Физико-химические свойства смазочных масел

 К основным физико-химическим свойствам смазочных материалов относятся: плотность, вязкость, температура вспышки, воспламенения, застывания и каплепадения, пенетрация, содержание воды и механических примесей, коксуемость, кислотное число, стабильность и маслянистость (липкость). 

Плотность для качества масла имеет небольшое значение. Она всегда меньше единицы и определяется ареометром при температуре +15°С. Плотность характеризует способность масла всплывать, т. е. осаждать воду: чем меньше плотность масла, тем легче оно всплывает, отделяясь от воды.

Вязкость характеризует силы внутреннего трения одного слоя масла относительно другого и зависит от его состава, температуры и давления, под которым оно находится. Различают вязкость динамическую, кинематическую и условную. Динамическая вязкость характеризует свойства масла оказывать сопротивление взаимному перемещению его слоев. Единица динамиеской вязкости ньютон-секунда на квадратный метр (паскаль-секунда). Десятая часть паскаль-секунды называется пуаз (П), а тысячная — сантипуаз (сП). 

В практике чаще пользуются кинематической и условной вязкостью. Кинематическая вязкость определяется отношением динамической вязкости к плотности и измеряется в квадратных метрах на секунду. Сотая часть этого измерения называется стоксом (Ст), а десятитысячная — сантистоксом (сСт). Один сантистокс соответствует вязкости дистиллированной воды при 4° С.

Условная (относительная) вязкость является отвлеченным числом, выражающим отношение времени истечения из вискозиметра типа ВУ 200 г испытуемого масла, нагретого до температуры 50 или 100° С, ко времени истечения такого же количества дистиллированной воды при температуре 20° С. Условная вязкость выражается в градусах ВУ50 или ВУ100 (индекс обозначает температуру масла при испытании). Иногда появляется необходимость перевести условную вязкость в кинематическую. Приближенно это можно сделать по формуле

Более качественными считаются масла, у которых вязкость в меньшей степени зависит от температуры.

При смешивании различных по вязкости масел образуются однородные смеси. Этим пользуются для получения масла необходимой вязкости.

Температура вспышки — температура, при которой пары масла образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Она служит показателем испаряемости и огнеопасности масла. При сравнении двух масел примерно одинаковой вязкости лучшим считается то, которое имеет более высокую температуру вспышки.

Температура воспламенения -— температура, при которой смазочный материал загорается от поднесенного пламени и горит не менее 5 с. Она обычно на 20—60° С выше температуры вспышки. Температура воспламенения, так же как и температура вспышки, позволяет определять возможность применения смазочного материала в условиях высоких температур.

Температура застывания — такая температура, при которой масло теряет свою подвижность. Она характеризует возможность использования масла в условиях пониженных температур.

Температура каплепадения — такая температура, при которой происходит падение первой капли смазки, помещенной в специальный прибор (прибор Убеллоде). Она характеризует возможность поступления смазки в сопряжение самотеком, например при пользовании масленками капельного типа.

Пенетрация характеризует степень густоты смазки и определяется глубиной погружения в нее стандартного конуса за 5 с при температуре 25° С. Пенетрация выражается в сотых долях глубины погружения конуса, выраженной в сантиметрах. От величины пенетрации зависит подвижность смазки при подаче по трубопроводам.

Наличие воды в масле является результатом небрежного хранения или транспортирования. Нефтеперерабатывающие заводы обычно выпускают масла, не содержащие воду. Присутствие даже следов воды в масле вызывает коррозию металлов. Масло, содержащее более 0,05%воды, невозможно подать к местам трения посредством фитилей и тампонов, так как напитанные водой, они перестают пропускать масло. Поэтому содержание воды в большинстве смазочных масел недопустимо. 

Механические примеси попадают в смазочные материалы при их изготовлении, хранении и во время работы машин. Находясь в масле во взвешенном состоянии, они вызывают повышенный износ, закупоривание маслопроводов и контрольно-измерительных приборов. Особенно опасно наличие волосовидных примесей. Констистентные смазочные материалы содержат обычно больше механических примесей, чем жидкие. В чистых солидолах содержание их доходит до 0,6%, в то время как в жидких смазках допустимое их содержание не более 0,05%.

Для снижения загрязненности жидких масел в первую очередь обеспечивают герметизацию корпусов редукторов горного оборудования, что достигается выбором надлежащей конструкции уплотнений на выходных концах валов и прокладок на плоскостях стыков. Для предупреждения коробления корпусов и крышек редукторов важное значение имеет искусственное старение этих деталей после грубой механической обработки. Обработанная начисто деталь после искусственного старения самопроизвольно не деформируется. 

Заслуживает серьезного внимания опыт поддержания чистоты жидких масел путем сочетания принудительной системы смазки, установки в картерах магнитов, улавливающих металлические продукты износа, и отстойников, легко снимаемых промывки. 

Коксуемость выражает содержание кокса в весовых Процентах. Она характеризует степень очистки масла и количество нагара, которое может образоваться в смазываемых узлах. Из сравниваемых масел то лучшее очищено, у которого числовое значение коксуемости меньше. 

Такие масла могут находиться в циркуляционных системах более длительное время. Кислотное число выражает массу едкого калия (в миллиграммах), требующегося для нейтрализации 1 г масла, и характеризует содержание в маслах органических кислот, наличие которых сверх 0,35% может вызвать коррозию металла По содержанию кислот и щелочей смазочные материалы должны быть нейтральны. Наличие кислоты в смазке усиливает коррозию и износ деталей. Щелочи вызывают потемнение цветных металлов. Однако небольшое количество свободных щелочей предохраняет консистентную (т.е. густую, типа солидолов) смазку от разложения во время хранения.

Стабильность — свойство нагретого масла сопротивляться окислению кислородом воздуха. Она имеет большое значение для масел, используемых в условиях высоких температур (компрессоры, двигатели внутреннего сгорания и т. п.).

Маслянистость, или липкость, смазочного материала характеризует его способность прилипать к смазываемым поверхностям и сопротивляться выдавливанию из зазоров между ними. Чем лучше маслянистость, тем меньше масло выдавливается из зазоров и тем выше его качество. Маслянистость смазочных материалов неодинакова. Лучшими являются растительные и животные жиры. Среди растительных масел наибольшей маслянистостью обладает касторовое, среди животных жиров — костное и среди минеральных — цилиндровое масло.