Классификация и свойства трансмиссионных масел Масла, служащие для смазывания коробок передач, раздаточных коробок, дифференциалов, механизмов рулевого управления, представляющих собой зубчатые передачи – цилиндрические, конические, червячные, гипоидные и другие, называются трансмиссионными. В первую очередь, масла этого типа должны обладать хорошими противоизносные, противозадирные и противопиттинговыми свойствами, характеризоваться пологой вязкостно-температурной кривой, низкой температурой застывания, обладать хорошей термической и термоокислительной стабильностью, а также высокой стабильностью при хранении, минимально воздействовать на резинотехнические уплотнительные материалы, не допуская их разрушения, иметь хорошие антикоррозионные свойства, не содержать механические примеси и воду. Противоизносные и противозадирные свойства – основная характеристика трансмиссионных масел. Масла с такими свойствами обладают высокой смазывающей способностью, при которой на трущихся поверхностях зубьев шестерен создается прочная пленка, предотвращающая сваривание и задирание микронеровностей. Эта способность определяется наличием поверхностно-активных веществ, содержащихся в наибольшем количестве в остаточных нефтепродуктах, из которых получают трансмиссионные масла. Кроме того, для повышения противозадирных свойств в масла вводят специальные присадки, содержащие соединения хлора, фосфора, серы и цинка. Эти вещества при большом давлении и высокой температуре образуют пленки оксидов, предохраняющие металл от схватывания в точках контакта. В качестве противоизносных присадок в трансмиссионных маслах широко применяются: ЛЗ-23К – дибутилксантат этилена с 38-41% серы; ОТП – осерненный тетрамер пропилена с 20% серы; ЭФО – продукт взаимодействия экстракта фенольной очистки остаточных масел с пятисернистым фосфором. Эти присадки добавляют к маслам в количестве до 5 %. Трансмиссионное масло не должно вспениваться, потому что пузырьки воздуха ухудшают его противоизносные и противозадирные качества. Температура застывания характеризует пригодность трансмиссионного масла для применения в зимних условиях. Для понижения температуры застывания применяются различные присадки-депрессоры, которые добавляют в масло в количестве 0,2 … 0,5 %.
Противокоррозионные свойства трансмиссионных масел обусловливаются отсутствием в них водорастворимых кислот и щелочей. Согласно ГОСТ 17479.2–85 трансмиссионные масла разбиваются на классы по вязкости и в зависимости от эксплуатационных свойств их подразделяют на пять групп, определяющих области их применения. Ниже приведено соответствие классификации по действующему ГОСТ с ранее использовавшимся стандартом. Таблица 1.4 Обозначение трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2–85 | ГОСТ 17479.2-85 | Принятое ранее обозначение | | ТМ-2-18 | ТСП-15 | | ТМ-3-9 | ТСП-10 | | ТМ-3-18 | ТАП-15В; ТСП-15К | | ТМ-4-9 | ТСЗ-9ГИП | | ТМ-4-18 | ТСП-14ГИП | | ТМ-5-12З (рк) | ТЭ5-12рк | | ТМ-5-18 | ТАД-17И | Классы вязкости трансмиссионных масел представлены в таблице ниже. Таблица 1.5 Классы вязкости трансмиссионных масел | Класс вязкости | Кинематическая вязкость при 100˚ C, мм2/сек. | Температура, при которой динамическая вязкость не превышает 150 Па | | 9 | 6-10,99 | -35 | | 12 | 11-13,99 | -26 | | 18 | 14-24,99 | -18 | | 34 | 25-41 | - | В зависимости от эксплуатационных свойств и областей применения, трансмиссионные масла подразделяют на группы.
Таблица 1.6 Группы трансмиссионных масел | Группа | Спецификации | Применение | | 1 | Минеральные масла без присадок | Цилиндрические, конические и червячные передачи, работающие при контактных напряжениях от 900 до 1600 МПа и температуре масла до 90˚ C | | 2 | Минеральные масла с противоизносными присадками | Применение то же, что и в группе 1, но при контактных напряжениях до 2100 МПа и температуре масла до 130˚ C | | 3 | Минеральные масла с противозадирными присадками умеренной эффективности | Цилиндрические, конические и спирально-конические и гипоидные передачи, работающие при контактных напряжениях до 2500 МПа и температуре масла до 150˚ C | | 4 | Минеральные масла с противозадирными присадками высокой эффективности | Цилиндрические, спирально-конические и гипоидные передачи, работающие при контактных напряжениях до 3000 МПа и температуре масла до 150˚ C | | 5 | Минеральные масла с противозадирными присадками высокой эффективности и многофункционального действия, а также универсальные масла | Гипоидные передачи, работающие с ударными нагрузками при контактных напряжениях выше 3000 МПа и температуре масла до 150˚ C | В качестве примера представим обозначение трансмиссионного масла: ТМ-5-12з (рк) – ТМ – трансмиссионное масло, 5 – 5- ой группы, 12 – 12-го класса вязкости, з – загущенное, рк – рабочее-консервационное.
Индустриальные масла Представляют собой дистиллятные нефтяные масла малой и средней вязкости (5-50 мм2/с при 50 °С). Используют главным образом как смазочные масла в узлах трения станков, кузнечно-прессового оборудования, текстильных машин, вентиляторов, насосов и другого оборудования, а также в качестве гидравлических жидкостей, базовых масел для производства пластичных смазок и т.д. Ранее индустриальные масла вырабатывали под названиями "велосит", "швейное масло", "веретенные масла", "машинные масла" и др. Наряду с традиционными индустриальными маслами вырабатывают масла с комплексом присадок (антиокислительной, противоизносной, антикоррозионной и др.) – так называемые масла серий ИГП (гидравлические), ИРП (редукторные), ИСП (для направляющих скольжения). Назначение индустриальных масел - обеспечить снижение трения и износа деталей металлорежущих станков, прессов, прокатных станов и другого промышленного оборудования. Одновременно, индустриальные масла должны отводить тепло от узлов трения, защищать детали от коррозии, очищать поверхности трения от загрязнения, быть уплотняющим средством, не допускать образования пены при контакте с воздухом, предотвращать образование стойких эмульсий с водой или быть способными эмульгировать, хорошо фильтроваться через фильтрующие элементы, быть нетоксичными, не иметь неприятного запаха и т.д. В условиях применения смазочные масла подвергаются воздействию высоких температур и давлений, контактируют с различными металлами, воздухом, водой и различными агрессивными средами. Поэтому в период эксплуатации они окисляются - повышается вязкость, кислотное число, коррозионная активность, засоряются продуктами износа - усиливается абразивный износ, ухудшается фильтрование, появляются продукты деструкции - понижается вязкость, температура вспышки, появляется вода и др. Свойства основных типов индустриальных масел представлены в таблице ниже.
Таблица 1.7 Свойства основных марок индустриальных масел | Параметр | ИГП-18 | ИГП-30 | ИГП-38 | ИГП-49 | ИГП-72 | | Индекс вязкости, min | 90 | 90 | 90 | 90 | 85 | | Тем-ра вспышки в открытом тигле,°С, min | 180 | 200 | 210 | 215 | 220 | | Тем-ра застывания, °С, max | -15 | -15 | -15 | -15 | -15 | | Зольность, %, max | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | | Кислотное число, мг КОН/1 г, min | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | | Вязкость кинематическая при 40°С,мм2./с, min | 24-30 | 39-50 | 55-65 | 76-85 | 110-125 | | Массовая доля Zn, %, min | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | | Содержание серы, %, max | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | | Параметр | И-20А | ИГП-91 | ИГП-114 | И-40А | И-50А | | Индекс вязкости, min | - | 85 | 85 | - | - | | Тем-ра вспышки в открытом тигле,°С, min | 180 | 225 | 230 | 200 | 215 | | Тем-ра застывания, °С, max | -15 | -15 | -15 | -15 | -15 | | Зольность, %, max | 0,005 | 0,2 | 0,2 | 0,005 | 0,005 | | Кислотное число, мг КОН/1 г, min | 0,03 | 1 | 1 | 0,05 | 0,05 | | Вязкость кинематическая при 40°С,мм2./с, min | 25-35 / 29-35 | 148-165 | 186-205 | 51-75 / 61-75 | 90-110 | | Массовая доля Zn, %, min | - | 0,04 | 0,04 | - | - | | Содержание серы, %, max | 1 | 1 | 1 | 1,1 | 1,1 | Так, масла ИГП-18, ИГП-30, ИГП-38 и ИГП-49 служат рабочими жидкостями в гидравлических системах станков, автоматических линий, прессов. Их используют для смазывания высокоскоростных коробок передач, мало- и средненагруженных редукторов и червячных передач, вариаторов, электромагнитных и зубчатых муфт, подшипниковых узлов, направляющих скольжения и качения и в других узлах и механизмах, где требуются масла с улучшенными антиокислительными и противоизносными свойствами. Масла ИГП-72, ИГП-90, ИГП-114 используют в гидравлических системах тяжелого прессового оборудования и для смазывания шестеренчатых передач, средненагруженных зубчатых и червячных редукторов, в циркуляционных системах смазки различного оборудования. Масла И-20А, И-40А, И-50А дистиллятные или смесь дистиллятных с остаточными из сернистых и малосернистых нефтей селективной очистки. Их употребляют в качестве рабочих жидкостей в гидравлических системах станочного оборудования, автоматических линий, прессов, для смазывания легко- и средненагруженных зубчатых передач, направляющих качения и скольжения станков, где не требуются специальные масла, и других механизмов. Применение масел в тех или иных механизмах зависит от их вязкости: по мере ее увеличения масла используют в более нагруженных и менее быстроходных механизмах.
Гидравлические масла По назначению гидравлические масла делят в соответствии с областью применения: - для летательных аппаратов, мобильной наземной, речной и морской техники; - для гидротормозных и амортизаторных устройств различных машин; - для гидроприводов, гидропередач и циркуляционных масляных систем различных агрегатов, машин и механизмов, составляющих оборудование промышленных предприятий. Основная функция рабочих жидкостей для гидравлических систем - передача механической энергии от ее источника к месту использования с изменением значения или направления приложенной силы. Большинство массовых сортов гидравлических масел вырабатывают на основе хорошо очищенных базовых масел, получаемых из рядовых нефтяных фракций с использованием современных технологических процессов экстракционной и гидрокаталитической очистки. Физико-химические и эксплуатационные свойства современных гидравлических масел значительно улучшаются при введении в них функциональных присадок - антиокислительных, антикоррозионных, противоизносных, антипенных и др. Так, в таблице ниже представлена информация о наиболее распространенных типах гидравлических масел. Таблица 1.8 Свойства гидравлических масел | Показатель | ВМГЗ | Масло веретенное АУ | | Индекс вязкости, min | 160 | | | Тем-ра вспышки в открытом тигле,°С, min | 135 | 165 | | Тем-ра застывания, °С, max | -60 | минус 45 | | Зольность, %, max | 0,2 | 0,005 | | Кислотное число, мг КОН/1 г, min | 0,4-1,0 | 0,07 | | Вязкость кинематическая при 50°С,мм2./с, min | 0,2 | 16-22 при 40 град.С | | Вязкость кинематическая при -40°С,мм2./с, min | 1500 | 20000 | | Цвет на колориметре, ед. ЦНТ, max | 1 | 2,5 |
ВМГ3 Маловязкая низкозастывающая минеральная основа, вырабатываемая посредством гидрокаталического процесса, загущенная полиметакрилатной присадкой. Содержит присадки: противоизносную, антиокислительную, антипенную. Масло предназначено для систем гидропривода и гидроуправления строительных, дорожных, лесозаготовительных, подъемнотранспортных и других машин, работающих на открытом воздухе при температурах в рабочем объеме масла от -40 да +50 С в зависимости от типа гидронасоса. Для северных регионов рекомендуется как всесезонное, а для средней географической зоны - как зимнее. Веретенное масло АУ Получают из малосернистых и сернистых парафинистых нефтей с использованием процессов глубокой селективной очистки фенолом и глубокой депарафинизации. Содержит антиокислительную присадку. Масло обеспечивает работу гидроприводов в диапазоне температур от -(30-35) до +(90-100) С.
Компрессорные масла Это нефтяные или синтетические (кремнийорганические, алкилбензолы, эфиры пентаэритрита и др.) масла, используемые в поршневых и роторных компрессорах для улучшения герметичности камер сжатия, уменьшения трения и износа, отвода теплоты. Вязкость К. м. 7-30 мм2/с при 100 °С, tвсп. 190-275 °С. Они отличаются низкой испаряемостью, высокой термической стабильностью (до 250 °С) и химической стойкостью по отношению к сжимаемым в компрессорах газам (воздух, О2, СО2, С2Н2 и др.), хорошими противоизносными свойствами. К маслам для компрессоров холодильных установок предъявляются особые требования, обусловленные непрерывным контактом компрессорных масел с хладагентом, а также постоянным изменением температуры и давления среды. Вязкость этих масел 11-35 мм3/с при 50 °С, tвсп. 160-225 °С. Нефтяные масла получают обычно селективной, реже кислотно-контактной очисткой масляных дистиллятов. Для улучшения их эксплуатационных свойств вводят антиокислительные, антикоррозийные и депрессорные присадки (0,02-1,0% по массе), иногда масла для придания повышенной морозостойкости загущают полимерными присадками (например, 2-3% полиметилметакрилатов, полиизобутиленов). В зависимости от областей применения и предъявляемых требований выделяют три класса компрессорных масел. - для поршневых и ротационных компрессоров; - для турбокомпрессорных машин; - для холодильных компрессоров. Основные выделенные нами марки компрессорных масел (в том числе, холодильных компрессорных): ВМ-4, КС-19, ХФ-22-44, К-2-24, КЗ-10Н. Так, в таблице ниже представлены основные свойства масел указанных марок.
Таблица 1.9 Свойства основных марок компрессорных масел | Параметр | К-2-24 | КС-19 | ВМ-4 | | Вязкость кинематическая при 100°С,мм2/с | 21-25 | 18-22 | 8-11 | | Индекс вязкости, min | 82 | 92 | - | | Тем-ра вспышки в открытом тигле,°С, min | 270 | 260 | 205 (в закрытом тигле) | | Тем-ра застывания, °С, max | минус 10 | -15 | -15 | | Зольность, %, max | базового масла 0,06 | 0,005 | - | | Кислотное число, мг КОН/1 г, min | 0,35 | 0,02 | 0,2 | | Коксуемость %, max | 0,5 | 0,5 | 0,2 | | Цвет на колориметре, ед. ЦНТ, max | 7,5 | 7 | 7 | | Массовая доля серы, %, max | 0,5 | 1 | 0 | | Параметр | ХФ-22-24 | ХА-30 | ХС-40 | | Вязкость кинематическая при 50°С,мм2/с | 24,5-28,4 | 28-32 | 37-42 | | Тем-ра вспышки в открытом тигле,°С, min | 130 | 185 | 200 | | Тем-ра застывания (в растворе хладона 12), °С, max | -55 | -38-40 | -50-55 | | Зольность, %, max | - | 0,004 | 0,02 | | Кислотное число, мг КОН/1 г, min | 0,04 | 0,05 | 0,02 | |
