Абрамов PDF (Устройство контроля состояния рабочих, охлаждающих и смазывающих жидкостей)

ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ1ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ2ВВЕДЕНИЕПри нынешнем техническом уровне развития общества, все более широкои обширно, для самых разнообразных задач, применяется подъемнотранспортная, строительная, дорожная техника, механизмы, агрегаты и технологические комплексы. В свете постоянно совершенствующихся конструкцийтехники, увеличения надежности и срока службы, она используется все болеешироко, в том числе и в географически удаленных и труднодоступных регионах. Для всех видов машин, агрегатов и технологических комплексов, а особенно для тяжелой техники, работающей в удаленных районах, актуальнойсовременной научной задачей является обеспечение бесперебойной работытехники в течение всего межремонтного интервала, а также увеличение продолжительности межремонтных интервалов и уменьшение продолжительности простоя техники в ремонте и техобслуживании.

Большая часть деталей иузлов техники в процессе работы претерпевает высокие механические нагрузки, абразивный износ, и, образуя пары трения с другими деталями, износ, обусловленным механическим трением. Скорость износа деталей, составляющихпары трения экспоненциально возрастает при увеличении шероховатости поверхностей, появлении задиров, увеличении зазоров, появлении люфтов,ухудшении условий рабочей среды.Масла и смазки повсеместно применяются в подъемно-транспортной,строительной, дорожной технике и оборудовании.

Масла выполняют функциисмазки пар трения, выноса продуктов износа из зон контакта, передачи энергии от одних элементов системы к другим. Состояние масла оказывает весьмасущественную роль на работу машины и на скорость ее износа. Производителями техники и масел регламентируются сроки замены масел и прочих технических жидкостей. Естественно, для снятия с себя потенциальной ответственности за отказ техники, регламентные сроки замены технических жидкостейустанавливаются как можно более низкими. Кроме того, регламентные срокирассчитываются исходя из самых неблагоприятных условий эксплуатациитехники.

Таким образом, учитывая то, что далеко не всегда техника работаетна полной номинальной производительности и в самых неблагоприятны погодно-климатических условиях, можно сделать вывод, что при регламентнойзамене технических жидкостей, они еще не вырабатывают свой ресурс. Приэтом стоимость замены масел крупного парка тяжелой техники, особенно сучетом продолжительности вынужденного простоя техники, может достигатьдостаточно внушительных величин.Масла, за счет выполнения одной из своих задач – выноса продуктов изноЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ3са из пар трения, могут представлять интерес для диагностирования раннихстадий развития дефектов в различных элементах и узлах механизма. По анализу продуктов износа и сравнению его с нормальной картиной износа конкретного типа агрегата, можно с высокой достоверностью диагностироватьускорение износа, а также выявить локализацию очага повышенного износа.В настоящей ВКР разработано и спроектировано устройство, или мобильный малогабаритный стенд для проведения анализа моторных, трансмиссионных и гидроприводных масел на предмет остаточного ресурса и выявленияпотенциальных очагов повышенного износа, а также их состояния на моментдиагностики.

Более подробно проработан один из элементов стенда – устройство для определения вязкостно-температурных характеристик масла, отбораконтаминантов и их классификации по крупности частиц.В настоящей ВКР присутствуют следующие разделы:1. Обзор и анализ проблемы – в этом разделе произведен обзор основныхпонятий о маслах и смазках, а также способах диагностирования подъемнотранспортной, строительной, дорожной техники и оборудования2. Расчетно-проектировочный раздел – в этом разделе сконструированоустройство для определения вязкостно-температурных характеристик масла,отбора контаминантов и их классификации, произведен комплекс необходимых расчетов и построений, проведены компоновочные построения стенда.3.

Технологический раздел – в этом разделе разработана технология мелкосерийного производства одной из деталей входящих в разработанную конструкцию4. Экономический раздел – в этом разделе рассмотрен экономический аспект целесообразности внедрения конструкции в производство.5. Раздел БЖД – в этом разделе рассмотрены вопросы безопасности, а также охраны труда оператора при производстве работЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ4ОБЗОР И АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ1.1.1.Общие сведения о моторных маслахМоторное масло - это комплексный продукт, свойства которого зависят отсвойств базовых масел и свойств пакета присадок. Судить о свойствах готового товарного масла лишь по уровню качества баз или только по качествам использованного пакета присадок, совершенно некорректно..Базовые маслаБазовые масла по классификации Американского института нефти (API)подразделяются на 5 групп:Группа I - минеральные базовые масла, полученные путем экстракции(удаления ароматики), депарафинизации растворителями(удаления парафинов) и гидроочистки(удаление серы) сырой нефти.

Парафиновые масла.Индекс вязкости 80-100. Содержание насыщенных соединений <90%сера >0,03%Группа II - высокорафинированные базовые масла, с низким содержаниемароматических соединений и парафинов, с повышенной окислительной стабильностью. Так же относятся к группе парафиновых масел. Процесс производства, чаще всего, основан на методе каталитической изодепарафинизации.Индекс вязкости 100-120. Содержание насыщенных соединений >90%, сера <0,03%. Свойства базовых масел групп II и II+ позволяют некоторым компаниям производить масла, по качеству, не уступающие маслам III группы.Группа III - базовые масла с высоким индексом вязкости, полученные методом каталитического гидрокрекинга (НС-технология) сырой нефти.

Базовыемасла III группы обеспечивают улучшение прочности пленки при высокихтемпературах и низкотемпературной текучести. Индекс вязкости >120. Содержание насыщенных соединений >90%, сера < 0,03% По своим свойствамсоответствует требованиям синтетических базовых масел, отчего практическивсе производители называют масла на базе III группы синтетикой.Группа IV - синтетические базовые масла на основе полиальфаолефинов(ПАО), полиэтиленгликолей(PAG). Полиальфаолефины, получаемые в результате химического процесса, имеют характеристики единообразной композиции, очень высокую окислительную стабильность, высокий индекс вязкости,широкий диапазон рабочих температур.Группа V – другие базовые масла, не вошедшие в предыдущие группы(сложные спирты и эфиры).

В эту группу входят другие синтетические баЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ5зовые масла- нафтеновые, ароматические, растительные масла. Эстеровыемасла.Группа VI — пока не оформлена окончательно институтом API в США.Эта группа была введена в европейской ACEA для синтетической базы ПИО(PIO — polyinternalolefins)Наглядное сравнение свойств минеральных масел I группы и синтетических масел IV и V групп.Таблица 1.1 Свойства минеральных масел I группыЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ6Таблица 1.2.Минеральные группы отличаются от синтетики (ПАО) разбросом размеровмолекулРисунок 1.1.

Характеристика маселЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ7Таблица 1.3. Сравнение различных группКомбинация синтетических и минеральных базовых масел, при условии,если синтетического масла будет не более чем 25%, называют полусинтетической базой.Базовое масло является средой-носителем специальных присадок - такназываются различные добавки, вводимые в основу для того, чтобы она нормально функционировала, а также чтобы повысить качество масла и его эксплуатационные свойства.При современном уровне развития двигателестроения использование масла без присадок практически невозможно, т.е. невозможно создание масел, которые обеспечили бы эффективную защиту двигателя и одновременно не разрушались/старели в течение длительного времени.По этой причине все современные моторные масла содержат в своем составе пакет (набор) присадок, содержание которых суммарно может достигатьболее 20%.Наиболее крупные производители присадок: Lubrizol, Infineum (контролируется Shell/Exxon), Oronite (контролируется Chevron) и Ethyl (ныне Afton).

Вобщей сложности им принадлежит более 90% мирового рынка присадок.На сегодняшний день в моторных маслах обычно используют несколько типовприсадок:1. Вязкостно-загущающие присадки Увеличивают вязкость базового маслаи стабилизируют изменение вязкости масла при изменении его температуры.ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ82. Моющие присадки (детергенты) Предотвращают образование нагаров нагорячих деталях двигателя (поверхности поршней и особенно верхние канавкипоршневых колец).3. Диспергирующие присадки (дисперсанты) Поддерживают в мелкодисперсном состоянии нерастворимые в масле продукты, предотвращают их высаждение на фильтрах и деталях двигателя4. Противоизносные присадки Основная функция – предотвращение изнашивание трущихся деталей двигателя в местах, где невозможно образованиемасляной пленки необходимой толщины.5.Ингибиторыокисления(антиокислительныеприсадки)Тормозят процессы окисления масла при повышенных температурах6.

Ингибиторы коррозии и ржавления Призваны защищать поверхностьдеталей двигателя от коррозии, вызываемой органическими и минеральнымикислотами, образующимися при окислении масла и присадок. Механизм ихдействия – образование защитной пленки на поверхности деталей и нейтрализация кислот7. Антипенные присадки Предотвращают вспенивание масла при повышенных температурах и обеспечивают стабильность его подачи к узлам трения8. Модификаторы трения Используют для снижения коэффициента трениямежду трущимися деталями с целью получения энергосберегающих масел9. Депрессорные присадки.

При сильном понижении температуры масла внем начинают образовываться кристаллы парафинов, которые срастаясь, образуют пространственный каркас, что ведет к потере подвижности масла (оностановится похожим на желе) и в результате ухудшается низкотемпературныйпуск двигателя и прокачиваемость масла по каналам. В процессе производствабазовых масел часть парафинов удаляют, но полное их удаление по технологическим и экономическим причинам невозможно (сильно возрастают затратына получение базового масла). Обычно минеральное базовое масло имеет температуру застывания около -15°С.