§ трансмиссионные;

§ индустриальные;

§ другого назначения.

Моторные масла предназначены для поршневых двигателей внутреннего сгорания, газотурбинные – для двигателей внешнего сгорания, трансмиссионные – для цилиндрических, конических, спирально-конических, гипоидных передач, зубчатых редукторов и других трущихся соединений (шарниры и т.д.). Трансмиссионные в свою очередь подразделяют на механические, гидромеханические, гидростатические. Индустриальные масла используют для станков, направляющих скольжения, промышленных редукторов и т.д. Масла другого назначения – это специальные масла, например, компрессорные, холодильные и т.д.

Независимо от области применения все масла выполняют следующие основные функции:

1) уменьшают трение между сопряжёнными деталями;

2) снижают их износ и предотвращают задир;

3) отводят от них тепло;

4) защищают трущиеся детали и другие неизолированные детали от коррозионного воздействия внешней среды.

 

Требования к эксплуатационным свойствам смазочных масел

 

С учётом выполняемых функций требования к маслу определяется его назначением, особенностями его применения и условиями работы машины и механизма. Масло должно обладать:

1. Оптимальными вязкостно-температурными свойствами для облегчения запуска механизма при низких температурах, для снижения износа деталей и уменьшения потерь на трение.

2. Хорошими смазывающими свойствами для обеспечения надёжной смазки на всех режимах работы.

3. Достаточной антиокислительной стойкостью, препятствующей изменению химического состава масла в процессе работы.

4. Хорошими моющими свойствами с целью снижения склонности к образованию отложений.

 

5. Высокими противокоррозионными свойствами по отношению к конструкционным материалам.

6. Удовлетворительными защитными свойствами для предохранения металлов от атмосферной коррозии.

Кроме того, масло должно: обладать низкой испаряемостью, малой пенообразующей способностью; не оказывать отрицательное воздействие на уплотнительные материалы; быть нетоксичным; не подвергаться биоповреждениям; не изменять своих свойств при хранении и транспортировке; легко транспортироваться и перекачиваться.

Из перечисленных свойств общими для всех групп масел являются смазочные, вязкостно-температурные, антиокислительные. В то же время другие, например, моющие, противопенные, характерны для масел определённого назначения. Ряд свойств являются основными только в определённых условиях применения, например, биостойкость важна при использовании масел во влажной атмосфере тропического климата.

 

Состав смазочных масел

 

Нефтяные или минеральные масла заменили в своё время масла растительного и животного происхождения, благодаря работам Петрова Н.П. Синтетические масла используют в специфических, экстремальных условиях эксплуатации, где одновременно существуют повышенные требования к низко и высокотемпературным свойствам. Синтетические масла обладают хорошей способностью сохранять подвижность (без потери текучести) при низких отрицательных температурах (-35...-40⁰ С и ниже) и выдерживать без заметного разложения и испарения высокие температуры. В качестве синтетических базовых масел используют поли- олефины, диэфиры, полиолы и диалкил бензолы.

Кроме того, как вы уже знаете, применяют полусинтетические или точнее смешанные масла, представляющие собой смесь нефтяного и синтетического компонентов.

Для придания маслу требуемого уровня качества в них вводят присадки разного функционального назначения. В качестве присадок используют органические соединения с разными функциональными группами. Присадки делят на беззольные, не содержащие в своём составе металла, и зольные, в состав которых входит металл. Как правило, смазочное масло содержит две и более присадок разных типов. Многие присадки являются многофункциональными, т.е. обладают одновременно несколькими свойствами. Отечественные товарные присадки можно условно объединить в группы по преимущественному назначению:

- антифрикционные;

- противоизносные и противозадирные;

- вязкостные,

- противокоррозионные и защитные;

- антиокислительные;

- моющедиспергирующие;

- депрессорные;

- антипенные.

В качестве антифрикционных, противоизносных и противозадирных присадок к смазочным маслам используют в основном соединения, в состав которых входят такие активные элементы как сера, хлор и фосфор. Среди серосодержащих присадок широкое распространение получили сульфиды, дисульфиды и их производные. К числу таких присадок относятся присадки ОТП (осернённые тетрамеры пропилена), АБС-2 (алкилбензил дисульфид).

Наиболее распространённой фосфорсодержащей присадкой является ТКФ (трикрезилфосфат).

К числу хлорсодержащих присадок относится совол – смесь пента- и тетрахлориддифенила.

Вместе с тем используют противоизносные и противозадирные присадки, в состав которых входят несколько активных элементов: ЛЗ-309/2, Хлорэф-40 и др.

В качестве загущающих (вязкостных) присадок применяют полиизобутилен, полиметакрилат, винипол.

Самой распространённой противокоррозионной присадкой является бензотриазол. К числу ингибиторов коррозии анодного действия относятся присадки КСК, сулин и др., катодного - БМП-А, СИМ и др., экранирующего - КАП-25, эфиры и др.

К беззольным антиокислительным присадкам относятся соединения фенольного и аминного типов: фенольные - НГ-2246, аминные - дифениламин.

В качестве зольных антиокислительных присадок используют дитиофосфаты различных металлов: ДФ-11, ВНИИ НП-354, МНИ ИП-22к, ИНХП-21 и др.

Моющедиспергирующие присадки можно условно разделить на моющие и диспергирующие. К моющим относят с ульфонаты, феноляты, салицилаты различных металлов, например, сульфонаты кальция ПМС.

Присадки алкилфенольного типа - это ЦИАТИМ-339 - дисульфидалкилфенолят бария, БФКу и ВНИИ НП-360.

Из алкилсалицилатных присадок распространёнными являются АСК (алкилсалицилат кальция), АСБ (алкилсалицилат бария) и МАСК (многозольный алкилсалицилат кальция.

К диспергирующим присадкам относят суциимиды: С-5А (амидопроизводные янтарной кислоты).

Наиболее распространёнными депрессорными присадками, снижающими температуру застывания масел, являются АЗНИИ-ЦИАТИМ-1 и ПМА «Д», а противопенной ПМС-200А.

Отнесение отдельных присадок к той или иной группе по функциональным свойствам, как уже отмечалось, условно из-за их полифункциональности. Например, присадка ДФ-11 обладает не только антиокислительным действием, но и проявляет противоизносные и противозадирные свойства. Присадка МНИ ИП-22к, кроме указанных свойств (антиокислительная), обладает моющими свойствами.

В настоящее время создают композиции присадок сочетающих оптимальные соотношения функций. Например, комбинированные ингибиторы коррозии ИНГА-2, НГ-107М.