Масла для двигателей и трансмиссии вертолетов

Силовые установки вертолетов, как правило, имеют две авто­номные системы смазки: одну для питания двигателя маслом, другую для смазки редукторов.

Система смазки вертолетного двигателя практически не отли­чается от системы смазки двигателей самолетов. Поэтому на вер­толетах с поршневыми двигателями для смазки самого двигателя используют масло МС-20, а на вертолетах с ГТД—минеральные масла МК-8п, МС-8п и синтетическое Б-ЗВ.

На вертолете мощность от двигателя передается несущему и хвостовому винту при помощи трансмиссии, состоящей из муфты, валов и редукторов.

Условия работы масла в трансмиссиях хуже, чем в двигателях. Основными узлами трения здесь являются зубчатые зацепления червячной, конической и гипоидной передач. При передаче боль­ших мощностей, например, в редукторе вертолета, на зубьях шес­терен развиваются сверхвысокие давления при достаточно боль­шой скорости скольжения, а также значительные температуры. Этим и другим воздействиям подвергается пленка масла, находя­щаяся между зубьями шестерен в момент их контакта.

Одним из основных требований, предъявляемых к маслу для трансмиссий вертолетов, является максимальное уменьшение из­носа и полное устранение схватывания поверхностей зубьев шес­терен.

Масла должны обладать высокими противоизносными и проти-возадпрными свойствами, а также выполнять ряд функций — уменьшать потери на трение, обеспечивая высокий КПД, отводить тепло от зоны контакта, предохранять детали трансмиссий от кор­розии, не вспениваться и иметь достаточную стабильность.

Для смазки различных узлов и агрегатов трансмиссий вертолетов применяют масла: шарнирное ВНИИ НП-25 (ГОСТ 11122—65) и маслосмеси СМ-8, СМ-9 и СМ-11,5.

Масло шарнирное ВНИИ НП-25 представляет собой смесь диэфирного масла с ннзкозастывающей нефтяной основой, загущен­ной высоковязким компонентом с антиокпслительной и противоизносной присадками. Вязкость его при 100 °С не менее 9,8 мм²/с, температура застывания не выше минус 54 °С.

Маслосмесь СМ-8 получают смешиванием 50 % масел МК-8п (или МС-8п) н 50 % МС-20.

Маслосмесь СМ-11,5 получают смешиванием 25% масел МК-8п (или МС-8п) и 75 % МС-20.

Маслосмесь СМ-9 получают смешиванием 67 % гипоидного Масла и 33 % масла АМГ-10.

Гипоидное масло представляет собой осерненную смесь «смол­ки» (экстракт после селективной очистки остаточных масел) и ве­ретенного дистиллята с добавлением депрессорной присадки. Ки­нематическая вязкость масла при 100 °С равна 20,5... 32,4 мм²/с, температура застывания—не выше минус 20 °С.

3.2. ПЛАСТИЧНЫЕ И ТВЕРДЫЕ СМАЗКИ

3.2.1. Состав, структура и классификация пластичных смазок

Пластичные (консистентные) смазки представляют собой дис­персные микронеоднородные смеси жидких масел с твердыми за­густителями, ограничивающими их текучесть. Они занимают про­межуточное положение между твердыми телами и жидкостями, потому что не растекаются под действием собственного веса и обычных инерционных сил, а при больших нагрузках текут подоб­но вязким жидкостям. Это придает им особенные эксплуатацион­ные свойства и позволяет использовать в таких узлах трения, где жидкая смазка не удерживается или куда ее трудно подвести (на­пример, в у:'лах трения шасси, управления ВС и др.). Пластичные смазки применяют также для герметизации резьбовых, фланцевых соединений в трубопроводах и зазоров в механизмах, для защиты открытых поверхностей деталей от загрязнения и предохранения их от коррозии.

Пластичные смазки состоят из структурного каркаса, образо­ванного твердыми частицами загустителя (дисперсная фаза), и масла, включенного в ячейки этого каркаса (дисперсионная сре­да). Именно наличие структурного каркаса придает смазке свой­ства твердого тела.

В качестве загустителей смазок обычно применяют твердые, но достаточно пластичные вещества, главным образом, мыла (нат­риевые, литиевые, кальциевые, цинковые, бариевые, алюминиевые. свинцовые и комплексные), а также твердые углеводороды (парафин, церезин). Некоторые смазки загущаются специально обра­ботанным силикагелем, органическими и фторуглеродными поли­мерами, твердыми смазочными веществами—графитом, дисуль­фидом молибдена. В пластичных смазках загуститель содержится в небольшом количестве (как правило, не более 10...25 "/о от мас­сы смазки).

В пластичных смазках сросшиеся кристаллики загустителя об­разуют непрерывный, но рыхлый структурный каркас смазки, в ячейках которого находится жидкое масло. Обычно кристаллы загустителя, имеющие нитевидную форму длиной от сотых до де­сятых долей миллиметра и диаметром порядка десятой доли мик­рометра, обеспечивают микроволокнистую структуру образуемого

Ми пространственного каркаса смазки с большой поверхностью его контакта с маслом (до тысяч квадратных метров в грамме ве­щества) и, как следствие этого, большую величину адсорбционных сил, связывающих загуститель с маслом. Эти силы обеспечивают устойчивость, нераздельность смазки, которую принято опреде­лять как ее коллоидную стабильность.

Свойства пластичных смазок определяются главным образом загустителем и в меньшей мере—маслом. Так, натриевое мыло обеспечивает смазке прочность и тугоплавкость, но растворяется в воде, вследствие чего натриевые смазки разрушаются во влаж­ной среде. Литиевое мыло по тугоплавкости немного уступает натриевому, но оно менее растворимо в воде. Высокой влагостой­костью обладают смазки, приготовленные на кальциевом мыле, структурный каркас которого стабилизируется водой; однако они неработоспособны при температуре выше 80... 100 °С: из-за потерн воды мыльный каркас распадается и масло отделяется от него. Наибольшую влагостойкость придают смазке твердые углеводо­родные загустители (парафин, церезин), но они плавятся при низкой температуре.

Помимо пластичных существуют жидкие и полужидкие смазки. Они в ряде случаев удобнее пластичных, например, для внутрен­ней консервации двигателей, в технологических процессах.

В соответствии с назначением пластичные смазки обычно разделяют на три основные группы: антифрикционные, уплотнительные и за­щитные. Однако функции смазок часто переплетаются, особенно антифрикционных, которые в некоторых случаях можно использо­вать и как консервационные, и как уплотнительные.

3.2.2. Производство пластичных смазок

Пластичные смазки изготовляют путем загущения нефтяных или синтетических масел мылами, твердыми углеводородами или другими загустителями. Наиболее распространенные смазки на литиевых, натриевых и кальциевых мылах получают в варочных аппаратах путем прямого омыления жирных кислот или жиров соответствующей щелочью—растворами гидроокиси лития LiOН, едкого натра NaOH, известковым молоком Са(ОН)₂. Для лучшего дисиергирования мыла в варочный аппарат сразу добавляют часть масла. Омыление ведется при температуре 80... 90 °С несколько часов. Затем добавляют остальное количество масла; в случае из­готовления литиевых и натриевых смазок температуру повышают примерно до 200 °С. Подогрев производится до тех пор, пока мыло Полностью не разойдется в масле. Смазки охлаждают по опреде­ленному режиму, от которого зависят структура мыльного скелета и качество смазки.

Цинковые, алюминиевые и ряд других смазок изготовляют на готовых мылах: в масло, разогретое до температуры 150...210°С (в зависимости от типа смазки), загружают заранее приготовлен­ное мыло. В результате перемешивания мельчайшие частицы мыла расходятся в масле, а при охлаждении образуют структурный ске­лет, в ячейках которого удерживается масло.

Углеводородные смазки, используемые как защитные от кор­розии (консервационные), непосредственно получают из мазута при производстве масел или приготовляют путем растворения в масле твердых углеводородов (парафина, церезина). Такие смаз­ки обладают очень высокой влагоустойчивостью и надежно защи­щают металлические детали от коррозии.

Помимо основы и загустителя в состав многих пластичных сма­зок входят стабилизатор, повышающий их коллоидную стабиль­ность, а также различные присадки и наполнители. Наиболее рас­пространенным стабилизатором является вода. Кроме того, роль стабилизатора могут выполнять жирные кислоты, высокомолеку­лярные спирты, глицерин и некоторые другие ПАВ. Стабилизатор вводится в состав смазки при ее изготовлении или содержится в компонентах, из которых изготавливается смазка, причем количе­ство его может быть небольшим и измеряться десятыми и сотыми долями процента. Концентрируясь на границе твердой и жидком фазы, стабилизатор препятствует уплотнению пористой структуры смазки и выделению жидкого масла.

Для улучшения качества к смазкам добавляют различные i;pn-садки: антнокислительные и антикоррозионные, депрессаторы и др.

3.2.3. Требования к пластичным смазкам

Пластичные смазки должны удовлетворять ряду эксплуатаци­онных требований, основными из которых являются: обеспечение заданных механических свойств, сохранение однородности и ста­бильности, минимальное воздействие на конструкционные мате­риалы, соприкасающиеся со смазкой, обеспечение заданных сма­зочных (противоизносных и противозадирных) свойств. К боль­шинству пластичных смазок предъявляют повышенные требования по антикоррозионным свойствам. Эти свойства зависят от влаго­стойкости и влагонепроницаемости смазки, наличия в ней нейтра­лизующих веществ и ингибиторов коррозии.

Жидкости, применяемые в качестве дисперсионной среды для смазок, должны обладать пологой ВТХ, низкой испаряемостью, хорошей термической и химической стабильностью. Повышающий­ся уровень требований к эксплуатационным свойствам смазок обусловливает Целесообразность использования синтетических жидкостей — полисилоксанов, диэфиров, полигликолей, фторуглеродов и др.

Дата добавления: 2015-07-11