PODMAZIVANJE I MAZIVA Podmazivanje Podmazivanje je osnovna aktivnost preventivnog održavanja tehničkih sistema i defniše se kao primena određenog sredstva sa ciljem da se smanji sila trenja, a samim tim i habanje ha banje i oštećenje kliznih površina. Materijal na kliznim površinama kojim se postiž ti e!ekti predstavlja mazivo. OSNOVNE FUNKCIJE MAZIVA: •
•
•
"manjenje trenja i habanja, #lađenje komponenti sistema i $aštit od korozije korozije elemenata sistema.
Ostale funkcije mai!a: •
$aštita od prodiranja različitih kontaminenata zon kontakta,
•
%mortizacija dara i vibracija,
•
Prenos snage i kretanja i
•
&lektroizolacija.
Su"tina #$%mai!anja sastoji se razdvajanj kontaktnih površina
relativnom kretanj slojem maziva. 'a taj način smicanje koje zrokje otpor relativnom kretanj kretanj odvija se maziv ili na granici izmeđ maziva i materijala kontaktnih elemenata. V&ste #$%mai!anja s obzirom na stepen razdvajanja, odnosno debljin
sloja maziva mog se defnisati dve bazne ba zne ( •
•
Potpno podmazivanje i 'epotpno podmazivanje.
P$t#un$ #$%mai!anje:
)ovođenjem *ida pod pritiskom( •
•
hidrostatičko hidrostatičko podmazivanje i gasno+statičko podmazivanje
"amogenerisanjem ntrašnjeg pritiska *id( •
•
•
#idrodinamičko #idrodinamičko podmazivanje, &lasto+hidrodinamičko &lasto+hidrodinamičko podmazivanje i asno+dinamičko podmazivanje.
Ne#$t#un$ #$%mai!anje: •
•
ranično podmazivanje Mešovito podmazivanje
Stribec-ova kriva:
'&ani(n$ #$%mai!anje: Pri graničnom podmazivanj ljni flm je nedovoljan da onemogći tribološk interakcij mikroneravnina kontaktnih površina. Međtim, adsorbovani veoma tanki sloj maziva - / 01+2 do 01+3 m4 značajno manjje pojav adhezionih veza -mikrozavarenih spojeva4 mikroneravnina proces relativnog kretanja. 5ribološke karakteristike kontaktnog para slovima graničnog podmazivanja determinisane s primarno fzičkim i hemijskim svojstvima sloja maziva, čija je debljina na nivo molekla, i materijala kontaktnih elemenata. 6eološka svojstva maziva, kao što je viskoznost, skoro da nemaj nikakav značaj. $aštitni sloj maziva nastaje interakciji kontaktnih površina i maziva koja može biti( –
–
7izičke prirode -adsorpcija4 i #emijske prirode -hemosorbcija i hemijske reakcije4.
Fii(ka a%s$cija nepolarnih *ida -kao što s čista mineralna lja4 odvija
se vezivanjem gljovodoničnih molekla maziva za površin samo dejstvom 8an )er 9aal:s + ovih sila, bez razmene elektrona. )emijska a%s$&*cija podrazmeva hemijski karakter veze molekla maziva
i površine, pri čem se odvija i razmena elektrona. #emosorpcijom !ormirani sloj može biti samo monomoleklaran i ima ireverzibilni karakter. ;dlikj ga dobra podmazjća svojstva pri merenim opterećenjima i brzinama klizanja, do temperatra razgradnje koje se obično nalaze raspon 0<1 do 031o=. '%e je #&isutn$ +&ani(n$ #$%mai!anje,
•
•
•
6ad najvećeg broja realnih tribomehaničkih sistema odlikje postojanje slova za odvijanje trenja pri graničnom podmazivanj. ;vi slovi karakteristični s za slove koncentrisanog kontakta sa #ercovim pritiscima, malih brzina klizanja i visokih pritisaka, nedovoljnog snabdevanja zone kontakta ljem za podmazivanje i promenljivog režima klizanja. >ak i ležajima projektovanim za rad pri hidrodinamičkom podmazivanj prelaznim režimima rada dolazi do graničnog podmazivanja.
Me"$!it$ #$%mai!anje: •
•
•
6ežim mešovitog podmazivanja predstavlja kombinacij graničnog i hidrodinamičkog podmazivanja i nastaje pri debljini sloja maziva granicama od 01+? do 01+3 m. @ontakt se odvija delimično preko mikroneravnina sa adsorbovanim monomoleklarnim ili višemoleklarnim slojevima, a delimično preko spostavljenog sloja maziva. $a proces podmazivanja pri mešovitom podmazivanj relevantni s kako fzička svojstva maziva -presdna za hidrodinamičko podmazivanje4, tako i hemijska interakcije izmeđ maziva, odnosno aditiva mazivima, i čvrstog materijala -presdne za granično podmazivanje4.
'%e je #&isutn$ me"$!it$ #$%mai!anje, •
;vaj vid podmazivanja ssreće se kod zpčastih parova, kgličnih i valjčastih kotrljajih ležaja, zaptivki, pa čak i konvencionalnih kliznih ležaja.
)i%&$%inami(k$ #$%mai!anje: @od hidrodinamičkog podmazivanja klizne površine s razdvojene dejstvom ntrašnjeg pritiska flm tečnosti, koji se stvara sled relativnog kretanja kontaktnih površina. " obzirom na to, hidrodinamičko podmazivanje predstavlja poželjni oblik podmazivanja kontaktnih elemenata.
Elast$-i%&$%inami(k$ #$%mai!anje: &lastohidrodinamičko podmazivanje -)P4 predstavlja vid potpnog podmazivanja. "tandardno se defniše kao podmazivanje pri kome s trenje i debljina flma za podmazivanje određeni elastičnim svojstvima materijala elemenata kontakt, kao i reološkim svojstvima sredstva za podmazivanje. $a razlik od hidrodinamičkog podmazivanja, čije nastajanje pretpostavlja
kon!ormne kontaktne površine relativnom kretanj, elastohidrodinamičko podmazivanje nastaje slovima izražene geometrijske nekon!ormnosti, tj. tzv. #ertz+ov kontakt. '%e se ja!lja elast$-i%&$%inami(k$ #$%mai!anje,
@otrljajni ležaji, zpčanici i bregasti mehanizami, tipični predstavnici tribomehaničkih sistema sa elastohidrodinamičkim podmazivanjem, izrađj se od materijala sa velikim modlom elastičnosti, kao što s konstrkcijski čelici i keramike.
MAZIVA "a aspekta praktične primene najznačajnija s sledeće tri vrste naziva( •
ulja a #$%mai!anje.
•
mai!e masti i
•
(!&sta mai!a.
7nkcije lja za podmazivanje( •
Alja za podmazivanje s tečna maziva. Pored osnovne podmazjće !nkcije, kojom se smanjje trenje i habanje, lja za podmazivanje obavljaj i drge !nkcije, kao što s( •
•
•
!nkcije odvođenja toplote iz kontaktne zone -tj. !nkcija hlađenja4, zaštite od rđe, korozije i oksidacije i specifčne !nkcije prenosa snage i zaptivanja izmeđ zone visokog pritiska i zone niskog pritiska hidraličnim sistemima, ili elektroizolacije elktrotrans!ormatorima.
"astav lja za podmazivanje( /an$ ulje 0 A%iti!i 1 Ulje a #$%mai!anje2 V&ste *ani- ulja: Za!isn$ $% #$&ekla i na(ina %$*ijanja *ana ulja m$+u *iti: •
mine&alna 3ili konvencionalna4.
•
sinteti(ka 3ili nekonvencionalna4 i
•
*iljna *ana ulja2
Mine&alna ulja: 8ećina baznih lja s mineralna lja, tj lja koja
predstavljaj derivate na!te. eneralni princip proizvodnje ovih lja bazira na
korišćenj niza koraka namenjenih napređenj željenih karakteristika, kao što s indeks viskoznosti, otpornost prema oksidaciji, stabilnost na visokim i niskim temperatrama. V&ste mine&alni- *ani- ulja: $avisno od vrste na!te postpcima
rafnacije dobijaj se tri vrste baznih lja( •
•
•
parafnska mineralna bazna ulja natenska mineralna bazna ulja i Aromatska mineralna bazna ulja.
Sinteti(ka *ana ulja: Pproizvode se hemijskom sintezom veoma
složenim tehnološkim procesima i osnovi predstavljaj sintetizovane gljovodonike ili organska polimerna jedinjenja -polial!aolefni, estri, alkilbenzeni, poliglikoli, poliizobteni, silikonska lja4. " obzirom da se dobijaj sintetički, ova lja obično imaj konzistentnij i ni!ormnij strktr odnos na mineralna. P&e%n$sti sinteti(ki- *ani-: •
•
" obzirom da ne sadrže vosak sintetička lja se mog koristiti na veoma niskim temperatrama. "intetička lja se mog koristiti na znatno višim temperatrama nego mineralna. 'aime, primena mineralnih lja limitirana je temperatrama do 320 oC, nakon čega dolazi do dekomponovanja i koksovanja baznog lja.
A%iti!i:
%ditivi s materije koje se dodaj mazivima cilj poboljšanja ili obezbeđivanja nekih novih osobina maziva, čime se povećavaj eksploataciono+tehnička svojstva. 5o s sintetičke materije koje s rastvorljive baznom lj, termički stabilne i vrlo niske isparljivosti. %ditivi koji napređj per!ormanse maziva %ditivi koji štite samo mazivo od brze degradacije
%ditivi koji štite kontaktne površine
M$%i5kat$&i t&enja 6 adsorbcioni aditivi
!ormiraj zaštitni podmazjći sloj pre svega adsorpcijom površinski aktivnih materijala -masne kiseline i amini i estri masnih kiselina4. Anti-a*aju7i a%iti!i: •
•
•
•
%ntihabajći aditivi imaj !nkcij zaštite elemenata tribomehaničkih sistema od habanja slovima graničnog podmazivanja. %ditivi hemijski reagj sa metalnim površinama !ormirajći flm sa manjom smicajnom čvrstoćom od metala i sprečavaj direktan kontakt metala. ;vi slojevi s trajnijeg karaktera odnos na adsorbovane @ao %9 aditivi koriste se cink+smpor+!os!orna jedinjenja -!os!ati4
A%iti!i a !is$ke #&itiske (EP – extreme presure aditives)
Pri višim kontaktnim temperatrama i pritiscima ove hemijski aktivne materije reagj sa površinama !ormirajći etektičke zaštitne flmove. Baziraj na jedinjenjima smpora, hlora, !os!ora ili bora4 aktiviraj se na višim temperatrama i hemijski reagj sa metalnim površinama !ormirajći etektičke zaštitne flmove. %9 i %P aditivi se razlikjj sštini po dbini do koje reagj sa kontaktnim podmazanim površinama. &P aditivi s hemijski agresivniji i njih treba koristiti iskljčivo slovima visokih kontaktnih pritisaka i darnih opterećenja karakterističnih za teško opterećene zpčanike i kotrljajne ležaje. 8&i +ene&acije ulja a #$%mai!anje
"ve što je rečeno za antihabajće aditive -i ranije vezi sa graničnim podmazivanjem4 odnosi se na tzv. lja za podmazivanje prve generacije." obzirom na razvoj tehnologije proizvodnje lja za podmazivanje mog se izdvojiti tri karakteristične !aze, ili kako se često kaže tri generacije lja. "ve tri generacije lja danas s pristne i nalaze se primeni P&!a +ene&acija
Prva generacija ulja s aktivna lja koja obezbeđj zaštit kontaktnih površina na bazi hemijske reakcije i stvaranja zaštitnih mekih slojeva, kako je to objašnjeno prethodnom tekst o %9 i &P aditivima. 8isoke lokalne
kontaktne temperatre slovljavaj degradacij lja za podmazivanja, pri čem metalne čestice -prodkti habanja4 imaj log katalizatora koji brzavaj oksidacij lja. D&u+a +ene&acija ulja
)rga generacija lja za podmazivanje s tzv. pasivna lja koja obavljaj svoj !nkcij zaštite z merenije CžrtvovanjeD materijala kontaktnih površina. ;va maziva s vedena primen četrdesetih godina prošlog veka i odlikje ih prisstvo čvrstih komponenti, kao što s( •
•
•
•
•
graft, molibden dislfd -Mo"<4, nitrid bora, politetra*oretilen -te*on4, titanijm dioksid i sl.
;vi aditivi reagj drgačije odnos na lja prve generacije. ;ni se deponj dbljenjima mikroneravnina kontaktnih površina obezbeđjći povećanje moći nošenja, odnosno realne kontaktne površine. Pored toga, čestice čvrstih maziva pristne lj čestvj razdvajanj direktnog kontakta mikroneravnina obezbeđjći da se njihovo kontaktno de!ormisanje odvija bez direktnog kontakta, tj. bez velikog trenja. 8&e7a +ene&acija ulja a #$%mai!anja
Treća generacija ulja za podmazivanja, koja ne baziraj na CžrtvovanjD materijala vedena je sedamdesetih godina prošlog veka i predstavljaj do sada najviše dostignće tehnologiji proizvodnje maziva i aditiva. 'a mestima visokih lokalnih opterećenja na diskretnim realnim površinama kontakta generiš se veoma visoke lokalne temperatre, koje dosež čak nivo od 1100 oC. A tim slovima specijalni P) metaloidni tečni aditivi penetriraj kontaktn površin obezbeđjći njeno omekšavanje i de!ormisanje bez drastičnijih triboloških posledica . Ponavljanje ovih procesa tok klizanja površina restrktira kontaktne površine obezbeđjći smanjenje hrapavosti čak do 70%, a materijal ponovo dobija originaln gstin. In-i*it$&i &9e
;vi aditivi se dodaj većini indstrijskih lja za podmazivanje cilj zaštite podmazanih površina elemenata tehničkih sistema izrađenih od gvožđa i čelika od pojave rđe pod dejstvom vode kojom je kontaminirano lje. Enhibitori rđe s polarni molekli, koji se hemijski vezj za površine
!ormirajći barijer oblik flma koja sprečava prodiranje vode i reagovanje sa gvožđem, odnosno čelikom. Dis#e&anti i %ete&%enti
)isperzanti s polarni molekli koji obmotavaj čestice mlja i čađi i sprečavaj njihov aglomeracij i deponovanje na kontaktnim površinama, posebno hladnijim zonama elemenata motora sa ntrašnjim sagorevanjem. ;čvanjem čestica čađi na nivo malih dimenzija i obezbeđivanjem njihovog razdvajanja omogćava se njihovo e!ektivno sspendovanje bez mogćnosti lakog kondenzovanja na površinama )eterdženti pomaž zaštiti zagrejanih površina -klipovi, prstenovi, ventili i sl.4 od depozita koji se !ormiraj proces ntrašnjeg sagorevanja. Pored toga, oni obezbeđj netraln sredin koja netrališe kiseline generisane sagorevanjem i oksidacijom lja. Anti$ksi%anti 3in-i*it$&i $ksi%acije4
Alja za podmazivanje reagj sa kiseonikom, posebno pri visokim temperatrama, !ormirajći hidroperokside, slobodne radikale, ketone, aldehide i organske kiseline. Entenzitet ovog procesa poznatog kao oksidacija zavisi od sledećih !aktora( •
•
•
%eracija F količina pristnog kiseonika koji može da reagje sa moleklima lja za podmazivanjeG 5emperatra F stepen oksidacije aproksimativno se dplira sa porastom temperatre za 10oCG 8oda F zrokje hidroliz i potpomaže oksidacijG Metalni katalizatori F bakar, olovo, gvožđe i drgi hemijski aktivni metali doprinose oksidaciji lja V&ste anti;$ksi%anata
•
•
•
)eaktivatori metala -gvožđa i bakra4 Enhibitori radikala -inhibibitori propagacije4 )ekompozitori peroksida
A%iti!i a una#&e9enje in%eksa !isk$iteta:
6edkje stepen promene viskoznosti sa promenom temperatre. @ao aditivi za napređenje indeksa viskoziteta obično se koriste polimeri sa velikom moleklarnom težinom koji s rastvoreni lj i koji sa porastom temperatre menjaj oblik od s!eroidnog linijski. ;vakav oblik slovljava već viskoznost odnos na s!erne ili spiralne.
A+ensi a k$nt&$lu *u*&enja a#ti!ni- mate&ijala:
Ezazivaj bbrenje elastomernih zaptivki. ;rganski !os!ati, aromati, ili halogenizovani gljovodonici hemijski reagj sa elastomerima izazivajći njihovo blago bbrenje In-i*it$&i #ene 3anti#enu"a!ci4:
Htiti lje za podmazivanje od !ormiranja trajne pene. )eterdženti i disperzanti lj pomaž aeracij lja za podmazivanje što rezltira pojavom pene. Enhibitori pene -polimeri silicijma +siloksani, organski kopolimeri4 smanjj smanjj površinski napon i olakšavaj razaranje vazdšnih mehrova. Deemul+at$&i:
"prečavaj !ormiranje stabilne mešavine lja i vode. Povećavaj površinski napon lja tako da se voda lako izdvaja . Emul+at$&i:
;lakšavaj !ormiranje stabilne mešavine vode i lja. "manjj površinski napon lja i tako da se olakšava mešanje sa vodom.
KA
viskoznosti i gstine i praksi se češće koristi odnos na dinamičk. Ezražava se mm2 &s, dok s ranije koristio4, stepen 'nglera " o'#$ (a)bolt *niversal (econ!s "((*# i (toks "(t# , odnosno Centistoks "c(t#. I%eks !isk$n$sti je empirijski neimenovani broj koji pokazje kako se
viskoznost lja za podmazivanje menja sa promenom temperatre. 8eći indeks viskoznosti pokazje manj tendencij za promenom viskoznosti sa promenom temperatre.
Mai!e masti
Masti s poltečna do polčvrsta maziva koja se koriste za podmazivanje
delova mehaničkih sistema gde lja, kao tečna maziva, iz tehničkih ili ekonomskih razloga ne zadovoljavaj. ;sim !nkcije podmazivanja, mazive masti imaj log zaptivanja sistema i sprečavanja prodiranja kontaktn zon korozionih i drgih kontaminenata, kao i smanjivanja bke sistemima. Masti se koriste za podmazivanje( •
•
"istema koji rade sa čestim prekidima, ili imaj prekide koji dže traj. $bog svoje konzistencije i adhezivnih osobina, masti se bolje i dže zadržavaj na površinama elemenata mehaničkih sistema i obavljaj !nkcij podmazivanja odmah nakon startovanja sistema. "istema koji nis lako pristpačni za !rekeventnije podmazivanje. 8isokokvalitetne masti mog podmazivati izolovane ili teškodostpne komponente tokom dgog perioda, bez dodavanja i zamene.
/an$ ulje 0 U+usci!ac 0 a%iti!i 1 Mai!a mast U+u"7i!a(i a mai!e masti: Agšćivači s spstance koje kompozitnoj
!ormi mazivih masti imaj log ojačavajće strktre. 5okom procesa proizvodnje mazive masti za sebe vež od +0,-% baznog lja i daj mastima odgovarajća fzička svojstva pogled konzistentnosti, otpornosti prema vodi i termičke otpornosti. 'a taj način gšćivači opredeljj kako mast menja oblik, teče i degradira se tribomehaničkim sistemima pri temperatrskim ekstremima. V&ste u+u"7i!a(a: Sapunski -kalcijmovi, natrijmovi, litijmovi, barijmovi, alminijmovi itd.4, kompleksni sapuni i esapunski -silikagel,
bentonit, polirea4. A%iti!i: %ditivi koji se koriste !ormlaciji masti za podmazivanje s slični
aditivima lja za podmazivanje. 'eki od njih modifkj sapn a drgi napređj karakteristike baznog lja. 'ajčeešći s antioksidanti, inhibiktori rđe i korozije, antihbajći i &P aditivi.
!vrsta ma"iva >vrsto mazivo je materijal koji se kao prah ili tanak flm koristi za zaštit kliznih površina i smanjenje trenja i habanja proces relativnog kretanja. A strčnoj terminologiji se koristi i termin sva maziva, što imlicira podmazivanje bez prisstva tečnog *ida. Međtim, treba imati vid da se često podmazivanje vrši sspenzijama čvrstih maziva tečnim mazivima, ili čvrsta maziva mog imati log aditiva drgih maziva. P&imena (!&sti- mai!a:
•
A slovima visokih ili ekstremno niskih temeperatra,
•
A slovima jako velikih opterećenja i pritisaka,
•
•
•
•
•
A slovima naglih i velikih promena opterećenja, @od nedostpnih ili teško dostpnih delova, @od delova koji se mog podmazivati samo povremeno -neperiodično4, A korozivnim sredinama, vakm i kod delova koji se kreć velikim brzinama. ;sim toga, čvrsta maziva s pogodna za primen sredinama kojima se javlja prljavština, prašina ili pesak količinama koje mog izazvati probleme