Пластичные в классификации смазочных веществ находятся между твердыми и жидкими смазками. Они представляют из себя двухкомпонентную систему: жидкое масло (обычно до 90 %), загустители и добавки. Эти загустители, называемые металлическим мылом, имеют специфический молекулярный каркас-решетку, хорошо впитывающую и удерживающую масло.
Свое применение пластичные смазки нашли в тех узлах трения, в которых нельзя создать принудительную циркуляцию или сделать это затруднительно. Благодаря загустителям они надежно удерживаются на поверхностях пар трения и, в некоторых случаях, обеспечивают дополнительную герметизацию.
Регламентируются данные смазки по ГОСТ 23258-78 “Смазки пластичные. Наименование и обозначение”.
Состав пластичной смазки
Как было упомянуто выше, пластичная смазка состоит из трех компонентов: масло, загуститель, добавка.
Масло (дисперсионная среда) — это основа пластичной смазки, занимающее до 90 % от всей массы. Именно по свойствам дисперсионных сред классифицируют и сами пластичные смазки.
Дисперсионные среды:
- Нефтяное (минеральное) масло:
- жидкие смеси высококипящих (300 — 600 °С) углеродов (алкинафтеновых алкилароматических)
- Синтетические углеводороды: РАО, Ароматические алкилаты
- Кремнийорганические жидкости: олигоорганосилоксаны
- Сложные эфиры
- Галогенуглеродные жидкости
- Фторсилоксаны
- Перфторалкилполиэфиры
- Прочие масла
Загуститель — основной элемент, придающий свойство пластичности и малой текущести пластичной смазки. Он занимает до 20 % от массы смазки:
- металличесие мыла: литий, кальций, натрий
- комплексные мыла
- неорганические загустители: бентонитовая глина, силикагель
- синтетические загустители: полимочевина,пертетрафторэтилен
Добавки в пластичных смазках применяют для улучшения эксплуатационных свойств. Их подразделяют на три группы:
- присадки — улучшают свойства базовых масел
- наполнители — улучшают герметизирующие и антифрикционные свойства
- модификаторы структуры — формируют более эластичную структуру смазки
В общем случае используют следующие добавки:
- Графит: аллотропная модификация углерода
- Дисульфид молибдена
- Порошок свинца, меди, цинка
- Другие твердые добавки
Свойства пластичных смазок
Классификация и применение пластичных смазок
В настоящее время не существует единой классификации пластичных смазок. ГОСТ 23258-78 подразумевает их классификацию по свойствам и области применения.
Антифрикционные пластичные смазки используют для снижения износа и трения скольжения в парах трения. В рамках этой группы, разделяют на подгруппы:
Общего назначения для обычных температур:
- Солидол С ГОСТ 4336-76
- Солидол Ж (Люкс) ГОСТ 1033-79
- Пресс-Солидол С (Ж) ГОСТ 4336-76
- Смазка графитная УСсА ГОСТ 3333-80
Область применения : Узлы трения (шарниры, винтовые и цепные передачи, тихоходные шестеренчатые редукторы) с рабочей температурой до 70 °С
Общего назначения для повышенных температур:
- Азмол 1-13
- Консталин -1 ГОСТ 1957-73
- Консталин — 2 ГОСТ 1957-73
Область применения : та же, что и у смазок пластичных общего назначения, за исключением рабочей температуры — до 150 °С
Термостойкие пластичные смазки:
- Циатим 221 ГОСТ 9433-80
Область применения : Данная смазка применяется в смазке подшипников качения электромашин (до 10000 об/мин). Несмотря на нерастворимость в воде, довольно гигроскопична. Используется в диапазоне температур от — 60 до 150 °С.
Морозостойкие пластичные смазки:
- ЦИАТИМ — 201 ГОСТ 6267-74
- ЦИАТИМ — 203 ГОСТ 8773-73
- МС-70 — ГОСТ 9762-76
- ГОИ-54п ГОСТ 3276-89
Область применения : Применяются в узлах трения при рабочей температуре ниже -40 °С. Имеет очень высокую водостойкость, химическую и коллоидную стабильность, противоизносные характеристики.
Противозадирные и противоизносные пластичные смазки:
- фиол-2М
- ВНИИНП-232 ГОСТ 14068-79
- ВНИИНП-225 ГОСТ 19782
- ЛС-1П
- Свинцоль-01
- Свинцоль-02
Область применения : Смазки используются в тяжело нагруженных узлах трения для предотвращения схватывания сопряженных поверхностей деталей (подшипники качения при контактных напряжениях более 2500 МПа и подшипники скольжения при удельных нагрузках более 150 МПа).
Химически стойкие пластичные смазки:
- Силикагелевые (ВНИИНП-287, ВНИИНП-294, ВНИИНП-295)
- Галогенуглеродные (Смазка № 8, 10-ОКФ, Зф)
- Перфторалкилполиэфирные (СК-2-06, ВНИИНП-283, ЩИПС-02)
Область применения : Химическое производство, где возможен контакт смазок с агрессивными средами.
Приборные пластичные смазки:
- Для узлов приборов общего назначения (Циатим-201, ОКБ-122-7,ВНИИНП-223, ВНИИНП-228, ВНИИНП-257, ВНИИНП-258, ВНИИНП-260, ВНИИНП-270, ВНИИНП-271, ВНИИНП-274, ВНИИНП-286, ВНИИНП-293, ВНИИНП-299)
- Для электромеханических приборов (ОКБ-122-7 ГОСт 18179-72, ОКБ-122-7-5, ЦИАТИМ-202)
- Гироскопические (ВНИИНП-223 ГОСТ 12030-66, ВНИИНП-228 ГОСТ 12330-77, ВНИИНП-260 ГОСТ 19832-74)
- Часовые и телефонные (РС-1 ГОСТ 21532-76, ЛПИ-7)
- Оптические (ГОИ-54п, ПВК, ЦИАТИМ-221, ЦИАТИМ-203, ЦИАТИМ-201, ОКБ-122-7, ОКБ-122-7-5, АЦ-1, АЦ-2, АЦ-3, Крон I, III, СОТ, 2 СК, 3 СК, 4 СК, МЗ-5, Орион, ВНИИНП-299)
Область применения : Применяются для приборов точных механизмов.
Редукторные (трансмиссионные) пластичные смазки:
- СТП-1,2,3
- Циатим-208 ГОСТ 16422-79
Область применения : Применяются в зубчатых и винтовых передачах всех видов.
Консервационные (защитные) смазки применяют для защиты поверхностей от коррозии при консервации станков, машин, механизмов. Применяют при температурах от — 50 до + 50 °С:
- ПВК (пушечная) ГОСТ 19537-83
- УНЗ ВТ (вазелин технический)
- ВТВ-1 (вазелин технический волокнистый)
- ВНИИСТ-2
- ПП-Э5/5 ГОСТ 4113-78
- 3/10Э ГОСТ 15975-70
Область применения : Применяют для механизмов всех видов за исключением стальных канатов и специальных случаев.
Канатные пластичные смазки используются для предотвращения коррозии и износа стальных канатов. Обладают хорошей водостойкостью, адгезией к металлу. Имеют диапазон рабочих температур от — 25 до +50 °С:
- Смазка Канатная 39У
- Торсиол-35 Б
- Торсиол 35-Э
- Торсиол-55
Область применения : Обработка стальных канатов и тросов, органических сердечников стальных канатов.
Уплотнительные пластичные смазки используются для герметизации зазоров, облегчения сборки и разборки арматуры, сальниковых устройств:
- Р-113
- Р-402
- Р-416
- Резьбол
Область применения : Применяются в узлах, требующих точного и неподвижного сопряжения.
, проявляющие в зависимости от нагрузки свойства жидкости или твёрдого тела. При малых нагрузках они сохраняют свою форму, не стекают с вертикальных поверхностей и удерживаются в негерметизированных узлах трения. П. с. состоят из жидкого масла, твёрдого загустителя, присадок и добавок. Частицы загустителя в составе П. с., имеющие коллоидные размеры, образуют структурный каркас, в ячейках которого удерживается дисперсионная среда (масло). Благодаря этому П. с. начинают деформироваться подобно аномально-вязкой жидкости только при нагрузках, превышающих предел прочности П. с. (обычно 0,1-2 кн/м 2 , или 1-20 гс/см 2 ). Сразу после прекращения деформирования связи структурного каркаса восстанавливаются и смазка вновь приобретает свойства твёрдого тела. Это позволяет упростить конструкцию и снизить вес узлов трения, предотвращает загрязнение окружающей среды. Сроки смены П. с. больше, чем смазочных материалов. В современных механизмах П. с. часто не меняют в течение всего срока их службы. Промышленность СССР в 1974 выпускала около 150 сортов П. с. Их мировое производство составляет около 1 млн. т в год (3,5% выпуска всех смазочных материалов).П. с. получают, вводя в нефтяные, реже синтетические, масла 5-30 (обычно 10-20) % твёрдого загустителя. Процесс производства периодический. В варочных котлах готовят расплав загустителя в масле. При охлаждении загуститель кристаллизуется в виде сетки мелких волокон. Загустители с температурой плавления выше 200-300 °С диспергируют в масле при помощи гомогенизаторов, например коллоидных мельниц. При изготовлении в состав некоторых П. с. вводят Присадки (антиокислительные, антикоррозионные, противозадирные и др.) или твёрдые добавки (антифрикционные, герметизирующие).
П. с. классифицируют по типу загустителя и по области применения. Наиболее распространены мыльные П. с., загущенные кальциевыми, литиевыми, натриевыми мылами высших жирных кислот. Гидратированные кальциевые П. с. (солидолы) работоспособны до 60-80 °С, натриевые до 110 °С, литиевые и комплексные кальциевые до 120-140 °С. На долю углеводородных П. с., загущаемых парафином и церезином, приходится 10-15% всего выпуска П. с. Они имеют низкую температуру плавления (50-65 °С) и используются в основном для консервации металлоизделий.
В зависимости от назначения и области применения различают следующие типы П. с. Антифрикционные, снижающие трение скольжения и уменьшающие износ. Их применяют в подшипниках качения и скольжения, шарнирах, зубчатых и цепных передачах индустриальных механизмов, приборов, транспортных, с.-х. и др. машин. Консервационные, предотвращающие коррозию металлоизделий. В отличие от др. покрытий (окраска, хромирование) они легко удаляются с трущихся и др. поверхностей при расконсервировании механизма. К уплотнительным П. с. относятся арматурные (для герметизации прямоточных задвижек, пробковых кранов), резьбовые (для предотвращения заедания тяжелонагруженных или высокотемпературных резьбовых пар), вакуумные (для герметизации подвижных вакуумных соединений).
Лит.: Бонер К. Дж., Производство и применение консистентных смазок, пер. с англ., М., 1958; Синицын В. В., Подбор и применение пластичных смазок, 2 изд., М., 1974; Фукс И. Г., Пластичные смазки, М., 1972.
В. В. Синицын.
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Смотреть что такое "Пластичные смазки" в других словарях:
- (консистентные смазки) мазеобразные смазочные материалы, получаемые введением в жидкие нефтяные или синтетические масла твердого загустителя (мыла, парафина, силикагеля, сажи и др.). При нагрузках, меньших предела прочности (обычно 0,1 0,5 кПа),… … Большой Энциклопедический словарь
- (grease) – это трехкомпонентная коллоидная система, состоящая из базового масла (дисперсионной среды), загустителя (дисперсной фазы) и модификаторов – маслорастворимых присадок, наполнителей и др., например, литол, солидол. EdwART. Словарь… … Автомобильный словарь
- (консистентные смазки), мазеобразные смазочные материалы, получаемые введением в жидкие нефтяные или синтетические масла твёрдого загустителя (мыла, парафина, силикагеля, сажи и др.). При нагрузках, меньших предела прочности (обычно 0,1 0,5 кПа) … Энциклопедический словарь
- (консистентные смазки, от лат. consisto состою, застываю, густею), мазе или пастообразные смазочные материалы, получаемые введением твердых загустителей в жидкие нефтяные или синтетич. масла и их смеси. Как правило, П. с. (в литературе их для… … Химическая энциклопедия
Высоковязкие мази, получаемые путём загущения нефт. или синтетич. масел мылами, твёрдыми углеводородами, органич. пигментами и др. продуктами; применяются гл. обр. для смазывания трущихся соединений механизмов, когда непрерывная подача жидкой… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Смазки консервационные - вещества для антикоррозионной защиты металлических изделии п деталей машии. Смазки различного типа широко используются при хранении военной техники. Наибольшее распространение получили С. к. жидкие и С. к. пластичные. Пластичные смазки, кроме… … Словарь военных терминов - пластичные смазки, предназначенные для герметизации зазоров в механизмах и оборудовании, уменьшения трения и износа деталей, предотвращения задира и схватывания трущихся пов стей. У. с. чаще всего используют в сальниковых уплотнениях насосов,… … Химическая энциклопедия
Пластичные смазки для уменьшения и предотвращения износа трущихся деталей, снижения трения скольжения. Для приготовления А. с. используют гл. обр. нефтяные масла малой и средней вязкости (v50 от 20 до 50 мм 2/с, где v50 кинематич. вязкость при 50 … Химическая энциклопедия
Пластические смазки – материалы представляющие смесь смазочного масла и твёрдого вещества загустителя для образования структурного каркаса.
По назначению можно выделить две основные функции пластических смазок: уменьшение износа и защиту деталей от коррозии.
В соответствии с классификацией по назначению предусмотрено четыре группы пластических смазок: антифрикционные, консервационные, уплотнительные и канатные. По составу смазки, в зависимости от типа загустителя делятся на углеводородные, мыльные, неорганические и органические.
По сравнению с жидкими смазочными материалами (маслами) смазки обладают рядом преимуществ, уступая им в то же время по некоторым свойствам.
Преимуществами смазок перед маслами являются:
– хорошее удержание на наклонных и вертикальных поверхностях;
– меньшее изменение вязкости в зависимости от температуры;
– лучшие показатели противоизносных и противозадирных свойств;
– лучшая защита металлических поверхностей от коррозионного воздействия внешней среды;
– высокая герметичность узлов трения, предохранение их от проникновения нежелательных продуктов;
– более надёжная и эффективная работа в жестких условиях эксплуатации при одновременном воздействии высоких температур, давлений, ударных нагрузок, переменном режиме скоростей и так далее;
– экономичность в применении благодаря более продолжительной работоспособности, меньшему расходу и меньшим затратам на обслуживание техники.
К недостаткам смазок следует отнести отсутствие отвода тепла от смазываемых деталей, более сложную систему подачи пластической смазки к узлу трения и низкую стабильность мыльных смазок к окислению.
Маркировка пластических смазок характеризует их назначение состав и свойства (Таблица 4.2).
Она состоит из пяти буквенных и цифровых индексов, расположенных в порядке, указывающем подгруппу классификации, загуститель, рекомендуемый (условный) температурный режим применения, дисперсную среду, консистенцию смазки.
Таблица 4.2. – Подгруппы пластических смазок
| Буква | Назначение | Буква | Назначение |
| С | Общего назначения для обычных температур (солидолы) | Т | Редукторные трансмиссионные |
| О | Общего назначения для повышенных температур | Д | Приработочные (графитовые и другие) |
| М | Многоцелевые | У | Узкоспециальные (отраслевые) |
| Ж | Термостойкие | Б | Брикетные |
| Н | Морозостойкие | З | Консервационные |
| И | Противоизносные и противозадирные | К | Канатные |
| Х | Химически стойкие | А | Арматурные |
| П | Приборные | Р | Резьбовые |
| В | Вакуумные |
Рекомендуемый температурный режим применения обозначают округленно до 10°С дробью. В числителе уменьшенная в 10 раз минимальная температура без знака минус, а в знаменателе, также уменьшенная в 10 раз максимальная температура без знака плюс.
Пример: СКа 2/8 – 2:
С – смазка общего назначения;
Ка – загущена кальциевым мылолм;
2/8 – температурный режим от –20 до +80°С;
2 – пенетрация 265-295 при 25°С.
Тугоплавкие смазки и солидолы заменяют по пенетрации, температуре каплепадения и основе. Заменяющая смазка должна иметь пенетрацию не выше, а температуру каплепадения не ниже, чем у заменяемой смазки.
Рабочие жидкости
Требования к рабочим жидкостям, используемым в гидросистемах, отличаются от требований к смазочным маслам, так как они служат передатчиком энергии от двигателя к рабочим органам и одновременно должны смазывать и охлаждать движущиеся детали гидросистемы. Большие давления в гидросистеме (35 МПа) и большой перепад рабочих температур (–60°..+50°С) предъявляют определённые требования к гидравлическим жидкостям.
Рабочие жидкости для гидросистем должны:
– обладать высокими смазывающими и антикоррозионными свойствами;
– иметь высокую противопенную стойкость;
– иметь низкую температуру застывания;
– обладать достаточной вязкостью;
– обеспечивать минимальные потери (утечки при высоких температурах и минимальные потери давления при низких температурах);
– обладать совместимостью с материалами гидросистемы;
– не взаимодействовать с заменяемой жидкостью;
– быть долговечными, экономичными и недефицитными.
Рабочие жидкости в зависимости от эксплуатационных свойств делятся на группы, каждая из которых разделяется на классы по кинематической вязкости.
Таблица 4.3. – Группы гидравлических масел по эксплуатационным свойствам
Условные обозначения рабочих гидрожидкостей включает буквы и цифры:
· Первая группа знаков – МГ (минеральные гидравлические;
· Вторая группа знаков – цифры, обозначающие класс кинематической вязкости;
· Третья группа знаков обозначается буквами и указывает принадлежность к группе по эксплуатационным свойствам.
Пример обозначения: МГ – 15 – В.
Изучить самостоятельно тормозные и охлаждающие жидкости.
Лекция 5
СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАДАННОГО УРОВНЯ
ДОЛГОВЕЧНОСТИ И БЕЗОТКАЗНОСТИ МАШИН
ТРЕБОВАНИЯ К НАДЕЖНОСТИ МАШИН
Для потребителей дорожных машин, как и многих технических объектов, важнейшим показателем является сокращение суммарных затрат на их приобретение и поддержание в технически исправном состоянии. В связи, с этим приведенные затраты рассматривают совместно.
Повышение надежности не может являться самоцелью и используется для снижения суммарных затрат перераспределением составляющих между сферами производства и эксплуатации. По мере повышения надежности затраты на производство машин растут, а на ремонты и обслуживание в процессе использования снижаются. При недостаточной надежности будет обратное соотношение. На современном этапе развития техники можно изготовлять машины с любой, в том числе и самой высокой, надежностью. Однако это может привести к чрезмерно большим затратам в производстве, не соответствующим снижению затрат в эксплуатации.
Надежность в конечном итоге оценивают соотношением затрат на производство объекта и поддержание его в технически исправном состоянии. Это соотношение анализируют одновременно с суммарными затратами и с учетом других показателей, оно может рассматриваться как уровень надежности.
Для выбора оптимального уровня надежности принят критерий, удельные приведенные затраты с уд :
где С – затраты на производство (изготовление) машины и поддержание её в технически исправном состоянии;
П – производительность объекта.
В этом случае возможны два варианта:
1) Для народного хозяйства общим критерием является максимум производительности П при требуемом приемлемом уровне затрат С.
2)Или минимум затрат С при требуемой производительности П.
Поскольку строительные объемы должны быть выполнены, обеспечим производительность машин условно постоянной и будем минимизировать затраты с уд в удельном исчислении (то есть будем рассматривать второй вариант).
Уровень надежности, представляющий собой отношение затрат на приобретение и поддержание в работоспособном (исправном) состоянии, необходимо находить за определенную наработку t, так как t влияет на затраты, связанные с поддержанием надежности. Примем за наработку ресурс до капитального ремонта t p – ресурс от начала эксплуатации до первого капитального ремонта. Будем иметь в виду, что одновременно с уровнем надежности необходимо выявить ресурс t p машины, а его определяют по критерию снижения эффективности.
С учетом сделанных предпосылок преобразуем соотношение (5.1). Если рассматривать производительность П как функцию только надежности машины, то П зависит в основном от коэффициента К т. и технического использования. Поскольку по мере увеличения наработки коэффициент К т . и уменьшается, необходимо вводить резерв для обеспечения прежней производительности, что связано с затратами c npo ст (t) на приобретение (изготовление) дополнительного числа машин, компенсирующих простои.
Если принять за меру измерения максимально возможную производительность машины стоимостью С о и ресурсом t p в данных условиях, характеризуемую с позиций надежности максимальным коэффициентом технического использования К т.и max . , то затраты на компенсацию простоев
(5.2)
где К т.и .(t) – средний коэффициент за наработку t.
Удельные затраты на приобретение прямо пропорциональны стоимости машины (без остаточной стоимости при списании и стоимости шин) С о и обратно пропорциональны общей производительности или общей наработке t. Следует иметь в виду, что все показатели, влияющие на производительность, кроме t в данном случае надо принимать постоянными. Следовательно, средние удельные затраты на приобретение (изготовление)
Поддержание надежности связано со стоимостями, во-первых, устранения отказов и неисправностей, частота появления которых меняется в зависимости от общей наработки (переменные затраты), и, во-вторых, проведения регулярных работ, например, таких, как смазочные (постоянные затраты). Первые из перечисленных затрат превалируют.
Переменные затраты с п. н (t ) являются функцией наработки t и зависят от стоимости запасных частей с з. ч и материалов с м трудовых затрат на устранение отказов с тр, а также от соответствующей части косвенных расходов. Потери от простоев с прост (t) также учитывают при определении с п.н (t ).
Учитывая сделанные предпосылки, критерий можно записать в виде
(5.4)
где с пн.ср.общ (t ) – общие средние удельные затраты на устранение отказов и неисправностей и на техническое обслуживание,
где с пн.ср (t) – средние удельные затраты на устранение отказов и неисправностей;
с т.о – затраты на техническое обслуживание.
Сформулируем теперь рассматриваемый критерий в окончательном виде. За критерий оптимизации принимают минимальную сумму средних удельных затрат на изготовление (приобретение) машин и поддержание их в работоспособном состоянии, обеспечивающем постоянную, максимально возможную в данных условиях производительность.
Соотношение (5.4) описывает средние удельные затраты в сферах производства (первый член) и эксплуатации (второй член). Но экспериментально определить можно не средние, а удельные интервальные затраты на поддержание надежности в эксплуатации
С пн.ин (t)=с з.ч (t) + с тр (t) + с м (t) + с прост (t). (5.6)
Удельные интервальные затраты, описываемые уравнением (5.6), повышаются по мере увеличения наработки, что объясняется характером изменения параметра потока отказов машины, и коэффициента технической готовности как функций наработки.
Наблюдение за эксплуатацией машин позволяет выявить удельные затраты на поддержание надежности по интервалам наработки с пн.ин (t). Закономерность протекания кривой c n н. н (t) как функции общей наработки определяется аппроксимированием этих данных. Для этого используют формулу степенной функции (в тн./ч)
(5.7)
где b – угловой коэффициент, тн/ч n +1 .
На рис. 5.1 соотношение (5.7) отражено кривой 1 показывающей удельные затраты на поддержание надежности при их интервальной оценке. Однако для использования уравнений (5.4) и (5.5) необходимо определить средние удельные затраты с начала эксплуатации.
Для этого определим площадь под кривой 1 на интервале наработки от 0 до t и поделим ее на t :
(5.8)
Рис.5.1. Удельных затрат на приобретение и поддержание надежности от наработки t
Уравнение (5.8) отражено кривой 2 на рис. 5.1. Ее ординаты меньше ординат кривой 1 в 1/(п + 1) раз, что видно из сопоставления соотношений (5.7) (5.8).
Затем отразим кривой 3 средние удельные затраты на приобретение в соответствии с соотношением (5.3).
Средние суммарные удельные затраты (в тн/ч) на приобретение с пр (t) и поддержание надежности с пн.ср (t) определяются уравнением
(5.9)
и кривой 4.
Поскольку затраты с пн. (t) уменьшается, а с пн. ср (t) повышается по мере увеличения наработки t, то имеется наработка, при которой сумма этих затрат минимальна. Эта наработка и является ресурсом, отклонение от которого приводит к повышению удельных затрат.
Для определения минимальных затрат с уд. min , соответствующих оптимальному ресурсу t p , возьмем производную уравнения (5.9) и приравняем ее нулю (вторая производная положительная)
(5.10)
тысч.ч
(5.11)
чем и решается задача определения ресурса по избранному критерию. Однако равенство (5.10) позволяет определить не только ресурс t p ,но и соотношение между затратами на изготовление машины и переменными затратами на поддержание надежности при наработке t = t p .
(5.12)
Правая часть равенства (5.12) отражает суммарные переменные затраты с пн (t p) на поддержание надежности за ресурс t p:
(5.13)
что позволяет использовать равенство (5.12) для нахождения n :
(5.14)
Соотношение (5.14) показывает, что при оптимальном ресурсе t p переменные затраты на поддержание надежности за ту же наработку в п раз меньше стоимости изготовления машины.
В связи с этим можно преобразовать для случая t = t p и с уд = с уд. min уравнения (5.4) и (5.5)
(5.15)
и представить графически (рис. 5.2.) как площади S o суд . min R = А и S otpR = В затраты в производстве и переменные в эксплуатации за ресурс t p .
Отношение этих площадей согласно уравнению (5.14) численно равно п. Чем больше п при прочих равных условиях, тем выше уровень надежности, и наоборот
 |
 |
| |
Рис. 5.2. Затраты на приобретение и поддержание надежности машин
Как показал анализ экспериментальных данных, у моделей машин довоенного выпуска показатель п < 1, послевоенного выпуска п = 1, а текущего производства п = 1,5 с тенденцией увеличения до п = 2.
Уравнение (5.15) позволяет совместно рассматривать п и стоимость объекта С о , выявляя методом последовательного приближения минимальное значение с уд. min . То же относится и к соотношению величин с то, C 0 и с уд. min .
Изменение показателя степени п при t [уравнение (5.7)] приводит к соответствующему изменению соотношения площадей А и В отражающих затраты в производстве и эксплуатации, т. е. изменению уровня надежности. Для увеличения показателя п необходимо снизить затраты на поддержание надежности на наработке от 0 до t < t p .
Это может быть достигнуто увеличением среднего ресурса деталей, лимитирующих надежность, и снижением разброса их ресурса, а также улучшением ремонтопригодности машины, снижающей трудоемкость работ и простои.
Совершенствование показателей долговечности элементов, как правило, повышает затраты на их изготовление. В соответствии с этим увеличивается и стоимость объекта С о . Целесообразность повышения затрат на производство машин проверяют уравнением (5.15) при предварительном выявлении межремонтного ресурса по уравнению (5.11).
Затраты на техническое обслуживание с т. о [уравнение (5.15)] также следует снижать. Но при этом необходимо учитывать, что, во-первых, объем технического обслуживания влияет на скорость изнашивания и, следовательно, на ресурс t p , а во-вторых, снижение с т. о без изменения t p может повысить стоимость машины С о. Проверкой вариантов выявляют оптимальное решение по критерию минимума удельных затрат, что принципиально возможно с использованием электронно-вычислительных машин.
Методика данного расчета, как и вообще сложных инженерных расчетов, связана с применением ряда коэффициентов. Кроме того, прогнозируется эффективность технологических и конструктивных мероприятий, которые отражены в распределениях ресурсов деталей. Поэтому возникает необходимость в опытной эксплуатации и испытаниях, в процессе которых конструкция должна доводится до ранее установленных показателей.
5.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕЖРЕМОНТНОГО РЕСУРСА. УПРАВЛЕНИЕ НАДЕЖНОСТЬЮ МАШИН В ЭКСПЛУАТАЦИИ
Межремонтный ресурс - ресурс между смежными капитальными ремонтами машин. Определяют его принципиально так же, как и ресурс до первого капитального ремонта, но с тем отличием, что стоимость машины С 0 в уравнении (5.11) принимают условно равной стоимости капитального ремонта, что оправдано отсутствием фактических данных по стоимостям машин, направляемым в капитальный ремонт. Межремонтный ресурс меньше, примерно на 20% ресурса до первого капитального ремонта.
Управление надежностью преследует цель полной реализации свойств надежности машин, заложенных при конструировании и обеспеченных производством как новых, так и капитально отремонтированных машин.
Для достижения этого необходимо при регламентированных затратах С пн (t p), определяемых по соотношению (5.13), обеспечить выполнение ресурса по значению не менее t p , рассчитанного по соотношению (5.11). Это требует минимизировать скорость изнашивания деталей и сборочных единиц, что уменьшает удельные затраты на устранение отказов и неисправностей, а следовательно, при одних и тех же суммарных затратах на устранение отказов можно обеспечить больший ресурс t p .
Рис. 5.3. Области допустимых состояний машины
На рис. 5.3 кривые 1 и 4 и ресурс t p отражают результаты подконтрольной эксплуатации и расчетов по аналогии с рис. 5.1. Рассмотрим рис. 5.3 с позиций управления. Под кривой 1 находится пространство (плоскость) возможных состояний управляемой системы – надежности машины, а область допустимых состояний – заштрихованная площадь соответствует затратам С пн (t p).
Основная задача управления заключается в таком воздействии на управляемую систему, чтобы отражающая ее точка не находилась выше кривой 1 , т. е. не занимала положение, показанное кривой 1" , так как в этом случае регламентированные затраты С пн (t p ) будут исчерпаны за ресурс t" p и t" p < t р (заштрихованные площади равны), а суммарные удельные затраты с" уд. min > с уд. min
Последующая задача управления заключается в минимизации ординат отражающей точки. В результате получим кривую 1" и t" p , при этом t" p > t p и c" y д min < с уд min , a площадь под кривой 1", ограниченная абсциссой t" p , вновь будет численно равна С пн (t р ). Для решения этой задачи требуется минимизировать угловой коэффициент b в соотношении (5.7). При этом имеется в виду, что уровень надежности п = const.
Для решения рассмотренных задач необходима информация о состоянии управляемой системы.
В интересах точности желательно располагать систематической информацией о расходе средств на каждую машину по всем составляющим уравнения (5.6). Это практически сложно или даже невозможно.
В реальных условиях эксплуатации в достаточно полной мере учету поддаются лишь затраты на запасные части. Точность и достоверность информации здесь обеспечиваются бухгалтерским учетом. Но именно запасные части, как правило, лимитируют техническое состояние машин. Существует тесная связь (коэффициент корреляции r>= 0,7 ) между затратами на запасные части и поочередно трудовыми затратами А, затратами на материалы В и компенсацию простоев С. Поэтому критерием, характеризующим нормальное использование ресурса, можно считать расход запасных частей как функцию наработки.
Поэтому для управления процессом использования ресурса следует рассчитывать суммарные стоимости С з.ч (t р ) за ресурс и удельные расходы запасных частей с з.ч (t р) по интервалам наработки и рассматривать их в качестве норматива. С учетом сделанных предпосылок преобразуем уравнение (5.6)
с пн. ин (t) = C з. ч + C тр + C м + C прост = C з. ч (1 + A +B + C), (5.16)
затем уравнение (5.12)
(5.17)
и, на конец, уравнение (5.7)
(5.18)
Затем фактические расходы, информация о которых должна быть систематической (например, ежеквартальной), необходимо сопоставить с расчетными нормативными данными по интервалам наработки. Если фактические расходы не превышают нормативных, то процесс эксплуатации данной машины протекает нормально. В противном случае необходимо выявить причину перерасхода (неквалифицированное управление, низкое качество технического обслуживания, применение топлив, масел и смазок, не соответствующих конструкции машины и т. п.) и принять соответствующие меры.
Таким образом, метод управления надежностью машин в эксплуатации сводится к следующему.
1. Устанавливают норму расхода запасных частей (в денежном выражении) по моделям машин и соответствующий ей ресурс. Эта норма является основной, при достижении суммарного нормативного расхода машину направляют в капитальный ремонт или списывают. Ресурс дает возможность судить, правильно ли эксплуатируется машина.
2. Нормы расхода запасных частей устанавливают по интервалам ресурса. Это позволяет обеспечить систематический контроль за техническим состоянием машины, использованием ее ресурса, выявить факты неправильной эксплуатации и своевременного принятия, соответствующих мер
3. Фактический расход запасных частей сопоставляют с нормативным расчетным.
Лекция 6
6. Система планово-предупредительного технического обслуживания и ремонта техники
6.1. Основные понятия и определения системы ППР
Для поддержания машин в исправном и работоспособном состоянии при их эксплуатации используется система планово-предупредительного технического обслуживания и ремонта техники (система ППР и ТО). Система ППР и ТО основана на непрерывном контроле состояния машин, профилактическом характере основных мероприятий и на жестком планировании их по времени выполнения и по объему работ.
Система называется плановой потому, что все её мероприятия осуществляются по заранее разработанному плану, и предупредительной потому, что мероприятия носят предупредительный характер (восстановление работоспособности машины или её узлов не дожидаясь их выхода из строя).
Система ППР – это совокупность взаимосвязанных технических средств, документации и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества машин. Система ППР представляет собой комплекс организационно-технических мероприятий, проводимых в плановом порядке для обеспечения работоспособности и исправности машин в течении всего срока их службы при соблюдении заданных условий и режимов эксплуатации.
Система ППР построена на периодичности чередования технических обслуживаний и ремонтов, виды которых, а также периодичность и состав работ установлены заводом изготовителем в эксплуатационной и ремонтной документации для каждой машины
В системе ППР и ТО используются следующие основные понятия и определения .
Межремонтный цикл – время работы машины в часах от начала эксплуатации до первого капитального ремонта или между двумя очередными капитальными ремонтами.
Периодичность ремонтов и ТО – время работы машины в часах между 2-мя очередными одноименными ремонтами или ТО.
Техническое обслуживание – комплекс работ для поддержания исправности или работоспособности машины (объекта) при подготовке и использовании по назначению, при хранении и транспортировке. Комплекс работ должен быть минимальным, но достаточным для решения задач ТО.
Задачами ТО являются:
1) снижение скорости изнашивания;
2) обеспечение требуемого уровня вероятности, безотказной работы в периоды между обслуживаньями;
3) эффективное использование топлива, шин и других эксплуатационных материалов с позиций исправности машин.
Структура межремонтного цикла – количество, периодичность и наименование ремонтов и ТО за межремонтный цикл.
Рис. 6.1. График структуры ремонтного цикла одноковшового экскаватора: периодичности ТО-1, ТО-2, ТО-3 и Т, и К соответственно – 60, 240, 960 и 5760 м.ч.
Пластичные смазки – это смазки предназначенные для уменьшения трения в узлах качения и скольжения (подшипниках, шарнирах, ступицах колес и т.д.), работающих в значительном диапазоне температур.
Для получения автомобильных пластичных смазок используют главным образом обычное нефтяное мало- и средневязкое масло типа веретенного, машинного и т.д., которое загущают. В качестве загустителя служит кальциевое, натриевое или литиевое мыло. Для улучшения консервационных, противоизносных свойств, химической стабильности, термостойкости в смазки вводят различные присадки, наполнители и стабилизаторы в количестве 0,001…5%.
Основными физико-химическими свойствами пластичных смазок, определяющими их эксплуатационные качества, являются: вязкость (пенетрация), предел прочности, температура каплепадения, водостойкость, коллоидная и механическая стабильность.
Пластичные смазки делятся на четыре группы:
- антифрикционные смазки
- консервационные смазки
- канатные смазки
- уплотнительные смазки
Антифрикционные смазки используются для снижения износа и трения скольжения сопряженных деталей.
Консервационные смазки используют для предотвращения коррозии металлических изделий и механизмов при хранении, транспортировании и эксплуатации. Они обозначаются индексом «З». Консервационные смазки применяют для металлических изделий и механизмов всех видов, за исключением случаев требующих использования консервационных масел или твердых покрытий.
Канатные смазки применяют для предотвращения износа и коррозии стальных канатов и тросов. Их обозначают индексом «К».
Уплотнительные смазки используют для герметизации зазоров, облегчения сборки и разборки арматуры, сальниковых устройств, резьбовых соединений и любых подвижных соединений, в том числе вакуумных систем. Уплотнительные смазки делятся на три подгруппы:
- арматурные (индекс «А»)
- резьбовые («Р»)
- вакуумные («В»)
Обозначение пластичной смазки кратко характеризует ее назначение, состав и свойства.
Обозначение состоит из пяти буквенных и цифровых индексов, указывающих: группу (подгруппу) в соответствии с назначением смазки; загуститель; рекомендуемый температурный интервал применения; дисперсионную среду; консистенцию смазки.
Приведем примеры обозначения пластичных смазок:
- СКа2/8-2: С – смазка общего назначения для обычных температур (солидол); Ка – загущена кальциевым мылом; 2/8 – предназначена для применения при температурах – 20…+80 °С (вязкость смазки при –20 ºС близка к 2000 Па·с); отсутствие индекса дисперсионной среды – приготовлена на нефтяном масле; 2 –пенетрация 265…295 при 25 °С;
- МЛи 3/13-3: М – многоцелевая; Ли – загущена литиевым мылом; 3/13 – предназначена для применения при температурах –30…+130 °С; отсутствие индекса дисперсионной среды свидетельствует о том, что смазка приготовлена на нефтяном масле; 3 – пенетрация 220…250 при 25 °С.
Для легковых автомобилей применяют следующие основные пластичные смазки:
- «Литол-24» – для подшипников ступиц колес, водяного насоса, промежуточной опоры карданных валов, подшипниковых узлов, не подверженных влиянию воды, подшипников редуктора заднего моста
- ЦИАТИМ-201 – для втулок валика прерывателя-распределителя, подшипников генератора, гибкого вала спидометра, замков и петель дверей и др.
- смазка № 158 – для игольчатых подшипников при сборке карданных шарниров, не имеющих пресс-масленок, приборов электрооборудования и закрытых подшипников
- УСсА – для листов рессор, троса привода тормозных механизмов в оболочке, буксирного троса
- ВТВ-1 – для наконечников проводов и полюсных выводов , торсионов крышки багажника, упора капота, ограничителя открывания дверей, шарниров и пружин крышки топливного бака. В аэрозольной упаковке ВТВ-1 применяют также для смазывания замочных скважин дверей и крышки багажника
- «Фиол-1» (литиевая) – для шлицевого соединения фланца переднего карданного вала, троса управления салазок перемещения сидений
- ШРБ-4 – для шаровых пальцев передней подвески и шарниров рулевых тяг
- ШРУС-4 – для шарниров равных угловых скоростей ведущих колес
По своей консистенции, смазочные материалы делятся на три категории:
Их применяют в узлах, где невозможно обеспечить постоянное обмывание всей поверхности трения , либо на материалах, которые препятствуют нормальной адгезии жидких масел.
К тому же, их удобно наносить на детали (закладывать внутрь) при сборке узлов, для которых не предусмотрена система орошения при работе.
Технология производства и состав
С точки зрения физических свойств, пластичные смазки, это дисперсия твердых загустителей в жидкой основе. Причем загуститель добавляется настолько высокоструктурированный, что достаточно небольшого процента: не более 10%-15%.
Стандартный состав подобных материалов, следующий:
Основа
Жидкая среда, представляет собой обычное нефтяное либо синтетическое масло, которое получают по тем же технологиям, что и обычные материалы.
Для изготовления сложных и дорогих составов исходные основы могут смешиваться, согласно техническому заданию разработчика. Объем базового жидкого масла: 70%-90%.
Нефтяные основы производятся методом гидроочистки, с помощью водорода. Таким образом снижается сернистость и удаляются асфальтовые составляющие.
Последний пункт особенно важен для повышения у готового продукта антиокислительных свойств. Органические пластичные смазки для автомобилей применяются в несильно загруженных узлах, работающих на невысоких скоростях.
Синтетическая основа, как правило, кремнийорганическая. На ее базе создаются масла для работы в нагруженных скоростных подшипниках, а также редукторах, работающих на высоких оборотах.
Загуститель (10%-15%)
Он не просто добавляется в жидкую основу, для получения однородного состава требуется определенная температура в процессе смешивания, и специальные миксеры.
Затем состав охлаждается до температуры окружающей среды, и после этого физико-химические свойства пластичных смазок не меняются. Разумеется, при соблюдении температурного режима эксплуатации.
В качестве загустителя используются высокомолекулярные соли жирных кислот (более привычное определение – мыло). В составах премиум класса применяются твердые углеводороды, а также неорганические соединения (полимеры, карбамиды, и пр.)
Присадки
Как и любой другой продукт, пластичная смазка содержит присадки. Они улучшают свойства, если базовые характеристики не удовлетворяют заказчика.
Набор свойств типичный:
- противоизносные (противозадирные);
- защита от коррозии;
- соединения, препятствующие окислению самого продукта;
- повышающие адгезию;
- антифрикционные.
Состав наполнителей (10%-20%): тальк, графит, медный порошок мелкого помола, дисульфид молибдена, слюда, и пр.
Основное свойство пластичных смазок
Поскольку полутвердые масла должны удерживаться на поверхности изделий, важной характеристикой является температура каплепадения. Дело в том, что при вращении узлов трения, температура неотвратимо повышается.
Вместе с ней снижается вязкость пластичного материала. После критического нагрева, смазка переходит в жидкое состояние, и просто стекает с рабочей поверхности.
Учитывая критичность этих параметров, определение температуры каплепадения пластичных смазок относится к обязательной процедуре испытаний продукта.
Методика следующая:
Применение и разновидности пластичных смазок
Проведем краткий обзор популярных продуктов. В последнее время производители предлагают новейшую технологию: металлоплакирование.
Этот термин означает, что на рабочей поверхности трения образуется тончайший слой металла, обладающего низким коэффициентом трения.
В качестве примера рассмотрим популярный среди автомобилистов продукт: МС 1000 смазка пластичная металлоплакирующая.
В составе присутствует цинк, который обеспечивает противоизносные свойства. Благодаря постоянной сменяемости масла в рабочей зоне, этот слой само восстанавливается.
Blue MC 1510 высокотемпературная пластичная смазка – предназначена для высоконагруженных подшипников, работающих при высоких температурах. Этот состав выдерживает перепады от -40°C до +350°C.
Обратите внимание
Высокая температура каплепадения сохраняет подшипники при экстремальных температурах: масляная пленка не разрушается, расслоения основы и присадок не происходит.
Срок службы исчисляется сотнями тысяч километров. Благодаря уникальным свойствам, этот продукт имеет допуски ведущих автозаводов.
Пластичная смазка Molykote Longterm изготавливается с добавлением литиевых присадок. Обладает антифреттинговыми свойствами и усиленной адгезией. Такой состав позволяет использовать смазку на высоконагруженных узлах в течение длительного времени без замены.
Основное применение
– муфты, подшипники, шлицевые соединения на крупных агрегатах и строительной технике. Также популярно нанесение подобных пластичных смазок на резьбовые соединения.
Графитовая смазка пластичная изготавливается методом добавления мелкодисперсного порошка в готовый состав при сохранении вязкости.
Применяемость достаточно широкая : от бытовой техники до автомобилей и промышленных агрегатов.
Неплохие антифрикционные и температурные показатели, однако графитовая смазка не выдерживает высоких оборотов рабочего узла. Поэтому перед приобретением следует изучить характеристики устройства, которое будет смазываться.
Водостойкая пластичная смазка для лодочных моторов выпускается практически всеми производителями, и обладает следующими свойствами:
- Высокая степень защиты от коррозии.
- Адгезия и стойкость нанесенного слоя выше среднего.
- Практически нулевая гигроскопичность, нерастворимость в воде.
- Способность к консервации металлических деталей.
- Температурные показатели не относятся к основному требованию допуска.
Виды пластичных смазок для автомобилей — видео
Итог
Пластичные смазки представлены большим разнообразием типов, однако ни одна из них не является универсальной. Для каждого агрегата следует подбирать необходимый состав продукта.
