2.3. Твердые смазочные материалы

К ним относятся графит, дисульфид молибдена и другие вещества, которые под механическим воздействием расщепляются с образованием на трущихся поверхностях тонкой пленки. Коэффициент трения при этом равен 0,05-0,15, интервал температур возможного применения составляет от минус 250 до плюс 350 °С. Считается эффективным применение твердых смазочных материалов в качестве добавок к жидким маслам и пластичным смазкам машин, работающих при нормальных температурах, но в особо неблагоприятных условиях.

К недостаткам твердых смазочных материалов относятся быстрое истирание слоя смазки в узлах трения и более низкий отвод тепла от трущихся поверхностей, чем при жидкостной смазке. Однако при работе пар трения машин в условиях вакуума твердые смазочные материалы являются единственно возможным видом смазки.

2.4. Выбор смазочных материалов

Выбор смазочных материалов производится при разработке конструкции машины или же при ее модернизации, а также при изменении условий эксплуатации. Основным документом по выбору смазочных материалов и периодичности смазки отдельных узлов конкретной машины служит карта смазки, разрабатываемая заводом-изготовителем и поставляемая вместе с машиной. Карта смазки состоит из схемы смазки машины и спецификации.

Схема смазки - схематические чертежи машины с четко нанесенными точками залива и слива масла, маслоуказателями, масленками и другими смазочными приборами.

В спецификации приводятся сведения о порядковых номерах точек смазки на схеме, наименовании смазываемого узла или детали, типе смазочного материала, начальном количестве смазки, способе и режиме смазки (табл. 2.4). В табл. 2.5 в качестве примера приведена карта смазки бурового насоса.

Основными критериями при выборе смазочного материала являются: конструкция узла трения; режим работы, т.е. нагрузка, скорость, температура; особенности рабочего и технологического процесса; параметры внешней среды, т.е. температура воздуха, его влажность, запыленность, наличие агрессивных газов и т.д.; профессиональность обслуживающего персонала и удобство смазки механизма; требования надежности и экономические факторы.

Выбор смазочного материала начинают с анализа свойств различных смазочных материалов для обоснования целесообразности их применения.

Преимуществами минеральных масел являются: наиболее низкий коэффициент внутреннего трения; наименьший износ пар трения при высоких скоростях, при повышенных и низких температурах; возможность очистки и контроля за состоянием масла и его подачей; процесс смены и добавки масла достаточно прост; возможность сбора и регенерации масла. Кроме этих преимуществ важнейшее преимущество состоит в охлаждающем действии масел.

К недостаткам жидких минеральных масел относятся: утечки через неплотности в разъемах корпусов и маслопроводов, устройство сложных уплотнений и пожароопасность.

Преимуществами пластичных смазочных материалов являются: относительно высокая эффективность применения при низких скоростях скольжения и значительных давлениях, амортизация при ударных и знакопеременных нагрузках, при частых остановках, хорошее заполнение зазоров в узлах трения и неплотностях корпусов подшипников и предотвращение загрязнений трущихся поверхностей.

Недостатки пластичных смазочных материалов: возможность расслоения, расплавление и вытекание при длительной работе при высоких температурах, более трудоемкий процесс смены смазочного материала.

При отсутствии карты смазки смазочный материал можно выбрать, руководствуясь следующими общими рекомендациями: узлы трения, работающие при высоких удельных нагрузках, смазывают более вязкими смазочными материалами во избежание выдавливания смазки из зоны контакта; пластичные смазки применяют при низких скоростях скольжения, например, в открытых зубчатых передачах и подшипниках качения; малые потери на трение при смазывании маловязкими смазочными материалами повышают КПД механизма и снижают температуру нагрева деталей; при проточной циркуляции применяют жидкие смазочные материалы; с увеличением скорости вязкость смазочного материала должна понижаться.

Таблица 2.4

Карта смазки

Номер точки смазки	Число точек смазки	Элемент механизма	Условное обозначение смазочного материала	Периодичность, мес.	Указания по выполнению работ
1	11	Редуктор	А	1 12	Долить масло Заменить масло
2	2 2 2	Подшипники качения: направляющей зубчатой рейки прижимных роликов шестерни зубчатой рейки	Б Б Б	12 12 12	Заменить смазку То же То же
3	1	Шестерни концевого выключателя	Б	1	Смазать узлы трения
4	4	Подшипники электродвигателей	Б	12	Заменить смазку
5	1	Шестерня и зубчатая рейка	Б	1	Смазать узлы трения
6	2	Электрогидравлические толкатели	В	1	Долить масло
7	2	Шарниры тормозов и электрогидравлических толкателей	А	1	Смазать узлы трения

Таблица 2.5.

Карта смазки бурового насоса

Место смазки	Применяемая смазка	Указание по смазке
Подшипники транс-миссионного вала	Солидол Ж или пресс-солидол Ж (ГОСТ 1033-79)	Смазывать ручным насосом через отверстия не реже одного раза в неделю
Подшипники кривошипного вала	То же	То же
Масляная ванна приводной части	Масло И50А (ГОСТ 20729-75)	Заливать масло в количестве, указанном в инструкции к насосу. Менять масло не реже одного раза в 3 мес. Уровень масла замерять щупом.

Кроме перечисленных общих рекомендаций рассмотрим рекомендации по выбору смазочных материалов для конкретных узлов трения машин.

Подшипники скольжения могут смазываться жидкими минеральными маслами и пластичными смазочными материалами в зависимости от удельных нагрузок, скоростей перемещения, температуры и условий окружающей среды.

Подшипники качения также могут смазываться жидкими и пластичными смазочными материалами в зависимости от конструкции механизма и условий работы. Так, например, жидкие смазочные материалы используются в редукторах при смазке разбрызгиванием. При работе в тяжелых условиях эксплуатации (повышенная запыленность и влажность) смазка производится пластичными смазочными материалами. На выбор смазочных материалов для подшипников качения влияют конструктивные параметры, т.е. если произведение диаметра вала в миллиметрах на число его оборотов в минуту менее 300 000, применяют пластичные смазочные материалы.

При заполнении подшипника более чем на 1/3 его емкости повышается сопротивление качению и смазка, нагреваясь, расслаивается.

Зубчатые и червячные передачи закрытого типа в редукторах, коробках передач и других механизмах, как правило, смазывают минеральными маслами. В зависимости от окружной скорости зубчатых передач применяется смазка разбрызгиванием масла из картера при величине окружной скорости 12-15 м/с, а при более высоких скоростях используется принудительная циркуляционная смазка.

Количество масла в картере определяется расчетом, а именно 0,25-0,50 л на единицу передаваемой мощности. Оно должно регулярно контролироваться и по мере необходимости добавляться.

Пригодность смазочных материалов при необходимости может контролироваться при работе машины. Для этого производится замер температуры у подшипника через 15-20 мин работы с тем или иным сортом смазочного материала.

Смазка считается пригодной для данного подшипника при минимальной температуре смазочного материала. Дальнейшее наблюдение в течение одной - двух смен за машиной позволяет подтвердить правильность выбора смазочного материала.