Классификация трансмиссионных масел и их применение

Введение

 

Смазочные материалы  — твёрдые, пластичные, жидкие и  газообразные вещества, используемые в узлах трения автомобильной  техники, индустриальных машин и  механизмов, а также в быту для  снижения износа, вызванного трением.

Технология производства смазочных масел состоит из трех основных этапов: получение масляных фракций, выработка из них базовых  масел-компонентов и смешение (компаундирование) базовых масляных компонентов с  вводом присадок.

Назначение и  роль смазочных материалов (смазок и масел) в технике. Смазочные материалы широко применяются в современной технике, с целью уменьшения трения в движущихся механизмах (двигатели, подшипники, редукторы, и.т д), и с целью уменьшения трения при механической обработке конструкционных и других материалов на станках (точение, фрезерование, шлифование и т. д.). В зависимости от назначения и условий работы смазочных материалов (смазок), они бывают твёрдыми (графит, дисульфид молибдена, иодид кадмия, диселенид вольфрама, нитрид бора гексагональный и т. д.), полутвёрдыми, полужидкими (расплавленные металлы, солидолы, консталины и др), жидкими (автомобильные и другие машинные масла), газообразными (углекислый газ, азот, инертные газы).

Виды и типы смазочных материалов. В зависимости от характеристик материалов трущейся пары, для смазки могут быть использованы жидкие (например, минеральные, частично синтетические и синтетические масла) и твёрдые (фторопласт, графит, дисульфид молибдена) вещества.

По материалу  основы смазки делятся на:

• минеральные — в их основе лежат углеводороды, продукты переработки нефти
• синтетические — получаются путем синтеза из органического и неорганического (например, силиконовые смазки) сырья

Классификация. Все жидкие смазочные материалы делятся на классы по вязкости (классификация SAE для моторных и трансмиссионных масел, классификация ISO VG (viscosity grade) для индустриальных масел), и на группы по уровню эксплуатационных свойств (классификации API, ACEA для моторных и трансмиссионных масел, классификация ISO для индустриальных масел.

По агрегатному  состоянию делятся на:

1. твёрдые,
2. полутвёрдые,
3. полужидкие,
4. жидкие,
5. газообразные.

По назначению:

• Моторные масла — применяемые в двигателях внутреннего сгорания.
• Трансмиссионные и редукторные масла — применяемые в различных зубчатых передачах и коробках передач.
• Гидравлические масла — применяемые в качестве рабочей жидкости в гидравлических системах.
• Пищевые масла и жидкости — применяемые в оборудовании для производства пищи и упаковки, где возможен риск загрязнения продуктов смазывающим веществом.
• Индустриальные масла (текстильные, для прокатных станов, закалочные, электроизоляционные, теплоносители и многие другие) — применяемые в самых разнообразных машинах и механизмах с целью смазывания, консервации, уплотнения, охлаждения, выноса отходов обработки и др.
• Электропроводящие смазки (пасты) — применяемые для защиты электрических контактов от коррозии и снижения переходного сопротивления контактов. Электропроводящие смазки изготавливаются консистентными.
• Консистентные (пластичные) смазки — применяемые в тех узлах, в которых конструктивно невозможно применение жидких смазочных материалов.

Трансмиссионные масла, используют для смазывания закрытых зубчатых передач (редукторов) всех видов (рис.1).

Рис.1. Деталь механизма зубчатых передач.

  Источник*: Интернет-ресурс http://maslo.odа.ua.

Получают чаще всего на основе экстрактов от селективной  очистки остаточных нефтяных масел  с добавлением дистиллятных масел  и присадок (противоизносных, противозадирных, главным образом содержащих P, Cl, S).

Вязкость 6—20 мм²/с  при 100⁰ С. Открытые зубчатые передачи смазывают особо вязкими (50—500 мм²/с при 100⁰ С) остаточными маслами с присадками.

Актуальность  темы: трансмиссионные масла широко применяются в современной технике с целью уменьшения трения в движущихся механизмах (двигатели, подшипники, редукторы, и.т д), и с целью уменьшения трения при механической обработке конструкционных и других материалов на станках (точение, фрезерование, шлифование и т. д) они препятствуют износу различных механизмов, продлевая их долговечность и позволяют уменьшить затраты предприятий на покупку новых деталей техники.

Целью данной курсовой работы является, изучить классификацию, ассортимент, физико-химические и эксплуатационные свойства трансмиссионных масел, а также рассмотреть область их практического применения.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1. Общие характеристики трансмиссионных  масел.

1. Классификация и ассортимент трансмиссионных масел.

Трансмиссионные масла используют для смазывания закрытых зубчатых передач (редукторов) всех видов. Масла этой группы предназначены для смазки зубчатых передач различных типов  (цилиндрических, конических, червячных, гипоидных и др.), используемых в агрегатах трансмиссий автомобилей, тракторов и различных редукторах. На долю этих масел приходится около 5% от общего объема производства нефтяных масел. Условия трения в зубчатых передачах более напряженные, чем в двигателях внутреннего сгорания и других механизмах. Это обусловлено преобладанием граничного режима трения. Особенностью применения трансмиссионных масел является их длительная бессменная работа в широком интервале температур (от -50°С до 150°С), в котором масло должно надежно выполнять свои функции.

Основные функции  трансмиссионных масел:

• предохранение поверхностей трения от износа, заедания, питтинга и других повреждений
• снижение до минимума потерь энергии на трение
• отвод тепла от поверхности трения
• снижение шума и вибрации зубчатых колес, уменьшение ударных нагрузок

Требования к  трансмиссионным маслам:

• иметь достаточные противозадирные, противоизносные и противопиттинговые свойства
• обладать высокой антиокислительной стабильностью
• иметь хорошие вязкостно-температурные свойства
• не оказывать коррозионного воздействия на детали трансмиссий
• иметь хорошие защитные свойства при контакте с водой
• обладать достаточной совместимостью с резиновыми уплотнениями
• иметь хорошие антипенные свойства
• иметь высокую физическую стабильность в условиях длительного хранения

Классификация трансмиссионных  масел.

В зависимости  от эксплуатационных свойств и возможных  областей применения трансмиссионные  масла подразделяют на пять групп (табл.1).

Группа	Состав масел	Рекомендуемая область применения
1	Минеральные масла  без присадок	Цилиндрические, конические и червячные передачи, работающие при контактных напряжениях  от 900 до 1600 МПа и температуре масла  в объеме до 90°С
2	Минеральные масла  с противоизносными присадками	То же, при  контактных напряжениях до 2100 МПа  и температуре масла в объеме до 130°С
3	Минеральные масла  с противозадирными присадками умеренной эффективности	Цилиндрические, конические, спирально-конические и  гипоидные передачи, работающие при  контактных напряжениях до 2500 МПа и температуре масла в объеме до 150°С
4	Минеральные масла  с противозадирными присадками высокой  эффективности	Цилиндрические,спирально-конические и гипо-идные передачи, работающие при контактных напряжениях до 3000 МПа и температуре масла в  объеме до 150°С
5	Минеральные масла  с противозадирными присадками высокой  эффектиности и многофункционального действия, а также универсальные  масла	Гипоидные передачи, работающие с ударными нагрузками при  контактных напряжениях выше 3000 МПа  и температуре в объеме до 150°С

 

Таблица 1. Классификация трансмиссионных масел

Источник*: Школьников В.М Топлива, смазочные материалы, технические жидкости, ассортимент и применения. Второе издание. Москва: 1999. 

Зарубежные  классификации трансмиссионных  масел.

Аналогично моторным маслам распространение получили две  системы классификации SAE по вязкости и API по эксплуатационным свойствам.

По классификации SAE эти масла разделяются на классы 75W, 80W, 85W, 90, 140 и 250 (табл.2). Буква W означает, что вязкость масла определена при низких температурах. При указанных в таблице минусовых температурах вязкость масел должна удерживаться в пределах 150.000 сантипуазов (сП), кроме этого масло должно удовлетворять определенным минимальным требованиям при 100°С. Для масел других классов SAE предельные характеристики вязкости определены при температуре 100°С. 

Класс вязкости	Кинематическая  вязкость при 100°С, мм2/с		Максимальная  температура достижения динамической вязкости 150 Па.с, °С
Зимние
75W	не менее 4,1	Минус 40
80W	не менее 7,1	Минус 26
85W	не менее 22	Минус12
Летние
90	13,5 - 24,0	-
140	24,0 - 41,0	-
250	Не менее 41,0	-

Таблица 2. Классификация SAE трансмиссионных масел по вязкости

Источник*: Интернет-ресурс: http://www.oilldirectory.info/article-pererabotka.php

Если в обозначении  трансмиссионного масла указаны  два класса вязкости через дефис, то это означает, что масло является всесезонным.

Классификация по API.

Классификация масел для трансмиссий и ведущих  мостов зависит от эксплуатационных условий и конструкции трансмиссии. Указателем класса API для трансмиссионных  масел является GL (Gear finoilcant) с нумерацией от 1до 6( табл.3). На практике для автомашин различных типов рекомендуются масла классов GL-1, GL-4,GL-5 и GL-6.

Классификация АРI не охватывает масел для автоматических трансмиссий, так как у изготовителей  трансмиссий имеются к применяемым  маслам свои требования, которые раньше могли даже значительно отличаться друг от друга. Ныне ситуация изменилась, и теперь почти все автоматические трансмиссии могут смазываться  маслом одного и того же сорта.

Группа	Характеристика  масел	Область применения
GL-1	Минеральные масла  без присадок или с антиокислительными, противоизносными и противо-пенными  присадками без противозадиных комопнентов	Цилиндрические, червячные и спирально-конические зубчатые передачи, работающие при  низких скоростях и нагрузках
GL-2	Масла с более  высокими требованиями к антифрикционным  свойствам, могут содержать антифрикционный компонент	Червячные передачи, работающие в условиях, характерных  для группы GL-1
GL-3	Обладают лучшими  противо-износными и противозадирными свойствами, чем масла группы GL-2	Обычные трансмиссии  со спирально-коническими шестернями, работающие в умеренно жестких условиях по скоростям и нагрузкам
GL-4	Обязательно наличие  высокоэф-фективных противозадирных  присадок	Автомобильные гипоидные передачи, работающие в  условиях больших скоростей при  малых крутящих моментах и малых  скоростей при высоких крутящих моментах
GL-5	Содержат большее  количество серо-фосфорсодержащей противозадирной  присадки	Автомобильные гипоидные передачи, работающие в  условиях больших и малых крутящих моментов, при действии ударных нагрузок на зубья шестерен – при высоких  скоростях скольжения
GL-6	Содержит большее  количество серо-фосфорсодержащей противозадирной  присадки, чем масла группы GL-5	Автомобильные гипоидные передачи с увеличенным  вертикальным смещением осей шестерен (работающие при повышенных скоростях и высоких крутящих моментах)