SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

130

4. SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE 4.1 SELEKCIJA I TIPOVI MAZIVA Sredstvima za podmazivanje, odnosno mazivima se nazivaju sva ona sredstva, bez obzira na njihov hemijski sastav, agregatno stanje ili porijeklo, koja slue za smanjenje sila trenja na kontaktnim povrinama mainskih elemenata. U tehnikoj praksi, s obzirom na agregatno stanje, maziva se dijele na: gasovita maziva, tena maziva (maziva ulja i sline tenosti bez obzira na porijeklo), pastozna maziva (mazive masti), i vrsta, odnosno kruta maziva. Prema hemijskom sastavu maziva se dijele na: organska i neorganska maziva. Prema porijeklu maziva se dijele na: prirodna i sintetika maziva. Meunarodna organizacija za standardizaciju ISO, dala je klasifikaciju prema kojoj se proizvodi dobiveni iz nafte dijele u pet osnovnih grupa: F goriva, S solventi i bazne sirovine za hemijsku industriju, L maziva, industrijska ulja i slini proizvodi, W voskovi i parafini i B bitumeni. Prema tome, maziva, industrijska ulja i svi slini proizvodi svrstani su u grupu L (Lubricants), koji se dalje, takoer prema ISO klasifikaciji dijele u 18 grupa, tabela 4.1. Valja napomenuti da se svaka grupa navedena u tabeli 4.1 dijeli u manje ili vie podgrupa, a u zavisnosti od mjesta primjene i karakteristika maziva. Prema ISO standardu (ISO 3448-75) predloena je klasifikacija tekuih industrijskih maziva prema viskozitetu (tabela 4.2) i prihvaena je u gotovo svim dravama svijeta.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

131

Tabela 4.1 Klasifikacija maziva, industrijskih ulja i slinih proizvoda prema podruju primjene

Tabela 4.2 Klasifikacija industrijskih maziva

prema viskozitetu (ISO 3448-75)

OZNAKA

PODRUJE PRIMJENE

A Protono podmazivanje B Podmazivanje kalupa C Zupasti prijenosnici

D Kompresori i rashladni ureaji

E Motori sa unutranjim sagorijevanjem F Cirkulacioni sistemi G Klizne staze i vodilice H Hidrauliki sistemi M Obrada metala N Elektrine instalacije P Pneumatski alat Q Prijenos topote

R Privremena zatita od korozije T Turbinska postrojenja U Termika obrada X Primjena mazivih masti Y Ostala primjena Z Cilindri parnih maina

Granica ki-nematskog viskoziteta, [mm2/s], kod

40oC ISO OZNAKA

min max Srednja vrijednost

kinem. viskoziteta,

, [mm

2/s], kod 40

oC

Dinamiki viskozitet,

, [mPas], kod 40 oC

ISO VG 2 1,99 2,42 2,2 2,0 ISO VG 3 2,88 3,54 3,2 2,9 ISO VG 5 4,14 5,06 4,6 4,1 ISO VG 7 6,12 7,48 6,8 6,2 ISO VG 10 9,00 11,0 10 9,1 ISO VG 15 13,5 16,5 15 13,5 ISO VG 22 19,8 24,2 22 18 ISO VG 32 28,8 35,2 32 29 ISO VG 46 41,4 50,6 46 42 ISO VG 68 61,2 74,8 68 61 ISO VG 100 90,0 110 100 90 ISO VG 150 135 165 150 135 ISO VG 220 198 242 220 200 ISO VG 320 288 352 320 290 ISO VG 460 414 508 460 415 ISO VG 680 612 748 680 620 ISO VG 1000 900 1100 1000 900 ISO VG 1500 1350 1650 1500 1350

Kako se vidi iz tabele 4.2, klasifikacijom je obuhvaeno podruje viskoziteta od 2 do 1500 [mm2/s] kod temperature 40oC, pri emu je ustanovljeno 18 gradacija. Ovim rasponom viskoziteta je praktiki obuhvaen kompletan asortiman maziva i slinih proizvoda. Navedena klasifikacija daje informacije u pogledu kinematskog viskoziteta na temperaturi od 40oC, a ne daje kvalitativne nivoe za pojedine gradacije. Na slici 4.1 date su uporedne vrijednosti gradacija za razliite sisteme klasifikacija prema viskozitetu. Znaaj osobina maziva u zavisnosti od vrste komponente koja se podmazuje je prikazan u tabeli 4.3.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

132

Tabela 4.3 Znaaj osobina primjenjenog maziva u odnosu na vrstu maznog mjesta Vrsta

komponente Osobine maziva

Klizni leaj

Kotrljajni leaj

Zatvoreni zupasti

parovi

Otvoreni zupasti

parovi, uadi, lanci i sl.

Satovi i drugi

instrumenti

Klizai, voice,

brave i sl.

1. Karakteristike graninog podmazivanja

+ ++ +++ ++ ++ +

2. Hlaenje ++ ++ +++ - - - 3. Trenje + ++ ++ - ++ + 4. Sposobnost

zadravanja u leaju + ++ - + +++ +

5. Mogunost zaptivanja - ++ - + - + 6. Temperaturni opseg + ++ ++ + - + 7. Zatita protiv korozije + ++ - ++ - + 8. Isparljivost + + - ++ ++ + Napomena: Relativni znaaj svake osobine maziva u pojedinim dijelovima komponenti se indikuje na skali od +++ = visoka vanost do - = nevano.

10

20

40

60

85

115

140

175

205

240

280

315

365

400

450

500

550

625

700

775

850

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

460

320

220

100

68

46 32

22 15

10

7

6

5

150

4

3

2

1

140

90

85W

80W

75W

50

40

30

20

10W

5W

650N

500N

300N

200N

100N

ISO industrijska

ulja

AGMA industrijski

zupanici

SAE zupanici motornih

vozila

SAE motorna ulja

Opta klasifikacijabaznih ulja

Viskozitet, , mm

2/s, na 40

oC

Viskozitet, , mm

2/s, na 100 oC

Slika 4.1. Uporedne vrijednosti gradacija za razliite sisteme klasifikacija prema viskozitetu

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

133

Na slici 4.2 prikazan je dijagram za odreivanje graninih vrijednosti brzine i optereenja za razliite tipove maziva.

Slika 4.2 Dijagram graninih vrijednosti brzine i optereenja za razliite tipove maziva

Napomena uz sliku 4.2: A- Granica za vrsto/suho podmazivanje B- Granica za masti C- Suho podmazivanje D- Granica za podmazivanje uljem E- Povremeno F- Postojano

Na slici 4.3 je prikazana zavisnost promjene apsolutne viskoznosti od temperature razliitih vrsta ulja za podmazivanje. U tabeli 4.4 su prikazani naini i mogunosti podmazivanja razliitih mehanizama.

A

B

C

D

B za kotrljajne

leajeve B za klizne

leajeve

E F

Brzina, mm/s

Specifino optereenje, p kN/mm

2

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

134

Slika 4.3 Dijagram zavisnosti viskoznih i temperaturnih karakteristika razliitih ulja

Efektivni viskozitet maziva u leaju moe biti razliit u odnosu na veliine viskoziteta izmjerenog standardnim metodoma ispitivanja, ta razlika zavisi od veliine smicanja u leitu, slika 4.4.

Slika 4.4 Promjena viskoziteta u zavisnosti od smicanja

Apsolutni viskozitet, [mPa s]

Efektivni viskozitet [mm

2/s]

Veliina smicanja

kod standardnihispitivanja

je niska.

Napomena: Kose linije pokazuju brze promjene viskoziteta sa temperaturom i zbog toga nepoeljno smanjivanje radnog temperaturnog opsega.

Silikonska ulja

Esterska ulja

Mineralna uljaSintetika ulja

Veliina smicanja u

leajima moe biti

visoka.

Velina smicanja [s-1]

Tipina SAE 30 mineralna ulja na 100 oC

Tipina SAE 20/50 mineralna ulja na 100 oC

Tipina SAE 30 mineralna ulja na 20 oC

Tipina SAE 20/50 mineralna ulja na 20 oC

400

300

200

100

100 100010 000100 0001 000 000

Temperatura, oC

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

135

Tabela 4.4 Primjeri moguih naina i sistema podmazivanja razliitih mehanizama

Maziva

Sistem

podmazivanja

Trokovi

odravanja

Trokovi

investiranja

Veliina toplote

odvedene

podmazivanjem

Napomena

Ulje runo visoki niski mala Samo za lake reime.

cirkulacioni sistem niski visoki visoka Neophodno je osigurati protok

ulja.

podmazi-

vanje prstenom

niski niski umjerena Samo za umjerene obimne brzine.

porozni leajevi niski niski mala Samo za umjerene obimne

brzine i niske specifine pritiske. Mast runo visoki niski nikakva Samo za laku upotrebu.

Radijalni leajevi

centralni sistem niski visoki nikakva Potrebna dobra sposobnost

pumpanja kod dugih cjevovoda

Ulje uljna magla niski visoki mala

Trokovi investiranja su umjereni ako se omogui

komprimirani zrak u potrebnoj koliini i istoi.

cirkulacioni sistem niski visoki visoka

Uljne mlaznice moraju biti propisno dizajnirane i

postavljene da osiguraju optimalno podmazivanje i

odvoenje toplote.

kupka niski niski mala Zahtjeva paljivo konstruiranje i

zaptivanje da se izbjegne suvino punjenje

bukanje niski niski umjerena

Paljivo projektovanje kuita i drugih komponenti

(npr.zupanika) je neophodno da osigura adekvatno opskrbljivanje uljem.

Mast zatvoreni leajevi niski niski nikakva

Mora se izbjeci prepunjenost. Trokovi odravanja su niski

samo ako period promjene maziva nije previe kratak.

Kotrlja-jui

leajevi

centralni sistem niski visoki nikakva Mogunost curenja upotrebljene masti se mora sprijeiti. Zatititi

linije snabdjevanja od topline.

Ulje uljna kada niski niski umjerena

Zahtijeva se paljivo konstruisano kuite da osigura adekvatno snabdjevanje uljem za sve zupanike i da se onemogui

curenje.

cirkularni sistem niski visoki visoka

Mlaznice treba propisno dizajnirati i postaviti da

omogue dotok ulja i odvoenje topline.

Mast runo visoki niski nikakva Samo za lake reime.

Zupanici

punjenjem kuita niski niski nikakva

U principu za male, sporohodne zupanike, inae koristiti tvra ulja da se izbjegnu rasipanje i

pregrijavanje

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

136

4.2 MINERALNA ULJA 4.2.1 Klasifikacija i osobine mineralnih ulja Mineralna ulja su osnovni (temeljni) ugljikovodici, ali sva sadre hiljade razliitih vrsta struktura, molekularne teine i isparljivosti, takoe zanemarljive ali vane koliine ugljikovodikovih derivata sadre jedan ili vie elemenata nitrogena, oksigena i sumpora. Oni su klasificirani u razliitim tipovima sirove nafte, kako slijedi:

Parafinska ulja-sadre znaajnu koliinu parafinskih ugljikovodika i ima taku topljenja voska, ali malo ili nimalo asfaltnog materijala. Njihovi nafteni imaju dugi lanac (grupe atoma povezanih u prsten).

Naftenska ulja-sadre asfaltni materijal u najmanjoj koliini, ali malo ili nimalo voska. Njihovi nafteni imaju kratak lanac.

Mijeana osnova-sadri oboje i parfinske, naftenske i asfaltne ugljikovodike. Njihovi nafteni imaju umjeren do dugaak lanac.

Viskoznost Viskoznost predstavlja mjeru unutranjeg trenja, koja djeluje kao otpor na promjenu poloaja molekula pri strujanju tenosti i gasova kada se oni nalaze pod dejstvom smicajnog naprezanja. Veliina unutranjeg trenja je u idealnom sluaju ovisna o pritisku (p) i temperaturi (T). U tom sluaju je uspostavljena brzina smicanja (D) izmeu pokretnih ravni u tenosti, proporcionalna smicajnom naprezanju (). Nastala viskoznost iz unutranjeg trenja tenosti, koja se takoe oznaava kao takozvana dinamika viskoznost (), predstavlja svojstvo materije (koje zavisi o pritisku i temperaturi) koje se moe definisati kao odnos naprezanja i brzine smicanja:

.) , .(const T p constD

= = = (4.1)

Sve tenosti koje se ponaaju prema ovom zakonu nazivaju se njutnovskim (Newton) tenostima. Shodno definiciji, za viskoznost se dobiva sljedea dimenzija u SI sistemu jedinica, [Ns/m2] ili ee u praktinoj upotrebi 1 [mPas] (mili Paskal sekunda) koja odgovara staroj jedinici 1 [cP] (centi Poase): 1[cP]=1[mPa s]. Takoe se kao jedinica za visoznost upotrebljava i viskoznost koja se odnosi na gustinu. Ovaj odnos viskoznosti i gustine naziva se kinematska viskoznost, :

= [m2/s] ili ee se izraava kao [mm2/s]. (4.2)

Stara jedinica za kinematsku viskoznost iznosi:

1 [St] (Stoks)=100 [cSt] (centiStoks)= 1 [cm2/s], odnosno 1 [cSt]=1 [mm2/s]. Pored gore navedenih jedinica ponekad se u literaturi pojavljuju konvencionalne oznake koje zavise o koritenom specijalnom aparatu za mjerenje, npr. Engler stepeni, Redwood sekunde, Saybolt sekunde i sl. Ove jednice se po zakonu vie ne koriste i ne predstavljaju solutne vrijednosti viskoznosti i nepogodne su za koritenje.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

137

Index viskoznosti Ulja za podmazivanje su takoe klasificirana prema njihovoj promjeni kinematske viskoznosti sa temperaturom, npr. prema njihovom indexu kinematske viskoznosti ili KVI. Prema ranijoj klasifikaciji KVI su rangirani izmeu 0 i 100, i predstavljali su ulja serije L- za niski index viskoznosti i H za ulja visokog indexa viskoznosti. Vii nivoi predstavljaju nie stepene promjene viskoziteta sa promjenom temperature. Dananja ulja mogu se dobiti sa KVI van ovih granica. Generalno su grupisani u visoke, srednje i niske, kao u tabeli 4.5.

Tabela 4.5 Klasifikacija viskoznih pokazatelja

Grupa Index kinematske viskoznosti (Kinematic Viscosity Index - KVI ) Niski index viskoznosti (LVI) ispod 35 Srednji index viskoznosti (MVI) 35-80 Visoki index viskoznosti (HVI) 80-110 Veoma visoki index viskoznosti (VHVI) preko 110 Index viskoznosti nema nauni znaaj ali je pogodan za spoznaju viskozno-temperaturnih ponaanja razliitih mineralnih mazivih ulja. Treba napomenuti da je u tabeli 4.5 index viskoznosti odreen prema dinamikom viskozitetu po metodi Roelands, Blok i Vlugter, zapravo, ovo je vie osnovni sistem i dozvoljava pouzdanije poreenje izmeu mineralnih ulja. Viskozitet Temperatura Viskoznost maziva opada sa temperaturom i to brzo i po odreenoj zakonitosti. Dodavanje aditiva ili sintetikih komponenti doprinosi poboljanju viskozno-temperaturnih karakteristika maziva. Slika 4.5 pokazuje razliku izmeu 150 gradnim ISO 3448 uljima sa KVI od 0 i 95. Slika 4.6 pokazuje promjenu viskoziteta sa temperaturom za serije ulja sa kinematskim viskoznim indeksom-KVI 95.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

138

Slika 4.5 150 klasa ISO 3448 ulja od 0 i 95 KVI

Slika 4.6 Promjena viskoziteta sa temperaturom

Temperatura, oC

Viskoznost, mNs/m

2 ili cP

Temperatura, oC

Kinematska viskoznost, mm

2 /s

-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

5000 4000 3000 2000 1000 500 400 300 200 150 100 75

50 40 40 30

20

15

10 9 8 7 6 5

2

4

3

220 460

320 150

100 68

46 32

22 15

10

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

139

Viskozitet Pritisak Viskozitet kod ulja se znaajno poveava pod djelovanjem pritiska. Naftenska ulja su vie podlona promjenama viskoznosti pod djelovanjem pritiska od parafinskih, ali otprilike, oba podvostruuju viskozitet za svakih 35 [MN/m2] poveanja pritiska. Slika 4.7 daje zavisnost promjene viskoziteta ulja SAE 20 W prema ISO 3448 ili srednje mainsko ulje, tip HVI, i sa promjenom temperature i sa pritiska. U elasto-hidrodinamikoj formulaciji obino se pretpostavlja tako da viskozitet eksponencijalno raste sa pritiskom. Mada, u stvari, znatno odstupanje eksponencijalnog porasta moe da se desi kod visokih pritisaka, pretpostavka je validna do pritisaka koji kontroliu elastohidrodinamiko ponaanje, t.j. oko 35 [MN/m2]. Tipini koeficijenti viskoznog pritiska su dati u tabeli 4.6, zajedno sa drugim fizikim osobinama.

Slika 4.7 Promjena viskoziteta sa temperaturom i pritiskom kod SAE 20W (HVI) ulja

150 100 50 0 50 [oC]

40 [oC]

25 [oC]

1000

2000

3000

4000

Pritisak, MPa

Viskznost, mNs/m

2

Temperatura [oC]

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

140

Tabela 4.6 Tipine fizike osobine visoko rafiniranih mineralnih ulja

Naftenska ulja Parafinska ulja

Temp. [oC]

Vretensko Laka

mainska Teka

mainska Laka

mainska Teka

mainska

Cilindarska

Gustoa [kg /m3] na: 25 862 880 897 862 875 891

30 18,6 45 171 42 153 810

60 6,3 12 31 13,5 34 135

Viskozitet [Ns/m2] na:

100 2,4 3,9 7,5 4,3 9,1 27

Dinamiki index viskoznosti, DVI 92 68 38 109 96 96

Kinamatski kinematski index viskoznosti, KVI

45 45 43 98 95 95

Taka teenja , [oC] -43 -40 -29 -9 -9 -9

Pritisak Viskozni

koeficijent [m2/N108]

30 60 100

2,1 1,6 1,3

2,6 2,0 1,6

2,8 2,3 1,8

2,2 1,9 1,4

2,4 2,1 1,6

3,4 2,8 2,2

Toplotni kapacitet [J/kg oC] na :

30 60 100

1880 1990 2120

1860 1960 2100

1850 1910 2080

1960 2020 2170

1910 2010 2150

1880 1990 2120

Toplotna vodljivost [Wm / m2 oC]

30 60 100

0,132 0,131 0,127

0,130 0,128 0,125

0,128 0,126 0,123

0,133 0,131 0,127

0,131 0,129 0,126

0,128 0,126 0,123

Temperatura [oC] za pritisak pare 0,001mmHg

35 60 95 95 110 125

Taka paljenja,na otvorenom,[oC] 163 175 210 227 257 300

Uobiajena upotreba Prije, nego to je viskozitet mogao biti precizno mjeren, ulja su bila grubo klasificirana u grupe prema stepenu viskoziteta i po njihovoj tipinoj upotrebi na:

Vretenska ulja - niskoviskozna ulja (npr.ispod 0,01 [Ns/m2] na 60[oC] ) koja su podesna za podmazivanje brzohodnih leajeva, kao to su vretena tkakih stanova.

Laka mainska ulja - srednjeviskozna ulja (npr. 0,0100,02 [Ns/m2]) na 60[oC] , podesna za maine koje rade pri umjerenim brzinama.

Teka mainska ulja - visokoviskozna ulja (npr. 0,020,10 [Ns/m2]) na 60[oC] , podesna za sporohodne maine.

Cilindarska ulja - podesna za podmazivanje cilindara parnih maina; viskozitet u granicama 0,12 0,3 [Ns/m2]na 60[oC].

4.2.2 Uzroci oteenja ulja Ulja za podmazivanje mogu postati neprikladna za upotrebu zbog: oksidacije, termike dekompozicije i zaprljanja.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

141

Oksidacija Hemijske promjene maziva su najtipinije i najizraenije promjene koje se deavaju kod maziva u toku eksploatacije. Svako mazivo, bez obzira na vrstu i nain njegovog dobijanja ili porijekla, podlono je promjenama hemijskog karaktera pri emu se mijenja i njegova osnovna struktura, ove promjene se esto nazivaju oksidacija ili degradacija maziva. Od niza uticajnih parametara na hemijske promjene maziva, temperatura ima dominantnu ulogu, kako u pogledu brzine tako i u pogledu intenziteta tih promjena, tabela 4.7. Praksa pokazuje da se za svaki porast temperature maziva od 8 do 10 [oC], iznos oksidacije duplira.

Tabela 4.7 Temperaturne granice za mineralna i sintetika ulja

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

142

Termika degradaciju Mineralna ulja su relativno stabilna u odnosu na termiku degradaciju u odsustvu kisika, ali kod temperatura oko 330 [oC], zavisno od vremena izlaganja temperaturi, mineralna ulja se ralau na manje fragmente od kojih se veina polimerizuje i formira tvrde nerastvorive produkte, tabela 4.8.

Tabela 4.8 Proizvodi termike degradacije

Proizvod Rezultat

Laki ugljikovodici Taka paljenja je smanjena, viskozitet je smanjen.

Ostaci ugljika Tvrde naslage na grejnim povrinama smanjuju protok i naglaeno pregrijavanje. Neki aditivi, koji se dodaju mazivima, su vie podloni termikoj degradaciji nego sama bazna ulja npr. aditivi za ekstremni pritisak (EP) ija je granina temperatura primjene ispod 130[oC]. Zaprljanje Zaprljanja ili kontaminacija je vjerovatno najvei zajedniki razlog za mijenjanje ulja. Unutranja kontaminacija nastaje kao posljedica habanja, dok kontaminacija izvan sistema nastaje kao posljedica uslova eksploatacije i nesavrenosti zaptivanja sistema. Zaprljanja mogu biti klasificirana kao to je pokazano u tabeli 4.9. Tabela 4.9 Zagaenje

Tip Primjer

Gasovi Zrak, amonijak, produkti sagorijevanja SUS motora.

Tenost Voda, glikol, gorivo, ulje drugih tipova ili stepena viskoziteta ili oboje.

vrsto tijelo a iz goriva, cestovna praina, lebdei pepeo, produkti izazvani habanjem. Zaprljanje ili kontaminacija su jedan od najeih razloga zgob kojih se vri zamjena maziva i ne nalazi se u direktnoj vezi sa vremenom ekploatacije. 4.2.3 Aditivi za ulja Mineralna ulja se koriste u mnogim granama i sistemima za podmazivnje leajeva, zupanika i drugih mainskih sistema zavisno od njihove oksidacione stabilnosti uzrokovane temperaturnim uticajima, sposobnost sprjeavanja habanja, itd. Danas, meutim, zahtjevi su esto vei, nego to su ulja sposobna pruiti, te se specijalni hemijski dodaci ili aditivi dodaju uljima za poboljanje njihovih osobina. Funkcionalni zahtjevi ovih ''aditiva'' i njihovi tipovi su pokazani u tabelama 4.10. i 4.11.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

143

Tabela 4.10 Tipovi aditiva

Glavni tipovi aditiva

Funkcija i pod tipovi

Aditivi za neutralizaciju kiseline

Uklanjanje zagaenja jakim kiselinama, npr., kod sagorijevanja visoko sumpornih goriva ili, rjee kod dekompozicije aktivnih EP aditiva.

Aditivi protiv pjenjenja Smanjenje povrinskog pjenjenja.

Antioksidanti Smanjenje oksidacije. Primjenjuju se razliiti tipovi: za sprjeavanje oksidacije, usporivai, za sprjeavanje korozije, za smanjenje netopivog taloga

Zatita protiv re Smanjenje korozivnosti razliitih eljznih povrina podmazivanih uljem. Aditivi za zatitu od troenja

Smanjenje troenja i sprjeavanje habanja dodirnih povrina usljed radnog optereenja uzrokovanog razliitim stanjima; prirodna zatita je nesigurna.

Aditivi za sprjeavanje korozije

Tip (a) smanjivanje korozije olova; tip (b) smanjivanje korozije monovalentnih metala.

Aditivi deterdenti Smanjuju ili sprjeavaju stvaranje taloga pri visokim temperaturama i neutralizuju kisele produkte izgaranja, npr. u SUS motorima. Aditivi disperzanti Sprjeavaju nagomilavanje taloga na nioj temperaturi (hladni mulj).

Aditivi emulgatori Za stvaranje emulzija tipa voda u ulju(V/U) ili ulje u vodi(U/V), prema potrebi.

Ekstremni pritisak (EP) Sprjeava troenja dodirnih povrina, koje uzrokuju visoka optereenja ili teka udarna optereenja, formiranjem uglavnom anorganskih povrinskih slojeva.

Polarni aditivi Smanjenje trenja kod graninog podmazivanja; poveanje nosivosti gdje je ogranieno formiranje organskih povrinskih slojeva kod porasta temperature.

Aditivi za snienje take teenja Smanjenje take teenja parafinskih ulja.

Aditivi za poboljanje prionljivosti

Smanjenje gubitka ulja, npr. kod vertikalnih kliznih povrina, ili kod djelovanja centrifugalne sile.

Aditivi za poboljanje indeksa viskoznosti Smanjuje opadanje viskoziteta nastaje pri poveanju temperature.

Tabela 4.11 Tipovi aditivnih ulja zahtjevanih za razliite tipove maina Tip maine Uobiajena mjeavina ulja Uobiajeni aditivi Posebni zahtjevi

Prerada hrane Medicinsko bijelo ulje. Nikakvi aditivi. Sigurnost u sluaju unosa u hranu.

Hidraulino

ulje

Parafinska do oko -20oC , naftenska ispod -20oC.

Aditivi protiv oksidacije, korozije, habanja i pjenjenja. Aditivi za snienje take teenja .

Najmanja promjena viskoziteta sa temperaturom. Najmanje troenje elika po eliku.

Parne i gasne turbine

Parafinski ili naftenski destilati.

Aditivi protiv oksidacije i korozije.

Brzo odvajanje vode, dobra oksidaciona stabilnost.

Cilindri parnih

maina

Nerafinirani ili rafinirani zaostali ili visoko viskozni destilati.

Nikakvi aditivi ili masno ulje.

Odravanje uljnog filma na vruim povrinama; otpor prema sapiranju ulja kod prisustva vlane pare.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

144

Nastavak tabele 4.11 Tipovi aditivnih ulja traenih za razliite tipove maina-kraj

Cilindri zranih

kompresora

Parafinski ili naftenski destilati.

Aditivi protiv oksidacije i korozije. Slaba sklonost stvranju taloga.

Zupanici (elik/elik) Parafini ili nafteni.

Aditivi protiv habanja, ekstremnog pritiska (EP), oksidacije, pjenjenja. Aditivi za snienje take teenja .

Zatita protiv troenja i habanja.

Zupanici (elik/bronza) Parafini.

Polarni aditivi. Antioksidanti.

Smanjenje trenja, temperaturnog porasta , habanja i oksidacije.

Klizne staze alatnih maina Parafini ili nafteni.

Polarni aditivi. Aditivi za poboljanje prionljivosti

Odravanje kliznosti kod vrlo malih brzina. Odravanje uljnog filma na vertikalnim povrinama.

Hermetiki zatvoreni hladnjaci

Nafteni.

Nikakvi aditivi.

Dobra termika stabilnost, rastvorljivost u rashladnom sredstvu, nia taka teenja.

Dizel motori Parafini ili nafteni.

Aditivi deterdenti i disperzanti. Aditivi protiv habanja, oksidacije, pjenjenja Aditivi za neutralizaciju kiseline i sprjeavanje korozije.

U zavisnosti od tipa motora izabrati adekvatnu kombinaciju aditiva.

Izbor aditivnih kombinacija Aditivi i ulja se kombinuju na razliite naine da obezbijede traena svojstva, i to mora biti naglaeno, meutim, neadekvatno mjeanje moe prouzrokovati neeljena meudejstva, npr. neutralizacija drugih uspjenih aditiva, korozivnosti i formiranje taloenja materijala. Neki aditivi mogu biti ukljueni u mjeavinu i tako jednostavno nadvladati probleme uzrokovane dejstvom drugih aditiva. to se vie zahtjeva trai od maziva, to se mora u mazivo dodati vie adititva, da bi se ostvario eljeni rezultat, a potom je potrebno izvriti obimna ispitivanja kako bi se dobile zadovoljavajue performanse. 4.2.4 Ulja za protona podmazivanja A Prema klasifikaciji ISO 6743/0 ova grupa ulja ima oznaku ISO-L A, a dalja podjela je data u tabeli 4.12, gdje su prikazane osnovne grupe ulja za protone sisteme prema sastavu, odreenim osobinama i mjestima primjene. Klasifikacija ulja za protona podmazivanja, odnosno protone sisteme podmazivanja, prikazana je u tabeli 4.12.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

145

Tabela 4.12 Klasifikacija ulja za protone sisteme podmazivanja SIMBOL

ISO-L SASTAV I

KARAKTERISTIKE PRIMJENA

AY Nerafinisano ulje Grubi mainski elementi, osovine, eljeznike skretnice i sl.

AN Rafinisano ulje Mainski elementi izloeni manjim optereenjima

AB

Rafinisano ulje sa aditivima za poboljanje adhezivnosti, EP aditivima i antikorozionim aditivima

Otvoreni zupasti prijenosnici, elina uad i druge otvorene povrine mainskih elemenata

Prvu grupu, oznake ISO-L AY, ine isti uljni rafinati (destilati) koji se nakon obavljenog podmazivanja ne vraaju u sistem podmazivanja, nego se nepovratno gube. Primjer takve primjene je podmazivanje eljeznikih vagonskih osovina, to inae predstavlja jedan od rijetkih primjera primjene ovih ulja. Drugu, ISO-L AN grupu ine vretenasta i leina ulja koja predstavljaju rafinate bez aditiva, a treu, ISO-L AB grupu ine ulja sa aditivima. 4.2.5 Ulja za zupaste prijenosnike C Generalno gledajui, ulja za podmazivanje zupanika trebaju ispuniti sljedee funkcije: smanjenje trenja pri prijenosu snage, smanjenje ili sprjeavanje troenja i mehanikih oteenja, odvoenje toplote nastale trenjem, sprjeavanja korozije leaja i zupanika kao i sprjeavanje prodiranja neistoa u prijenosnike. Prilikom odabiranja ulja za podmazivanje, izmeu ostalog, najveu panju treba posvetiti viskozitetu kao i sposobnosti otputanja vazduha, tj. sklonosti prema pjenjenju. Pregled vrste ulja za zupaste prijenosnike u industriji i njihova ogranienja upotrebe u zavisnosti od temperature su prikazana u tabeli 4.13. Tabela 4.13 Vrste ulja za podmazivanje zupastih prijenosnika u industriji

VRSTA ULJA MAKSIMALNA TEMPERATURA UPOTREBE, [oC]

Ulja sa aditivima za zatitu od korozije i oksidacionu stabilnost 93 Ulja za zupanike sa EP aditivima 70 do 93

Kompaundirana ulja za zupanike sa EP aditivima 70 do 93 U pogledu viskoziteta i podnoenja visokih pritisaka, u tabeli 4.14 data je klasifikacija ulja za zupaste prijenosnike prema Amerikoj asocijaciji proizvoaa zupanika-AGMA (American Gear Manufactures Assotiation). Ova klasifikacija se dobro slae sa ISO klasifikacijom prema viskozitetu.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

146

Tabela 4.14 AGMA klasifikacija ulja za zupaste prijenosnike prema viskozitetu i poreenje sa ISO klasifikacijom

AGMA oznaka

ISO oznaka

Podruje

viskoziteta

prema ISO

VG na 38

oC

Podruje viskoziteta prema AGMA na

temperaturi:

R-O EP [mm2/s] 38[oC] 100[oC]

1 --- 46 41,4 do 50,6 180 do 240 ---

2 2EP 68 61,2 do 74,8 280 do 360 ---

3 3EP 100 90 do 110 490 do 700 ---

4 4EP 150 135 do 165 700 do 1000 ---

5 5EP 220 198 do 242 --- 80 do 105 6 6EP 320 288 do 352 --- 105 do 125

7 comp. 7EP 460 414 do 506 --- 125 do 150 8 comp. 8EP 680 612 do 748 --- 150 do 190 8A comp. --- 1000 900 do 1000 --- 190 do 250

4.2.6 Ulja za cirkulacione sisteme F Za podmazivanje leajeva, vretena, prijenosnika i drugih elemenata tzv. cirkulacionim sistemima podmazivanja koriste se ulja pod zajednikim nazivom; ulja za cirkulacione sisteme. To su zapravo rafinisana mineralna ulja sa odgovarajuim aditivima koji omoguavaju uspjeno podmazivanje raznih maina i ureaja. Za visoke radne temperature i niske obodne brzine koriste se ulja vieg viskoziteta, a za nie radne temperature i vee obodne brzine koriste se ulja nieg viskoziteta. Prema klasifikaciji ISO 6743/0 ova grupa ulja ima oznaku ISO-L F, a dalja podjela je data u tabeli 4.15, gdje su prikazane osnovne grupe ulja za cirkulacione sisteme prema sastavu, odreenim osobinama i mjestima primjene.

Tabela 4.15 Ulja za cirkulacione sisteme (podmazivanje leajeva, vretena i pripadajuih prijenosnika)

SIMBOL ISO-L SASTAV I OSOBINE PRIMJENA

FD Rafinisana mineralna ulja sa posebnim osobinama protiv oksidacije, korozije i troenja

Za podmazivanje uljnom kupkom ili uljnom maglom kliznih i kotrljajnih leajeva i zupastih prijenosnika

FC Rafinisana mineralna ulja sa izvanrednim osobinama protiv oksidacije i korozije

Kao ulja FD samo kod manje optereenih prijenosnih ureaja

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

147

Izbor viskoznosti zavisi od zahtjeva u pogledu brzine, optereenja i temperature kod najkritinijih leaja, to proizvoa strojeva tano utvruje za svoje proizvode. Uglavnom se to odnosi na gradacije prema viskozitetu ISO VG 46 i 68 za podmazivanje leaja i ISO VG 5 i 7 za brzohodna vretena s kliznim leajevima u zavisnosti od zranosti leaja i brzine. Leajevi koji rade kod visokih optereenja imaju viskozitet mazivih ulja ISO VG 68 ili VG 100. Za valjne leajeve viskoznost mora biti oko 12[mm2/s]. Ukoliko se ova ulja upotrebljavaju za cirkulacijske sisteme, moraju posjedovati zadovoljavajuu oksidacijsku stabilnost i dobre viskozno-temperaturne karakteristike. Ponekad se od ovih ulja zahtjeva dobro svojstvo odvajanja zraka i vode, to je znaajno za cirkulacijske sisteme koji rade u ovako relativno blagim radnim uslovima. 4.3 MAZIVE MASTI Mazivo se moe definisati kao vrsto do poluteno sredstvo, koje se dobija dispergovanjem nekog uguivaa u ulje i koje je postojano na rasipanje. U tabeli 4.16 data je podjela mazivih masti s obzirom na razliite kriterije podjele.

Tabela 4.16 Podjela mazivih masti KRITERIJ PODJELE VRSTE MAZIVIH MASTI

Konstrukcija elementa koji se podmazuje

Masti za kotrljajue leajeve, kinetike zglobove, zupaste prijenosnike

Mjesto primjene Masti za automobile, avione, prehrambenu industriju, optu industriju Temperaturno podruje primjene Niskotemperaturne, standardne i visokotemperaturne

Vrsta uguivaa Sapunske (kalcijumove, litijumove, natrijumove, aluminijumove, kompleksne i dr.) i nesapunske (gel, bentonitne i dr.)

Nivo optereenja Normalne, EP i MOS (molibden disulfid) masti Vrsta baznog ulja Mineralne i sintetike masti

Gradacija Konzistencija masti 000 Polutekua

00 Polutekua Zupasti prijenosnici

0 Vrlo meka Centralni sistemi podmazivanja 1 Meka Centralni sistemi podmazivanja

2 Srednje meka Valjkasti leajevi

3 Srednje tvrda Opta primjena

4 Tvrda Klizni leajevi male brzine

5 Vrlo tvrda Rjee se primjenjuju za valjkaste leajeve

Prema NLGI (National Lubricating Grease Institute)

6 Vrlo tvrda Briketne masti

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

148

Kao sirovine za proizvodnju mazivih masti koriste se: ulje, uguiva i aditiv. U zavisnosti od tipa masti, eljenih karakteristika kao i viskoziteta sirovinskog ulja, procentualni udio ulja u mastima se kree od 75 do 95%. Kao to se iz tabele 4.16 vidi, ulja za proizvodnju masti mogu biti mineralnog ili sintetikog porijekla, a uguivai sapunskog ili nesapunskog porijekla. Jednostavne sapunske masti imaju najvei udio u potronji mazivih masti. Ove masti imaju sljedei sastav: 5 do 20% sapuna, 75 do 95% ulja i do 5% aditiva. Specijalne masti imaju sastav u kome su sapuni sa udjelom i do 40%. Masti proizvedene na bazi sintetikih ulja mogu se upotrebljavati za veoma niske radne temperature (-70oC) kao i vrlo visoke temperature(do 300oC). S druge strane, masti na bazi mineralnih ulja su primjenljive za mnogo ue temperaturne intervale. 4.3.1 Vrste masti U tabeli 4.17 su date razliite vrste mazivih masti njihove osnovne karakteristike.

Tabela 4.17 Vrste i osnovne karakteristike mazivih masti

VRSTA MASTI ALUMINIJUMOVE MASTI KALCIJUMOVE

MASTI NATRIJUMOVE

MASTI BARIJUMOVE

MASTI LITIJUMOVE

MASTI

Temperatura kapanja, [oC] 100 do 120 90 do 105 160 do 180 oko 150 190 do 220

Temperaturno podruje primjene

-30 do 100 -35 do 60 (80) -30 do 120 --- ---

Prionljivost Izuzetno dobra Dobra Dobra Dobra Dobra

Otpornost na djelovanje

vode Izuzetno dobra Veoma dobra Slaba Izuzetno dobra

Izuzetno dobra

Zatita od korozije Veoma dobra Dobra Dobra Dobra Veoma dobra

Mehanika stabilnost Umjereno dobra Slaba Umjereno dobra

Umjereno dobra Dobra

Uobiajena upotreba

Kuglini i igliasti leajevi manjih dimenzija

sa velikim brojem okretaja.

Opta upotreba. Leajevi sa poveanim

optereenjem i niim brojem

okretaja.

Valjkasti leajevi sa

velikim brojem okretaja.

Loa nisko- temperaturna

svojstva. Leajevi sa

niskim brojem okretaja.

Vienamjen-ska.

Svi kotrljajni leajevi.

Pogodni za niske

temperature.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

149

4.3.2 Postojanost Postojanost masti zavisi, izmeu ostalog, od procentualnog udjela sapuna u masti, ili uguivaa u masti. Utvruje se mjerenjem u desetim dijelovima milimetra, dubine do koje standardni konus potone u mazivo za pet sekundi na temperaturi 25 [oC] (ASTM D 217-IP 50). Izraava se u jedinicama, bezdimenzionalna veliina koja se nipoto ne smije tretirati kao deseti dio milimetra i naziva se penetracija. Penetracija je klasifikovana od strane Nacionalnog instituta za podmazivanje mastima (NLGI) u serije posebnih brojeva koji pokrivaju jedan vrlo irok dijapazon postojanosti. Ova klasifkacija ne uzima u obzir prirodu maziva, niti daje ikakve oznake kvaliteta ili upotrebe. Najzastupljenije postojanosti kod kotrljajnih leajeva su veliine NLGI 2 ili 3 ali, poto je savremena tehnologija proizvodnje maziva unaprijedila stabilnost masti za kotrljajne leajeve, tendencija je da se upotrebljavaju meke masti. U centralizovanim sistemima podmazivanja neuobiajeno je koristiti mast guu od NLGI 2, a esto se meka mast kao NLGI 0 moe smatrati kao najbolja. Ekstremne vrijednosti (000, 00, 0 i 4, 5, 6) su rijetko, ili nikako, koritene kod obinih kotrljajnih leajeva (osim 0 u centralnim sistemima), ali ove meke masti se esto koriste za podmazivanja zupanika. 4.3.3 Izbor masti Pri izboru masti razmatranje se mora usmjeriti na okolnosti i prirodu primjene. Prva odluka je obino dijapazon postojanosti. Ovo je u funkciji metoda upotrebe (npr. centralizovano, pojedinano i tako dalje). Ovo e u optem sluaju izabrati jedan ili dva NLGI nivoa, traenog stepena. Uobiajeno je da se NLGI 2 koristi kao najuniverzalnije prihvatljiv i odgovarajui za sve upotrebe osim u nekoliko sluajeva primjene. Sljedee o emu treba voditi rauna je radna temperatura. Treba posvetiti panju da radni opseg bude poznat sa definisani odstupanjima. Takoe, u uslovima veoma niske temperature, temperatura okruenja esto ima malog uticaja poslije pokretanja, zbog unutranjeg zagrijavanja leajeva. Uvijek se preporuuje, ako je mogue, mjeriti temperaturu termoparom ili slinim spravama. Izmjerena temperatura, ako to i nije tana temperatura leaja, bie mnogo korisnija nego to se pretpostavlja. Normalno, vie tipova masti mogu biti odgovarajui za datu upotrebu. Na posljetku, izbor masti za podmazivanje kotrljajnih leajeva ili teko optereenih kliznih leajeva e ovisiti vie ili manje o cjeni, ali logistiki moglo bi biti korisnije upotrijebiti skuplju mast, ako je ona ve u upotrebi za neku drugu svrhu. Glavne smjernice za podmazivanje kotrljajnih leaja su brzina i veliina leaja, tabela 4.18.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

150

Tabela 4.18 Izbor masti za kotrljajne leajeve

BRZINA

Vrlo sporo (ispod

500 min-1)

Sporo (500 min-1)

Umjereno (1000 min-1)

Brzo (2000 min-1)

Vrlo brzo (preko

2000 min-1) Veliina leajeva

Mikro (15mm)

Preporuuje se specijalno odabrana ultra ista mast

Vrlo mali (ispod 10 mm) Upotrebljavaju se masti normalne protonosti npr. tip XG 287

Mali (20 40 mm)

Srednji (65mm)

Kalcijum Kalcijum ili Litijum Kalcijum ili

Litijum Litijum Soda-kalcijum

uljni tip

Veliki (100mm) Litijum / ulje Litijum

Kalcijum ili Litijum Litijum ---

Vrlo veliki (200 mm ili vie)

Kalcijum ili Litijum

Kalcijum ili Litijum

Kalcijum ili Litijum

Litijum ili soda-kalcijum ---

Ako je leaj teko optereen u odnosu na svoju veliinu, tj. treba se voditi preporukama proizvoaa, ili ako je leaj izloen udarnim optereenjem, vano je koristiti neku mast za visoke pritiske. Naravno jedan visoko optereen letei leaj e zahtjevati dobru mast za visoki pritisak. Generalno, preporuljivo je uvijek imati neko dobro antikoroziono sredstvo u masti, ali poto najvei dio komercijalnih masti ve sadrava aditive za razne namjene ili su sami od sebe dobri zatitnici od korozije, ovo obino i nije kljuni problem. 4.4 SINTETIKA ULJA Sintetika maziva predstavljaju organska jedinjenja ija je struktura izraena od estarskih, etarskih, ugljikovodonikih i halogenugljikovodonikih funkcionalnih grupa. Ovo su jedinjenja koja se dobiju reakcijama sinteze. Sintetika maziva imaju sljedee karakteristike: visoka oksidaciona i termika stabilnost, niska isparljivost, dobre viskozno-temperaturne karakteristike i slaba zapaljivost. Meutim, sintetika maziva imaju i neke nedostatke kao sto su: slabo rastvaranje aditiva, nekompatibilnost sa materijalima zaptivnih elemenata i visoka cijena. Zbog toga se sintetika maziva koriste kada se problem podmazivanja ne moe uspjeno rijeiti primjenom klasinih maziva, kada je to tehnikim propisom proizvoaa dotine opreme decidno reeno i kada to ukupni trokovi proizvodnje dozvoljavaju, tabela 4.19.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

151

Tabela 4.19 Vrste i osnovne karakteristike sintetikih ulja Vrsta ulja

Osobine

Viskozitet

Primjena

Etarska ulja

Posjeduju dobre viskozno-temperaturne

karakteristike, naroito na niskim temperaturama, imaju visoke vrijednosti indeksa viskoziteta i nisku

taku teenja.

od 8 do 19500 [mm2/s]

pri 40[oC].

Na hidraulikim koionim sistemima kod automobila, u mjenjaima automobila, za izradu zaptivnih materijala specifine namjene, kao osnova za proizvodnju mazivih masti, pri obradi metala rezanjem i podmazivanju dvotaktnih motora sa unutranjim sagorijevanjem.

Estarska ulja

Mogu se dobiti povoljne vrijednosti indeksa

viskoziteta, temperature stinjavanja, termike i oksidacione stabilnosti.

---

U optoj industriji, za proizvodnju polusintetikih motornih ulja a naroito za podmazivanje elemenata i sklopova kod civilnih i vojnih aviona.

Sintetiki ugljiko-vodonici

-alkilaromati i -oligomeri olefina.

---

Za klipne kompresore, rashladne ureaje, pri obradi valjanjem, kao vienamjenska ulja za radne uslove na niskim temperaturama, za proizvodnju mazivih masti za podmazivanje na niskim temperaturama, Pri obradi valjanjem i izvlaenjem, pri obradi metala rezanjem, kao ulja za kaljenje i za proizvodnju maziva za dvotaktne motore sa unutranjim sagorijevanjem i maziva za elektrine kablove

Silikonska ulja

Silikonska ulja se odlikuju visokom

temperaturom kljuanja, malom isparljivou, malim uticajem temp-

erature na promjenu viskoziteta.

Viskozitet ovih ulja je

oko 1000 [mm2/s] na temperaturi od 20[oC].

Koriste se u vojnoj tehnici, za podmazivanje preciznih instrumenata, elektroprekidaa, za podmazivanje niskooptereenih leajeva sa visokim radnim temperaturama. Osim toga, silikonska ulja se koriste i za proizvodnju litijumovih mazivih masti za podmazivanje do temperatura od 200[oC].

4.5 VRSTA MAZIVA Pod vrstim mazivom se podrazumijevaju tanki filmovi vrstih materija koje se nanose na povrine elemenata maina kako bi se smanjilo trenje i habanje. vrsto mazivo se koristi kada su fluidi:

Nepoeljni, jer zagauju proizvod kao npr. u prehrambenoj industriji, elektrini kontakti, u uslovima oteanog odravanja ili problema skladitenja i sl.

Neefikasni u uslovima: Opasne okoline korozivni gasovi, blato i praina. Visoke temperature prerada metala, rakete. Kirogenske temperature rakete, rashlaivanje elektrana. Radijacija reaktori, svemir. Svemir/Vakum sateliti, radijacijska oprema. Nagrizajue okoline openito; esto se koriste sa uljima. Ekstremni pritisci openito; esto se koriste sa uljima.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

152

Tipovi vrstog maziva U grupu vrstih maziva se mogu svrstati oni materijali koji se namjenski koriste u tehnici podmazivanja, samostalno ili u kombinaciji sa drugim materijalima. Ovi materijali su najee kombinovane lamelarne strukture u obliku praha (molibdensulfid, grafit i dr.), kao i neorganski materijali nelaminarne strukture koji nalaze primjenu u zadnjih dvadesetak godina. U odnosu na tena maziva i mazive masti, vrsta maziva imaju nekoliko prednosti:

stabilnost u prisustvu hemijski agresivnih tenosti i gasova kao i radioaktivnih sredina,

mogunost primjene u irokom rasponu temperatura, mogunost zatite povrina od troenja pri veoma visokim pritiscima i veoma

niskim brzinama klizanja i ne zahtijevaju posebne sisteme i ureaje za podmazivanje.

Grafit Grafit ima specifinu kristalnu strukturu rasporeenu po paralelnim molekularnim slojevima i predstavlja klasino vrsto mazivo laminarne strukture. Zbog povoljnog odnosa vrstoe u horizontalnoj i vertikalnoj ravni prostorne strukture, grafit, kada se nae izmeu dvije povrine, znaajno smanjuje koeficijent trenja. Grafit, a takoer i ostala vrsta maziva laminarne strukture, vrlo dobro prijanja na metalne povrine popunjavajui pri tome udubljenja profila povrina, tako da nakon perioda uhodavanja povrina nastupa klizanje grafita po grafitu. Grafit svoja maziva svojstva zadrava i u prisustvu zraka, vlage, meutim u vakuumu ih skoro potpuno gubi. Temperatura oksidacije grafita je oko 350 [oC], a sve do 320[oC] se moe uspjeno koristiti kao mazivo sredstvo. Mazive karakteristike grafita se umnogome mogu poboljati ako se pomijea sa uljima, emulzijama i mazivim mastima, a naroito sa 10 do 15% molibden sulfuda. Tri su osnovna naina upotrebe grafita kao maziva i to: u obliku praha (utrljavanjem ili u obliku suspenzija sa odgovarajuim solventom koji isparava nakon nanoenja na povrine), u obliku paste ili se pak dodaje mazivim uljima, mastima ili polimernim smolama. Molibdendisulfid Molibdendisulfid (MoS2) sastavljen je od jednog atoma molibdena i dva atoma sumpora sa vrlo slabim vezama izmeu molekula. Zbog toga molibdendisulfid daje vrlo nizak koeficijent trenja. Ako se uzme u obzir i injenica da se MoS2 vrsto vee za metalne povrine, onda je s razlogom ovo najee upotrebljavano vrsto mazivo. Stepen vezivanja molibdendisulfida za metalne povrine zavisi od hrapavosti povrine, te je utvreno da se najpovoljnija debljina sloja javlja pri Ra=1 do 1,5 [m]. Molibdendisulfid se kao i grafit koristi pomijean sa isparljivim solventom i kao dodatak uljima i mazivim mastima, ili u obliku istog praha. Dejstvo MoS2 u uljima i mazivim mastima naroito je izraeno u uslovima graninog i mijeanog podmazivanja. Takoer, molibdendisulfid se pomijean sa vodom uspjeno koristi pri obradi metala rezanjem i procesima istiskivanja u toplom stanju. Temperatura postojanosti MoS2 s aspekta odravanja karakteristika podmazivanja je dosta visoka i iznosi oko 400[oC], dok na temperaturama preko 600[oC] nastaje oksid molibdena koji je vrlo tetan u tribolokim sistemima zbog svoje velike abrazivnosti.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

153

Neorganska nelaminarna vrsta maziva U ova maziva spada itav niz materijala od kojih su najvaniji olovnimonoksid (PbO), kalcijumoksid (CaO), kadmijumoksid (CdO) i kalcijumfluorid (CaF2). Olovnimonoksid je slabo mazivo sredstvo do temperature oko 250[oC], ali preko te temperature, pa sve do 650[oC] posjeduje vrlo dobre mazive karakteristike. Sline, mada slabije, karakteristike posjeduju i kalcijumoksid i kadmijumoksid. Kalcijumfluorid je vrlo dobro mazivo do temperature oko 400[oC], ali sa dodatkom grafita i keramikih materijala predstavlja jedno od najboljih mazivih sredstava za vrlo visoke radne temperature (od 700[oC] do 1000[oC]), kada se druga maziva praktino i ne mogu upotrebljavati. Metali kao maziva Olovo i kalaj su najee primjenjivani metali kao maziva sredstva kod valjanja i izvlaenja, posebno ipki, cijevi ili ica od nerajueg elika ili elika legiranih niklom. U metalurgiji, u raznim procesima obrade plastinom deformacijom koriste se i cink, bakar, barijum, aluminijum i indijum. Za podmazivanje leajeva upotrebljavaju se i plemeniti metali, npr. Srebro za povrinske prevlake kod nekih leajeva motora u vezduhoplovstvu ili u nekim dizel motorima. Takoe se koriste i zlatne prevlake u nekim specifinim primjenama. Za potrebe podmazivanja leajeva pumpi i hlaenje sistema u oblastima vrlo visokih temperatura koriste se i litijumi mjeavina natrijuma i kalijuma u tenom stanju. 4.6 GASOVITA MAZIVA Gasovita maziva se primjenjuju u uslovima aerostatikog i aerodinamikog podmazivanja. Neke karakteristike gasova su: hemijska stabilnost na visokim temperaturama, niska vrijednost dinamikog viskoziteta pri povienim temperaturama, nizak pritisak za uvoenje u sistem sa aerostatikim ili aerodinamikim uslovima podmazivanja. Meutim, nedostaci gasova kao to su stvaranje turbulencija pri strujanjima, velika kompresibilnost i sl., ne dozvoljavaju veu primjenu gasova kao maziva. Ilustracije radi, u tabeli 4.20 prikazane su neke karakteristike za najee upotrebljavane gasove kao maziva sredstva. Tabela 4.20 Neke karakteristike gasovitih maziva

KARAKTERISTIKA

Vazduh O2 CO2 N2 H2 He

Gustina, [kg/m3], pri temperaturi 0oC i pritisku 105[MPa] 1,29 1,43 1,98 1,25 0,09 0,18

Toplotna vodljivost, , [W/moK], pri 100oC 0,033 0,033 0,023 0,031 0,216 0,171

Kinematski viskozitet, , [mm2/s] 13,2 13,4 6,92 13,2 93,4 104,2

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

154

4.7 OSTALE TENOSTI Postoji irok spektar tenosti sa mnogo razliitih primjena koji mogu dolaziti u kontakt s tribolokim komponentama. U ovom sluaju, najvanije svojstvo tenosti je obino njegov viskozitet. Zbog toga su, na narednim slikama 4.8 4.13, predstavljene vrijednosti viskoziteta za neke uobiajene tenosti i za neke vanije procesne fluide (tenosti).

Temperatura, oC

Slika 4.8 Viskozitet vode na razliitim temperaturama i pritiscima

Linija zasienja

Pritisak, bar

Dinamiki viskozitet, Pa s

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

155

Temperatura, oC

Slika 4.9 Viskozitet razliitih rashladnih tenosti

Dinamiki viskozitet, cP

RASHLADNO SREDSTVO 11

RASHLADNO SREDSTVO 12

SLANA VODA

SLANA VODA

SLANA VODA

RASHLADNO SREDSTVO 113

Dinamiki viskozitet, Pa s

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

156

Temperatura, oC

Slika 4.10 Viskozitet raznolikih toplotno prenosnih fluida

Dinamiki viskozitet, cP

50 cST SILIKON (POLYDIMETHYL SIOXANE)

TERTACHLORDIPHENYL (AROCLOR 1248)

TIPINI DIESTER

26.5% DIFENIL/ DIFENIL ETER

1,2-DIHLORBENZEN

MORSKA VODA

VODA

Dinamiki viskozitet, Pa s

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

157

Temperatura, oC

Slika 4.11 Viskozitet raznolikih lakih petrolejskih proizvoda

Dinamiki viskozitet, Pa s

Dinamiki viskozitet, cP

OBINO PLINSKO ULJE

OBINO DIZEL GORIVO

KEROZIN

VISOKO VISKOZNI KEROZIN

NISKO VISKOZNI KEROZIN

NISKO VISKOZNI BENZIN

VISOKO VISKOZNI BENZIN

OBINI ATK

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

158

Temperatura, oC

Slika 4.12 Viskozitet raznolikih tekih petrolejskih proizvoda

Dinamiki viskozitet, Pa s

Dinamiki viskozitet, cP

LO ULJE 1000 REDWOOD SEKUNDI

LO ULJE 6000 REDWOOD SEKUNDI

LO ULJE 200 REDWOOD SEKUNDI

OBINO PLINSKO ULJE

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

159

Temperatura, oC

Slika 4.13 Viskozitet raznolikih mjeavina na bazi vode

Za sve praktine svrhe, gore navedeni fluidi mogu se svrstati u Njutnove fluide, ali ostali fluidi, kao to je mjeavina voda u ulju (emulzija), su ne njutnovski fluidi. Vrijednosti viskoziteta data za obinu 40% mjeavinu vode u ulju (emulzija) je za veoma male brzine smicanja. Za ovu mjeavinu viskozitet e se poveati za 10% pri brzini smicanja priblino 3000 s-1 i za 20% pri brzini smicanja priblizno 10000 [s-1].

Dinamiki viskozitet, Pa s

Dinamiki viskozitet, cP

PRITISAK, BAR

OBINA VODENA EMULZIJA (40% VODE)

OBINI VODENI GLIKOL