of 30 /30
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 služe za smanjenje sila trenja na kontaktnim površinama mašinskih elemenata. U tehničkoj praksi, s obzirom na agregatno stanje, maziva se dijele na: gasovita maziva, tečna maziva (maziva ulja i slične tečnosti bez obzira na porijeklo), pastozna maziva (mazive masti), i čvrsta, odnosno kruta maziva. Prema hemijskom sastavu maziva se dijele na: organska i neorganska maziva. Prema porijeklu maziva se dijele na: prirodna i sintetička maziva. Međunarodna 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 slični proizvodi, W voskovi i parafini i B – bitumeni. Prema tome, maziva, industrijska ulja i svi slični proizvodi svrstani su u grupu L (Lubricants), koji se dalje, također 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 više podgrupa, a u zavisnosti od mjesta primjene i karakteristika maziva. Prema ISO standardu (ISO 3448-75) predložena je klasifikacija tekućih industrijskih maziva prema viskozitetu (tabela 4.2) i prihvaćena je u gotovo svim državama svijeta.

4.Sredstva Za Podmazivanje, lubricants

  • Upload
    stolic

  • View
    322

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

sato olevic sredstva za podmazivanje, lubricants, machine lubricants

Citation preview

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 služe za smanjenje sila trenja na kontaktnim površinama mašinskih elemenata. U tehničkoj praksi, s obzirom na agregatno stanje, maziva se dijele na: • gasovita maziva, • tečna maziva (maziva ulja i slične tečnosti bez obzira na porijeklo), • pastozna maziva (mazive masti), i • čvrsta, odnosno kruta maziva. Prema hemijskom sastavu maziva se dijele na: • organska i • neorganska maziva. Prema porijeklu maziva se dijele na: • prirodna i • sintetička maziva. Međunarodna 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 slični proizvodi, W – voskovi i parafini i B – bitumeni. Prema tome, maziva, industrijska ulja i svi slični proizvodi svrstani su u grupu L (Lubricants), koji se dalje, također 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 više podgrupa, a u zavisnosti od mjesta primjene i karakteristika maziva. Prema ISO standardu (ISO 3448-75) predložena je klasifikacija tekućih industrijskih maziva prema viskozitetu (tabela 4.2) i prihvaćena je u gotovo svim državama svijeta.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

131

Tabela 4.1 Klasifikacija maziva, industrijskih ulja i sličnih proizvoda prema području primjene

Tabela 4.2 Klasifikacija industrijskih maziva

prema viskozitetu (ISO 3448-75)

OZNAKA

PODRUČJE PRIMJENE

A Protočno podmazivanje B Podmazivanje kalupa C Zupčasti prijenosnici

D Kompresori i rashladni uređaji

E Motori sa unutrašnjim sagorijevanjem

F Cirkulacioni sistemi G Klizne staze i vodilice H Hidraulički sistemi M Obrada metala N Električne instalacije P Pneumatski alat Q Prijenos topote

R Privremena zaštita od korozije

T Turbinska postrojenja U Termička obrada X Primjena mazivih masti Y Ostala primjena Z Cilindri parnih mašina

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

40oC ISO OZNAKA

min max Srednja vrijednost

kinem. viskoziteta,

ν, [mm

2/s], kod 40

oC

Dinamički viskozitet,

η, [mPa⋅s], 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 obuhvaćeno područje viskoziteta od 2 do 1500 [mm2/s] kod temperature 40oC, pri čemu je ustanovljeno 18 gradacija. Ovim rasponom viskoziteta je praktički obuhvaćen kompletan asortiman maziva i sličnih 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 različite sisteme klasifikacija prema viskozitetu. Značaj osobina maziva u zavisnosti od vrste komponente koja se podmazuje je prikazan u tabeli 4.3.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

132

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

komponente Osobine maziva

Klizni ležaj

Kotrljajni ležaj

Zatvoreni zupčasti

parovi

Otvoreni zupčasti

parovi, užadi, lanci i sl.

Satovi i drugi

instrumenti

Klizači, vođice,

brave i sl.

1. Karakteristike graničnog podmazivanja

+ ++ +++ ++ ++ +

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

zadržavanja u ležaju + ++ - + +++ +

5. Mogućnost zaptivanja - ++ - + - + 6. Temperaturni opseg + ++ ++ + - + 7. Zaštita protiv korozije + ++ - ++ - + 8. Isparljivost + + - ++ ++ + Napomena: Relativni značaj svake osobine maziva u pojedinim dijelovima komponenti se indikuje na skali od „ +++“ = visoka važnost do „ -„ = nevažno.

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

zupčanici

SAE zupčanici motornih

vozila

SAE motorna ulja

Opšta klasifikacijabaznih ulja

Viskozitet, ν, mm

2/s, na 40

oC

Viskozitet, ν, mm

2/s, na 100 oC

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

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

133

Na slici 4.2 prikazan je dijagram za određivanje graničnih vrijednosti brzine i opterećenja za različite tipove maziva.

Slika 4.2 Dijagram graničnih vrijednosti brzine i opterećenja za različite tipove maziva

Napomena uz sliku 4.2: A- Granica za čvrsto/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 različitih vrsta ulja za podmazivanje. U tabeli 4.4 su prikazani načini i mogućnosti podmazivanja različitih mehanizama.

A

B

C

D

B za kotrljajne

ležajeve B za klizne

ležajeve

E F

Brzina, mm/s

Specifično opterećenje, p kN/mm

2

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

134

Slika 4.3 Dijagram zavisnosti viskoznih i temperaturnih karakteristika različitih ulja

Efektivni viskozitet maziva u ležaju može biti različit u odnosu na veličine viskoziteta izmjerenog standardnim metodoma ispitivanja, ta razlika zavisi od veličine smicanja u ležištu, slika 4.4.

Slika 4.4 Promjena viskoziteta u zavisnosti od smicanja

Apsolutni viskozitet, [mPa s]

Efektivni viskozitet [mm

2/s]

Veličina smicanja

kod standardnihispitivanja

je niska.

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

Silikonska ulja

Esterska ulja

Mineralna uljaSintetička ulja

Veličina smicanja u

ležajima može biti

visoka.

Velična smicanja [s-1]

Tipična SAE 30 mineralna ulja na 100 oC

Tipična SAE 20/50 mineralna ulja na 100 oC

Tipična SAE 30 mineralna ulja na 20 oC

Tipična 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 mogućih načina i sistema podmazivanja različitih mehanizama

Maziva

Sistem

podmazivanja

Troškovi

održavanja

Troškovi

investiranja

Veličina toplote

odvedene

podmazivanjem

Napomena

Ulje ručno visoki niski mala Samo za lake režime.

cirkulacioni sistem niski visoki visoka Neophodno je osigurati protok

ulja.

podmazi-

vanje prstenom

niski niski umjerena Samo za umjerene obimne brzine.

porozni ležajevi niski niski mala Samo za umjerene obimne

brzine i niske specifične pritiske. Mast ručno visoki niski nikakva Samo za laku upotrebu.

Radijalni ležajevi

centralni sistem niski visoki nikakva Potrebna dobra sposobnost

pumpanja kod dugih cjevovoda

Ulje uljna magla niski visoki mala

Troškovi investiranja su umjereni ako se omogući

komprimirani zrak u potrebnoj količini i čistoći.

cirkulacioni sistem niski visoki visoka

Uljne mlaznice moraju biti propisno dizajnirane i

postavljene da osiguraju optimalno podmazivanje i

odvođenje toplote.

kupka niski niski mala Zahtjeva pažljivo konstruiranje i

zaptivanje da se izbjegne suvišno punjenje

bućkanje niski niski umjerena

Pažljivo projektovanje kućišta i drugih komponenti

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

Mast zatvoreni ležajevi niski niski nikakva

Mora se izbjeci prepunjenost. Troškovi održavanja su niski

samo ako period promjene maziva nije previše kratak.

Kotrlja-jući

ležajevi

centralni sistem niski visoki nikakva

Mogućnost curenja upotrebljene masti se mora spriječiti. Zaštititi

linije snabdjevanja od topline.

Ulje uljna kada niski niski umjerena

Zahtijeva se pažljivo konstruisano kućište da osigura adekvatno snabdjevanje uljem za sve zupčanike i da se onemogući

curenje.

cirkularni sistem niski visoki visoka

Mlaznice treba propisno dizajnirati i postaviti da

omoguće dotok ulja i odvođenje topline.

Mast ručno visoki niski nikakva Samo za lake režime.

Zupčanici

punjenjem kućišta niski niski nikakva

U principu za male, sporohodne zupčanike, inače koristiti tvrđa 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 sadrže hiljade različitih vrsta struktura, molekularne težine i isparljivosti, takođe zanemarljive ali važne količine ugljikovodikovih derivata sadrže jedan ili više elemenata nitrogena, oksigena i sumpora. Oni su klasificirani u različitim tipovima sirove nafte, kako slijedi:

• Parafinska ulja-sadrže značajnu količinu parafinskih ugljikovodika i ima tačku topljenja voska, ali malo ili nimalo asfaltnog materijala. Njihovi nafteni imaju dugi lanac (grupe atoma povezanih u prsten).

• Naftenska ulja-sadrže asfaltni materijal u najmanjoj količini, ali malo ili nimalo voska. Njihovi nafteni imaju kratak lanac.

• Miješana osnova-sadrži oboje i parfinske, naftenske i asfaltne ugljikovodike. Njihovi nafteni imaju umjeren do dugačak lanac.

Viskoznost Viskoznost predstavlja mjeru unutrašnjeg trenja, koja djeluje kao otpor na promjenu položaja molekula pri strujanju tečnosti i gasova kada se oni nalaze pod dejstvom smicajnog naprezanja. Veličina unutrašnjeg trenja je u idealnom slučaju ovisna o pritisku (p) i temperaturi (T). U tom slučaju je uspostavljena brzina smicanja (D) između pokretnih ravni u tečnosti, proporcionalna smicajnom naprezanju (τ). Nastala viskoznost iz unutrašnjeg trenja tečnosti, koja se takođe označava kao takozvana dinamička viskoznost (η), predstavlja svojstvo materije (koje zavisi o pritisku i temperaturi) koje se može definisati kao odnos naprezanja i brzine smicanja:

.) , .(const T p constD

= = =τ η … (4.1)

Sve tečnosti koje se ponašaju prema ovom zakonu nazivaju se njutnovskim (Newton) tečnostima. Shodno definiciji, za viskoznost se dobiva sljedeća dimenzija u SI sistemu jedinica, [Ns/m2] ili češće u praktičnoj upotrebi 1 [mPas] (mili Paskal sekunda) koja odgovara staroj jedinici 1 [cP] (centi Poase): 1[cP]=1[mPa s]. Takođe se kao jedinica za visoznost upotrebljava i viskoznost koja se odnosi na gustinu. Ovaj odnos viskoznosti i gustine naziva se kinematska viskoznost, ν:

ρη ν= [m2/s] ili češće se izražava 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 korištenom specijalnom aparatu za mjerenje, npr. Engler stepeni, Redwood sekunde, Saybolt sekunde i sl. Ove jednice se po zakonu više ne koriste i ne predstavljaju solutne vrijednosti viskoznosti i nepogodne su za korištenje.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

137

Index viskoznosti Ulja za podmazivanje su takođe klasificirana prema njihovoj promjeni kinematske viskoznosti sa temperaturom, npr. prema njihovom indexu kinematske viskoznosti ili KVI. Prema ranijoj klasifikaciji KVI su rangirani između 0 i 100, i predstavljali su ulja serije L- za niski index viskoznosti i H za ulja visokog indexa viskoznosti. Viši nivoi predstavljaju niže stepene promjene viskoziteta sa promjenom temperature. Današnja 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 naučni značaj ali je pogodan za spoznaju viskozno-temperaturnih ponašanja različitih mineralnih mazivih ulja. Treba napomenuti da je u tabeli 4.5 index viskoznosti određen prema dinamičkom viskozitetu po metodi Roelands, Blok i Vlugter, zapravo, ovo je više osnovni sistem i dozvoljava pouzdanije poređenje između mineralnih ulja. Viskozitet – Temperatura Viskoznost maziva opada sa temperaturom i to brzo i po određenoj zakonitosti. Dodavanje aditiva ili sintetičkih komponenti doprinosi poboljšanju viskozno-temperaturnih karakteristika maziva. Slika 4.5 pokazuje razliku između 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 značajno povećava pod djelovanjem pritiska. Naftenska ulja su više podložna promjenama viskoznosti pod djelovanjem pritiska od parafinskih, ali otprilike, oba podvostručuju viskozitet za svakih 35 [MN/m2] povećanja pritiska. Slika 4.7 daje zavisnost promjene viskoziteta ulja SAE 20 W prema ISO 3448 ili srednje mašinsko ulje, tip HVI, i sa promjenom temperature i sa pritiska. U elasto-hidrodinamičkoj formulaciji obično se pretpostavlja tako da viskozitet eksponencijalno raste sa pritiskom. Mada, u stvari, znatno odstupanje eksponencijalnog porasta može da se desi kod visokih pritisaka, pretpostavka je validna do pritisaka koji kontrolišu elastohidrodinamičko ponašanje, t.j. oko 35 [MN/m2]. Tipični koeficijenti viskoznog pritiska su dati u tabeli 4.6, zajedno sa drugim fizičkim 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 Tipične fizičke osobine visoko rafiniranih mineralnih ulja

Naftenska ulja Parafinska ulja

Temp. [oC]

Vretensko Laka

mašinska Teška

mašinska Laka

mašinska Teška

mašinska

Cilindarska

Gustoća [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

Dinamički index viskoznosti, DVI 92 68 38 109 96 96

Kinamatski kinematski index viskoznosti, KVI

45 45 43 98 95 95

Tačka tečenja , [oC] -43 -40 -29 -9 -9 -9

Pritisak – Viskozni

koeficijent [m2/N×108]

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

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

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

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

• Laka mašinska ulja - srednjeviskozna ulja (npr. 0,010÷0,02 [Ns/m2]) na 60[oC] , podesna za mašine koje rade pri umjerenim brzinama.

• Teška mašinska ulja - visokoviskozna ulja (npr. 0,02÷0,10 [Ns/m2]) na 60[oC] , podesna za sporohodne mašine.

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

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

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

141

Oksidacija Hemijske promjene maziva su najtipičnije i najizraženije promjene koje se dešavaju kod maziva u toku eksploatacije. Svako mazivo, bez obzira na vrstu i način njegovog dobijanja ili porijekla, podložno je promjenama hemijskog karaktera pri čemu se mijenja i njegova osnovna struktura, ove promjene se često 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 sintetička ulja

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

142

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

Tabela 4.8 Proizvodi termičke degradacije

Proizvod Rezultat

Laki ugljikovodici Tačka paljenja je smanjena, viskozitet je smanjen.

Ostaci ugljika Tvrde naslage na grejnim površinama smanjuju protok i naglašeno pregrijavanje.

Neki aditivi, koji se dodaju mazivima, su više podložni termičkoj degradaciji nego sama bazna ulja npr. aditivi za ekstremni pritisak (EP) čija je granična temperatura primjene ispod 130[oC]. Zaprljanje Zaprljanja ili kontaminacija je vjerovatno najveći zajednički razlog za mijenjanje ulja. Unutrašnja kontaminacija nastaje kao posljedica habanja, dok kontaminacija izvan sistema nastaje kao posljedica uslova eksploatacije i nesavršenosti zaptivanja sistema. Zaprljanja mogu biti klasificirana kao što je pokazano u tabeli 4.9. Tabela 4.9 Zagađenje

Tip Primjer

Gasovi Zrak, amonijak, produkti sagorijevanja SUS motora.

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

Čvrsto tijelo Čađ iz goriva, cestovna prašina, lebdeći pepeo, produkti izazvani habanjem.

Zaprljanje ili kontaminacija su jedan od najčešćih razloga zgob kojih se vrši 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 ležajeva, zupčanika i drugih mašinskih sistema zavisno od njihove oksidacione stabilnosti uzrokovane temperaturnim uticajima, sposobnost sprječavanja habanja, itd. Danas, međutim, zahtjevi su često veći, nego što su ulja sposobna pružiti, te se specijalni hemijski dodaci ili aditivi dodaju uljima za poboljšanje 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 zagađenja jakim kiselinama, npr., kod sagorijevanja visoko sumpornih goriva ili, rjeđe kod dekompozicije aktivnih EP aditiva.

Aditivi protiv pjenjenja Smanjenje površinskog pjenjenja.

Antioksidanti Smanjenje oksidacije. Primjenjuju se različiti tipovi: za sprječavanje oksidacije, usporivači, za sprječavanje korozije, za smanjenje netopivog taloga

Zaštita protiv rđe Smanjenje korozivnosti različitih željznih površina podmazivanih uljem. Aditivi za zaštitu od trošenja

Smanjenje trošenja i sprječavanje habanja dodirnih površina usljed radnog opterećenja uzrokovanog različitim stanjima; prirodna zaštita je nesigurna.

Aditivi za sprječavanje korozije

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

Aditivi deterdženti Smanjuju ili sprječavaju stvaranje taloga pri visokim temperaturama i neutralizuju kisele produkte izgaranja, npr. u SUS motorima.

Aditivi disperzanti Sprječavaju nagomilavanje taloga na nižoj 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) Sprječava trošenja dodirnih površina, koje uzrokuju visoka opterećenja ili teška udarna opterećenja, formiranjem uglavnom anorganskih površinskih slojeva.

Polarni aditivi Smanjenje trenja kod graničnog podmazivanja; povećanje nosivosti gdje je ograničeno formiranje organskih površinskih slojeva kod porasta temperature.

Aditivi za sniženje tačke tečenja Smanjenje tačke tečenja parafinskih ulja.

Aditivi za poboljšanje prionljivosti

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

Aditivi za poboljšanje indeksa viskoznosti Smanjuje opadanje viskoziteta nastaje pri povećanju temperature.

Tabela 4.11 Tipovi aditivnih ulja zahtjevanih za različite tipove mašina Tip mašine Uobičajena

mješavina ulja Uobičajeni aditivi Posebni zahtjevi

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

Hidraulično

ulje

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

Aditivi protiv oksidacije, korozije, habanja i pjenjenja. Aditivi za sniženje tačke tečenja .

Najmanja promjena viskoziteta sa temperaturom. Najmanje trošenje čelika po čeliku.

Parne i gasne turbine

Parafinski ili naftenski destilati.

Aditivi protiv oksidacije i korozije.

Brzo odvajanje vode, dobra oksidaciona stabilnost.

Cilindri parnih

mašina

Nerafinirani ili rafinirani zaostali ili visoko viskozni destilati.

Nikakvi aditivi ili masno ulje.

Održavanje uljnog filma na vrućim površinama; otpor prema sapiranju ulja kod prisustva vlažne pare.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

144

Nastavak tabele 4.11 Tipovi aditivnih ulja traženih za različite tipove mašina-kraj

Cilindri zračnih

kompresora

Parafinski ili naftenski destilati.

Aditivi protiv oksidacije i korozije. Slaba sklonost stvranju taloga.

Zupčanici (čelik/čelik) Parafini ili nafteni.

Aditivi protiv habanja, ekstremnog pritiska (EP), oksidacije, pjenjenja. Aditivi za sniženje tačke tečenja .

Zaštita protiv trošenja i habanja.

Zupčanici (čelik/bronza) Parafini. Polarni aditivi.

Antioksidanti. Smanjenje trenja, temperaturnog porasta , habanja i oksidacije.

Klizne staze alatnih mašina Parafini ili nafteni.

Polarni aditivi. Aditivi za poboljšanje prionljivosti

Održavanje kliznosti kod vrlo malih brzina. Održavanje uljnog filma na vertikalnim površinama.

Hermetički zatvoreni hladnjaci

Nafteni.

Nikakvi aditivi.

Dobra termička stabilnost, rastvorljivost u rashladnom sredstvu, niža tačka tečenja.

Dizel motori Parafini ili nafteni.

Aditivi deterdženti i disperzanti. Aditivi protiv habanja, oksidacije, pjenjenja Aditivi za neutralizaciju kiseline i sprječavanje korozije.

U zavisnosti od tipa motora izabrati adekvatnu kombinaciju aditiva.

Izbor aditivnih kombinacija Aditivi i ulja se kombinuju na različite načine da obezbijede tražena svojstva, i to mora biti naglašeno, međutim, neadekvatno mješanje može prouzrokovati neželjena međudejstva, npr. neutralizacija drugih uspješnih aditiva, korozivnosti i formiranje taloženja materijala. Neki aditivi mogu biti uključeni u mješavinu i tako jednostavno nadvladati probleme uzrokovane dejstvom drugih aditiva. Što se više zahtjeva traži od maziva, to se mora u mazivo dodati više adititva, da bi se ostvario željeni rezultat, a potom je potrebno izvršiti obimna ispitivanja kako bi se dobile zadovoljavajuće performanse. 4.2.4 Ulja za protočna 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 protočne sisteme prema sastavu, određenim osobinama i mjestima primjene. Klasifikacija ulja za protočna podmazivanja, odnosno protočne sisteme podmazivanja, prikazana je u tabeli 4.12.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

145

Tabela 4.12 Klasifikacija ulja za protočne sisteme podmazivanja SIMBOL

ISO-L SASTAV I

KARAKTERISTIKE PRIMJENA

AY Nerafinisano ulje Grubi mašinski elementi, osovine, željezničke skretnice i sl.

AN Rafinisano ulje Mašinski elementi izloženi manjim opterećenjima

AB

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

Otvoreni zupčasti prijenosnici, čelična užad i druge otvorene površine mašinskih elemenata

Prvu grupu, oznake ISO-L AY, čine čisti uljni rafinati (destilati) koji se nakon obavljenog podmazivanja ne vraćaju u sistem podmazivanja, nego se nepovratno gube. Primjer takve primjene je podmazivanje željezničkih vagonskih osovina, što inače predstavlja jedan od rijetkih primjera primjene ovih ulja. Drugu, ISO-L AN grupu čine vretenasta i ležišna ulja koja predstavljaju rafinate bez aditiva, a treću, ISO-L AB grupu čine ulja sa aditivima. 4.2.5 Ulja za zupčaste prijenosnike – C Generalno gledajući, ulja za podmazivanje zupčanika trebaju ispuniti sljedeće funkcije: • smanjenje trenja pri prijenosu snage, • smanjenje ili sprječavanje trošenja i mehaničkih oštećenja, • odvođenje toplote nastale trenjem, • sprječavanja korozije ležaja i zupčanika kao i • sprječavanje prodiranja nečistoća u prijenosnike. Prilikom odabiranja ulja za podmazivanje, između ostalog, najveću pažnju treba posvetiti viskozitetu kao i sposobnosti otpuštanja vazduha, tj. sklonosti prema pjenjenju. Pregled vrste ulja za zupčaste prijenosnike u industriji i njihova ograničenja upotrebe u zavisnosti od temperature su prikazana u tabeli 4.13. Tabela 4.13 Vrste ulja za podmazivanje zupčastih prijenosnika u industriji

VRSTA ULJA MAKSIMALNA TEMPERATURA UPOTREBE, [oC]

Ulja sa aditivima za zaštitu od korozije i oksidacionu stabilnost 93 Ulja za zupčanike sa EP aditivima 70 do 93

Kompaundirana ulja za zupčanike sa EP aditivima 70 do 93 U pogledu viskoziteta i podnošenja visokih pritisaka, u tabeli 4.14 data je klasifikacija ulja za zupčaste prijenosnike prema Američkoj asocijaciji proizvođača zupčanika-AGMA (American Gear Manufactures Assotiation). Ova klasifikacija se dobro slaže sa ISO klasifikacijom prema viskozitetu.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

146

Tabela 4.14 AGMA klasifikacija ulja za zupčaste prijenosnike prema viskozitetu i poređenje sa ISO klasifikacijom

AGMA oznaka

ISO oznaka

Područje

viskoziteta

prema ISO

VG na 38

oC

Područje 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 ležajeva, vretena, prijenosnika i drugih elemenata tzv. cirkulacionim sistemima podmazivanja koriste se ulja pod zajedničkim nazivom; ulja za cirkulacione sisteme. To su zapravo rafinisana mineralna ulja sa odgovarajućim aditivima koji omogućavaju uspješno podmazivanje raznih mašina i uređaja. Za visoke radne temperature i niske obodne brzine koriste se ulja višeg viskoziteta, a za niže radne temperature i veće obodne brzine koriste se ulja nižeg 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, određenim osobinama i mjestima primjene.

Tabela 4.15 Ulja za cirkulacione sisteme (podmazivanje ležajeva, vretena i pripadajućih prijenosnika)

SIMBOL ISO-L SASTAV I OSOBINE PRIMJENA

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

Za podmazivanje uljnom kupkom ili uljnom maglom kliznih i kotrljajnih ležajeva i zupčastih prijenosnika

FC Rafinisana mineralna ulja sa izvanrednim osobinama protiv oksidacije i korozije

Kao ulja FD samo kod manje opterećenih prijenosnih uređaja

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

147

Izbor viskoznosti zavisi od zahtjeva u pogledu brzine, opterećenja i temperature kod najkritičnijih ležaja, što proizvođač strojeva tačno utvrđuje za svoje proizvode. Uglavnom se to odnosi na gradacije prema viskozitetu ISO VG 46 i 68 za podmazivanje ležaja i ISO VG 5 i 7 za brzohodna vretena s kliznim ležajevima u zavisnosti od zračnosti ležaja i brzine. Ležajevi koji rade kod visokih opterećenja imaju viskozitet mazivih ulja ISO VG 68 ili VG 100. Za valjne ležajeve viskoznost mora biti oko 12[mm2/s]. Ukoliko se ova ulja upotrebljavaju za cirkulacijske sisteme, moraju posjedovati zadovoljavajuću oksidacijsku stabilnost i dobre viskozno-temperaturne karakteristike. Ponekad se od ovih ulja zahtjeva dobro svojstvo odvajanja zraka i vode, što je značajno za cirkulacijske sisteme koji rade u ovako relativno blagim radnim uslovima. 4.3 MAZIVE MASTI Mazivo se može definisati kao čvrsto do polutečno sredstvo, koje se dobija dispergovanjem nekog ugušćivača u ulje i koje je postojano na rasipanje. U tabeli 4.16 data je podjela mazivih masti s obzirom na različite kriterije podjele.

Tabela 4.16 Podjela mazivih masti KRITERIJ PODJELE VRSTE MAZIVIH MASTI

Konstrukcija elementa koji se podmazuje

Masti za kotrljajuće ležajeve, kinetičke zglobove, zupčaste prijenosnike

Mjesto primjene Masti za automobile, avione, prehrambenu industriju, opštu industriju

Temperaturno područje primjene Niskotemperaturne, standardne i visokotemperaturne

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

Nivo opterećenja Normalne, EP i MOS (molibden disulfid) masti Vrsta baznog ulja Mineralne i sintetičke masti

Gradacija Konzistencija masti 000 Polutekuća

00 Polutekuća Zupčasti prijenosnici

0 Vrlo meka Centralni sistemi podmazivanja 1 Meka Centralni sistemi podmazivanja

2 Srednje meka Valjkasti ležajevi

3 Srednje tvrda Opšta primjena

4 Tvrda Klizni ležajevi male brzine

5 Vrlo tvrda Rjeđe se primjenjuju za valjkaste ležajeve

Prema NLGI (National Lubricating Grease Institute)

6 Vrlo tvrda Briketne masti

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

148

Kao sirovine za proizvodnju mazivih masti koriste se: ulje, ugušćivač i aditiv. U zavisnosti od tipa masti, željenih karakteristika kao i viskoziteta sirovinskog ulja, procentualni udio ulja u mastima se kreće od 75 do 95%. Kao što se iz tabele 4.16 vidi, ulja za proizvodnju masti mogu biti mineralnog ili sintetičkog porijekla, a ugušćivači sapunskog ili nesapunskog porijekla. Jednostavne sapunske masti imaju najveći udio u potrošnji mazivih masti. Ove masti imaju sljedeći 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 sintetičkih 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 uže temperaturne intervale. 4.3.1 Vrste masti U tabeli 4.17 su date različite 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 područje 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

Zaštita od korozije Veoma dobra Dobra Dobra Dobra Veoma dobra

Mehanička stabilnost Umjereno dobra Slaba Umjereno dobra Umjereno

dobra Dobra

Uobičajena upotreba

Kuglični i igličasti ležajevi manjih dimenzija

sa velikim brojem okretaja.

Opšta upotreba. Ležajevi sa povećanim

opterećenjem i nižim brojem

okretaja.

Valjkasti ležajevi sa

velikim brojem okretaja.

Loša nisko- temperaturna

svojstva. Ležajevi sa

niskim brojem okretaja.

Višenamjen-ska.

Svi kotrljajni ležajevi.

Pogodni za niske

temperature.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

149

4.3.2 Postojanost Postojanost masti zavisi, između ostalog, od procentualnog udjela sapuna u masti, ili ugušćivača u masti. Utvrđuje 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). Izražava se u ˝jedinicama˝, bezdimenzionalna veličina koja se nipošto ne smije tretirati kao deseti dio milimetra i naziva se penetracija. Penetracija je klasifikovana od strane N̋acionalnog instituta za podmazivanje mastima˝ (NLGI) u serije posebnih brojeva koji pokrivaju jedan vrlo širok dijapazon postojanosti. Ova klasifkacija ne uzima u obzir prirodu maziva, niti daje ikakve oznake kvaliteta ili upotrebe. Najzastupljenije postojanosti kod kotrljajnih ležajeva su veličine NLGI 2 ili 3 ali, pošto je savremena tehnologija proizvodnje maziva unaprijedila stabilnost masti za kotrljajne ležajeve, tendencija je da se upotrebljavaju mekše masti. U centralizovanim sistemima podmazivanja neuobičajeno je koristiti mast gušću od NLGI 2, a često se meka mast kao NLGI 0 može smatrati kao najbolja. Ekstremne vrijednosti (000, 00, 0 i 4, 5, 6) su rijetko, ili nikako, korištene kod običnih kotrljajnih ležajeva (osim 0 u centralnim sistemima), ali ove mekše masti se često koriste za podmazivanja zupčanika. 4.3.3 Izbor masti Pri izboru masti razmatranje se mora usmjeriti na okolnosti i prirodu primjene. Prva odluka je obično dijapazon postojanosti. Ovo je u funkciji metoda upotrebe (npr. centralizovano, pojedinačno i tako dalje). Ovo će u opštem slučaju izabrati jedan ili dva NLGI nivoa, traženog stepena. Uobičajeno je da se NLGI 2 koristi kao najuniverzalnije prihvatljiv i odgovarajući za sve upotrebe osim u nekoliko slučajeva primjene. Sljedeće o čemu treba voditi računa je radna temperatura. Treba posvetiti pažnju da radni opseg bude poznat sa definisani odstupanjima. Takođe, u uslovima veoma niske temperature, temperatura okruženja često ima malog uticaja poslije pokretanja, zbog unutrašnjeg zagrijavanja ležajeva. Uvijek se preporučuje, ako je moguće, mjeriti temperaturu termoparom ili sličnim spravama. Izmjerena temperatura, ako to i nije tačna temperatura ležaja, biće mnogo korisnija nego što se pretpostavlja. Normalno, više tipova masti mogu biti odgovarajući za datu upotrebu. Na posljetku, izbor masti za podmazivanje kotrljajnih ležajeva ili teško opterećenih kliznih ležajeva će ovisiti više ili manje o cjeni, ali logistički moglo bi biti korisnije upotrijebiti skuplju mast, ako je ona već u upotrebi za neku drugu svrhu. Glavne smjernice za podmazivanje kotrljajnih ležaja su brzina i veličina ležaja, tabela 4.18.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

150

Tabela 4.18 Izbor masti za kotrljajne ležajeve

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) Veličina ležajeva

Mikro (1÷5mm)

Preporučuje se specijalno odabrana ultra čista mast

Vrlo mali (ispod 10 mm) Upotrebljavaju se masti normalne protočnosti 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 više)

Kalcijum ili Litijum

Kalcijum ili Litijum

Kalcijum ili Litijum

Litijum ili soda-kalcijum ---

Ako je ležaj teško opterećen u odnosu na svoju veličinu, tj. treba se voditi preporukama proizvođača, ili ako je ležaj izložen udarnim opterećenjem, važno je koristiti neku mast za visoke pritiske. Naravno jedan visoko opterećen leteći ležaj će zahtjevati dobru mast za visoki pritisak. Generalno, preporučljivo je uvijek imati neko dobro antikoroziono sredstvo u masti, ali pošto najveći dio komercijalnih masti već sadržava aditive za razne namjene ili su sami od sebe dobri zaštitnici od korozije, ovo obično i nije ključni problem. 4.4 SINTETIČKA ULJA Sintetička maziva predstavljaju organska jedinjenja čija je struktura izrađena od estarskih, etarskih, ugljikovodoničkih i halogenugljikovodoničkih funkcionalnih grupa. Ovo su jedinjenja koja se dobiju reakcijama sinteze. Sintetička maziva imaju sljedeće karakteristike: visoka oksidaciona i termička stabilnost, niska isparljivost, dobre viskozno-temperaturne karakteristike i slaba zapaljivost. Međutim, sintetička maziva imaju i neke nedostatke kao sto su: slabo rastvaranje aditiva, nekompatibilnost sa materijalima zaptivnih elemenata i visoka cijena. Zbog toga se sintetička maziva koriste kada se problem podmazivanja ne može uspješno riješiti primjenom klasičnih maziva, kada je to tehničkim propisom proizvođača dotične opreme decidno rečeno i kada to ukupni troškovi proizvodnje dozvoljavaju, tabela 4.19.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

151

Tabela 4.19 Vrste i osnovne karakteristike sintetičkih ulja Vrsta ulja

Osobine

Viskozitet

Primjena

Etarska ulja

Posjeduju dobre viskozno-temperaturne

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

tačku tečenja.

od 8 do 19500 [mm2/s]

pri 40[oC].

Na hidrauličkim kočionim sistemima kod automobila, u mjenjačima automobila, za izradu zaptivnih materijala specifične namjene, kao osnova za proizvodnju mazivih masti, pri obradi metala rezanjem i podmazivanju dvotaktnih motora sa unutrašnjim sagorijevanjem.

Estarska ulja

Mogu se dobiti povoljne vrijednosti indeksa

viskoziteta, temperature stinjavanja, termičke i oksidacione stabilnosti.

---

U opštoj industriji, za proizvodnju polusintetičkih motornih ulja a naročito za podmazivanje elemenata i sklopova kod civilnih i vojnih aviona.

Sintetički ugljiko-vodonici

-alkilaromati i -oligomeri olefina.

---

Za klipne kompresore, rashladne uređaje, pri obradi valjanjem, kao višenamjenska ulja za radne uslove na niskim temperaturama, za proizvodnju mazivih masti za podmazivanje na niskim temperaturama, Pri obradi valjanjem i izvlačenjem, pri obradi metala rezanjem, kao ulja za kaljenje i za proizvodnju maziva za dvotaktne motore sa unutrašnjim sagorijevanjem i maziva za električne kablove

Silikonska ulja

Silikonska ulja se odlikuju visokom

temperaturom ključanja, malom isparljivošću, 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, elektroprekidača, za podmazivanje niskoopterećenih ležajeva 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 ČVRSTA MAZIVA Pod čvrstim mazivom se podrazumijevaju tanki filmovi čvrstih materija koje se nanose na površine elemenata mašina kako bi se smanjilo trenje i habanje. Čvrsto mazivo se koristi kada su fluidi:

▫ Nepoželjni, jer zagađuju proizvod kao npr. u prehrambenoj industriji, električni kontakti, u uslovima otežanog održavanja ili problema skladištenja i sl.

▫ Neefikasni u uslovima: Opasne okoline ……………korozivni gasovi, blato i prašina. Visoke temperature ……… prerada metala, rakete. Kirogenske temperature… rakete, rashlađivanje elektrana. Radijacija………………… reaktori, svemir. Svemir/Vakum …………… sateliti, radijacijska oprema. Nagrizajuće okoline……… općenito; često se koriste sa uljima. Ekstremni pritisci………… općenito; često se koriste sa uljima.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

152

Tipovi čvrstog maziva U grupu čvrstih maziva se mogu svrstati oni materijali koji se namjenski koriste u tehnici podmazivanja, samostalno ili u kombinaciji sa drugim materijalima. Ovi materijali su najčešće 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 tečna maziva i mazive masti, čvrsta maziva imaju nekoliko prednosti:

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

mogućnost primjene u širokom rasponu temperatura, mogućnost zaštite površina od trošenja pri veoma visokim pritiscima i veoma

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

Grafit Grafit ima specifičnu kristalnu strukturu raspoređenu po paralelnim molekularnim slojevima i predstavlja klasično čvrsto mazivo laminarne strukture. Zbog povoljnog odnosa čvrstoće u horizontalnoj i vertikalnoj ravni prostorne strukture, grafit, kada se nađe između dvije površine, značajno smanjuje koeficijent trenja. Grafit, a također i ostala čvrsta maziva laminarne strukture, vrlo dobro prijanja na metalne površine popunjavajući pri tome udubljenja profila površina, tako da nakon perioda uhodavanja površina nastupa klizanje grafita po grafitu. Grafit svoja maziva svojstva zadržava i u prisustvu zraka, vlage, međutim u vakuumu ih skoro potpuno gubi. Temperatura oksidacije grafita je oko 350 [oC], a sve do 320[oC] se može uspješno koristiti kao mazivo sredstvo. Mazive karakteristike grafita se umnogome mogu poboljšati ako se pomiješa sa uljima, emulzijama i mazivim mastima, a naročito sa 10 do 15% molibden sulfuda. Tri su osnovna načina upotrebe grafita kao maziva i to: u obliku praha (utrljavanjem ili u obliku suspenzija sa odgovarajućim solventom koji isparava nakon nanošenja na površine), 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 između molekula. Zbog toga molibdendisulfid daje vrlo nizak koeficijent trenja. Ako se uzme u obzir i činjenica da se MoS2 čvrsto veže za metalne površine, onda je s razlogom ovo najčešće upotrebljavano čvrsto mazivo. Stepen vezivanja molibdendisulfida za metalne površine zavisi od hrapavosti površine, te je utvrđeno da se najpovoljnija debljina sloja javlja pri Ra=1 do 1,5 [µm]. Molibdendisulfid se kao i grafit koristi pomiješan sa isparljivim solventom i kao dodatak uljima i mazivim mastima, ili u obliku čistog praha. Dejstvo MoS2 u uljima i mazivim mastima naročito je izraženo u uslovima graničnog i miješanog podmazivanja. Također, molibdendisulfid se pomiješan sa vodom uspješno koristi pri obradi metala rezanjem i procesima istiskivanja u toplom stanju. Temperatura postojanosti MoS2 s aspekta održavanja karakteristika podmazivanja je dosta visoka i iznosi oko 400[oC], dok na temperaturama preko 600[oC] nastaje oksid molibdena koji je vrlo štetan u tribološkim sistemima zbog svoje velike abrazivnosti.

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

153

Neorganska nelaminarna čvrsta maziva U ova maziva spada čitav niz materijala od kojih su najvažniji 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. Slične, mada slabije, karakteristike posjeduju i kalcijumoksid i kadmijumoksid. Kalcijumfluorid je vrlo dobro mazivo do temperature oko 400[oC], ali sa dodatkom grafita i keramičkih materijala predstavlja jedno od najboljih mazivih sredstava za vrlo visoke radne temperature (od 700[oC] do 1000[oC]), kada se druga maziva praktično i ne mogu upotrebljavati. Metali kao maziva Olovo i kalaj su najčešće primjenjivani metali kao maziva sredstva kod valjanja i izvlačenja, posebno šipki, cijevi ili žica od nerđajućeg čelika ili čelika legiranih niklom. U metalurgiji, u raznim procesima obrade plastičnom deformacijom koriste se i cink, bakar, barijum, aluminijum i indijum. Za podmazivanje ležajeva upotrebljavaju se i plemeniti metali, npr. Srebro za površinske prevlake kod nekih ležajeva motora u vezduhoplovstvu ili u nekim dizel motorima. Takođe se koriste i zlatne prevlake u nekim specifičnim primjenama. Za potrebe podmazivanja ležajeva pumpi i hlađenje sistema u oblastima vrlo visokih temperatura koriste se i litijumi mješavina natrijuma i kalijuma u tečnom stanju. 4.6 GASOVITA MAZIVA Gasovita maziva se primjenjuju u uslovima aerostatičkog i aerodinamičkog podmazivanja. Neke karakteristike gasova su: hemijska stabilnost na visokim temperaturama, niska vrijednost dinamičkog viskoziteta pri povišenim temperaturama, nizak pritisak za uvođenje u sistem sa aerostatičkim ili aerodinamičkim uslovima podmazivanja. Međutim, nedostaci gasova kao što su stvaranje turbulencija pri strujanjima, velika kompresibilnost i sl., ne dozvoljavaju veću primjenu gasova kao maziva. Ilustracije radi, u tabeli 4.20 prikazane su neke karakteristike za najčešće 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, λ, [W/moK], pri 100oC 0,033 0,033 0,023 0,031 0,216 0,171

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

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

154

4.7 OSTALE TEČNOSTI Postoji širok spektar tečnosti sa mnogo različitih primjena koji mogu dolaziti u kontakt s tribološkim komponentama. U ovom slučaju, najvažnije svojstvo tečnosti je obično njegov viskozitet. Zbog toga su, na narednim slikama 4.8 ÷4.13, predstavljene vrijednosti viskoziteta za neke uobičajene tečnosti i za neke važnije procesne fluide (tečnosti).

Temperatura, oC

Slika 4.8 Viskozitet vode na različitim temperaturama i pritiscima

Linija zasićenja

Pritisak, bar

Dinamički viskozitet, Pa s

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

155

Temperatura, oC

Slika 4.9 Viskozitet različitih rashladnih tečnosti

Dinamički viskozitet, cP

RASHLADNO SREDSTVO 11

RASHLADNO SREDSTVO 12

SLANA VODA

SLANA VODA

SLANA VODA

RASHLADNO SREDSTVO 113

Dinamički viskozitet, Pa s

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

156

Temperatura, oC

Slika 4.10 Viskozitet raznolikih toplotno prenosnih fluida

Dinamički viskozitet, cP

50 cST SILIKON (POLYDIMETHYL SIOXANE)

TERTACHLORDIPHENYL (AROCLOR 1248)

TIPIČNI DIESTER

26.5% DIFENIL/ DIFENIL ETER

1,2-DIHLORBENZEN

MORSKA VODA

VODA

Dinamički viskozitet, Pa s

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

157

Temperatura, oC

Slika 4.11 Viskozitet raznolikih lakih petrolejskih proizvoda

Dinamički viskozitet, Pa s

Dinamički viskozitet, cP

OBIČNO PLINSKO ULJE

OBIČNO DIZEL GORIVO

KEROZIN

VISOKO VISKOZNI KEROZIN

NISKO VISKOZNI KEROZIN

NISKO VISKOZNI BENZIN

VISOKO VISKOZNI BENZIN

OBIČNI ATK

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

158

Temperatura, oC

Slika 4.12 Viskozitet raznolikih teških petrolejskih proizvoda

Dinamički viskozitet, Pa s

Dinamički viskozitet, cP

LOŽ ULJE 1000 REDWOOD SEKUNDI

LOŽ ULJE 6000 REDWOOD SEKUNDI

LOŽ ULJE 200 REDWOOD SEKUNDI

OBIČNO PLINSKO ULJE

SREDSTVA ZA PODMAZIVANJE

159

Temperatura, oC

Slika 4.13 Viskozitet raznolikih mješavina na bazi vode

Za sve praktične svrhe, gore navedeni fluidi mogu se svrstati u Njutnove fluide, ali ostali fluidi, kao što je mješavina voda u ulju (emulzija), su ne njutnovski fluidi. Vrijednosti viskoziteta data za običnu 40% mješavinu vode u ulju (emulzija) je za veoma male brzine smicanja. Za ovu mješavinu viskozitet će se povećati za 10% pri brzini smicanja približno 3000 s-1 i za 20% pri brzini smicanja priblizno 10000 [s-1].

Dinamički viskozitet, Pa s

Dinamički viskozitet, cP

PRITISAK, BAR

OBIČNA VODENA EMULZIJA (40% VODE)

OBIČNI VODENI GLIKOL