Розглянемо десять характеристик частинок, які найбільш важливі для трибо-аналітиків і фахівців з змащенням. Кожна з цих характеристик або ознак впливає на стан змащеного механізму. Хоча ім'я характеристики, можливо, добре відомо, але не завжди відомий викликаний нею збитки.
характеристики частинок
Розмір частин. Він, як правило, визначається як еквівалент сферичної частинки c діаметром в мікронах (мкм) і характеризує здатність частки проникати в робочі зазори рухомих поверхонь машин. Коли великі частки дробляться на більш дрібні, вони мають тенденцію бути ближче за розмірами до робочих зазорах машини. Чим ближче розміри частинок до робочих зазорах, тим більше їх потрапляє в щілину. Це призводить до стирання поверхні або втоми протилежних поверхонь, що труться. Наприклад, одна 40-мікрона частка теоретично може бути розбита на 512 окремих пятімікронних руйнівних частинок.
Площа поверхні. При дробленні великих часток на безліч дрібніших, загальна площа поверхні при контакті з маслом збільшується багаторазово. Наприклад, якщо роздрібнити велику частку на 100 рівних шматочків, то отримаємо приблизно в 4,5 рази більшу міжфазну поверхню. У наведеному вище прикладі, коли 40-мікрона частка розбивається на пятімікронние частки, створюється в вісім разів більша площа поверхні при контакті з маслом. Чому це відбувається? Чим більше площа поверхні по відношенню до маси частки, тим повільніше частка осідає (довше час перебування в маслі). Чим більше частинок накопичується в маслі, тим більше вони залучають і емульгують воду, сприяє каталітичних реакцій з маслом. Частинки також пов'язують продуктивність полярних добавок (наприклад, протизносних присадок, інгібіторів корозії і т. П.). Зароджується велика кількість бульбашок повітря і повинні ставитися перешкоди їх ефективне виділення з масла. Список можна продовжувати.
Форма частинок / незграбність. Може здатися, що це не має ніякого реального значення, але в світі трибології це знаходиться в центрі причин при оцінці зносу, що викликається частинками. Сферичні частинки, за формою схожі на кульки підшипників, можуть викликати поверхневі поглиблення, але вони з набагато меншою ймовірністю виріжуть або обдеруть. З іншого боку, частинки з високою ріжучою кільцеподібне (володіють гострими кутами між гранями) мають набагато більшу схильність до тривимірної абразивності. (Рис. 1).
Малюнок 1.Завісімость зносу від незграбності частинок
Незграбні частки, як правило, утворюються дробленням (подрібненням) великих частинок на більш дрібні частинки (рис. 2). Якщо сферична частка була розбиті на 100 більш дрібних частинок, що мають загальну форму куба, це поставить під ковзаючу поверхні машини руйнівній дії 800 кільцевих лез.
Малюнок 2. Тверді частинки пилу з
рудника. кар'єра чи екскаваторного грунту
Твердість. Твердість пов'язана з міцністю частки на стиск, тобто її стійкість до деформації (пружної або пластичної) або фрагментації шляхом подрібнення. Твердість частки по відношенню до твердості поверхні в значній мірі визначає її здатність викликати знос і втома поверхні. Точкою відліку можна вважати тверді частинки звичайної грунту, що складається в основному з частинок кремнезему і глинозему, які твердіше леза ножівки (швидкорізальної сталі). Тільки литі керамічні поверхні деяких підшипників мають ту ж твердість. Загальна відносна жорсткість частинок показана в таблиці 1.
Типовий Питома вага
Густина. Щільність або питома вага впливає на плавучість частки в мастильних маслах. Важкі частинки будуть осідати набагато швидше в резервуарах і відстійниках (табл. 1). 20-мікронною частці баббита буде потрібно всього 2,8 хвилини для осідання на півдюйма в турбінному маслі ISO 22. Важкі частинки мають набагато більше шансів бути видаленими відцентровими сепараторами. Вони також більш схильні до виникнення ерозії в циркуляційних масляних системах. У них масляні потоки рухаються з великою швидкістю, відправляючи важкі і тверді частинки за руйнівними траєкторіях.
Склад. Хоча звичайна пил відома потенційної шкідливістю через свою твердості, але вона хімічно інертна. Але частинки зносу, породжені цим пилом, в мастильних маслах далеко не інертні. Це пов'язано з тим, що ці новоутворені частинки часто складаються з заліза, міді та олова. Хоча вони менш тверді і абразивні, знос металів сприяє окисленню олії, що в свою чергу сприяє утворенню агресивних кислот, лаків і шламів.
Полярність. Багато частинки мають унікальні полярні подібності з присадками або мають іонними зарядами. Це може привести до виснаження присадок, таких як інгібітори корозії, протизносні агенти, миючі засоби, диспергатори і протизадирні присадки. Ці присадки більш схильні з'єднуватися з полярними частинками. Крім того, полярні частки, об'єднуючись, утворюють згустки і забивають (знищують) дрібні проходи масла і осідають у вигляді осаду в більших масляних протоках. Це посилюється, якщо присутня вода, яка має тенденцію чіплятися за полярні тверді забруднюючі речовини, сприяючи подальшому утворенню емульсії і відстою.
Магнітна сприйнятливість. Постійні магніти використовуються в деяких фільтрах і онлайн датчиках частинок зносу. Частинки заліза або сталі, які притягуються до магнітного поля, переважно відокремлені від масла цими пристроями. Пізніше деякі частинки можуть бути скинуті з цих пристроїв (через удар або сплеску потоку) і часто залишаються намагніченими. Потім вони можуть магнітно притянуться до сталевих отворів жиклера, залізним мастилопроводах, які обмежують потік, або просто причепитися до деталей працюючої машини. Крім того, що направляє контроль і допоміжні клапани зазвичай застосовуються в гідравлічних системах, що використовують електромагніти в своїх соленоїдах. Приведення в дію цих клапанів може зробити негативний вплив на магнітну сприйнятливість часток заліза і сталі, що притягуються соленоидом.
Провідність. Тепер, нарешті, про позитивну характеристику частинок забруднення. В останні роки електрифікація мастил стає все більш і більш загальною проблемою через високої чистоти базових масел, які часто використовуються в рецептурах мастил. Циркуляційний масло може створити статичний заряд в маслі за рахунок молекулярного тертя. Це може привести до статичного розряду в тілі масла і обвуглювання масла в дузі розряду. Вміщені в маслі проводять частки ефективно розсіюють заряди, запобігаючи пошкодження масла від статичного розряду. За даними одного дослідження, забруднення частинками еквівалентну ISO 18/15 виявилося достатнім для зняття статичного заряду. І навпаки, нарощування статичного заряду при низьких рівнях забруднення зарядженими частинками рівня ІСО 13/10 або чистіше призвело до сильних іскрових розрядів.
Кількість частинок. Частинки правильного розміру, форми і твердості - це потенційно руйнівні контакти випадкового некерованого дії. Дві таких частинки пропорційно множать ризик зносу і т.д. Насправді, загальна кількість матеріалу легко віддаленого з поверхні, може в чотири-десять разів перевищувати первинний вага частинок. Цей ризик є найбільшим для машин, змазаних нефільтрованим рабризгівающім складом. Потрібно також пам'ятати про репродуктивне циклі частинок забруднення - частинки виробляють дітей (дробляться). Потім ці маленькі розбійники будуть вливатися в злочинну діяльність, приводячи до ще більшого зносу і деградації мастила. Само собою зрозуміло, що контроль над зростанням населення частинок є однією з основних і ефективних стратегій в стабілізації надійності машини.
Частинки відбирають у вас гроші.
Частинки, якщо ви їх погано знаєте, оббирають вас постійно, спите ви чи не спите. Вони мовчки, але майстерно грабують компанії, зменшуючи продуктивність і прибуток. На жаль, контроль за забрудненням частинками рідко з'являється в списку цілей і завдань менеджера виробництва. На превеликий жаль, більшість менеджерів не має ні найменшого поняття, що ці маленькі розбійники оббирають їх, як сліпих, день за днем.
У частинок є чотири основні способи відібрати гроші. Хоча вони і не рівні за величиною впливу, в залежності від машини і додатки, але кожен із способів може мати помітний вплив на кишеню вашої компанії.
1. Поверхня стирання. Викликає небажані втрати продуктивності і змушує робити дорогий ремонт.
2. Обмеження потоку масла. Частинки можуть утворювати відкладення, частково сповільнюючи рух масла і викликаючи недостатність мастила машин. Хоча зносу, можливо, не сталося, це теж може сприяти необхідності дорогого ремонту.
3. Збільшення споживання олій і фільтрів. Способів, в яких частинки можуть скоротити термін служби мастила і знизити її якість, дуже багато. Легкий вхід частинок в фільтри призводить до марнотратно високого споживання фільтрів.
4. Більш високий рівень споживання енергії та вплив на навколишнє середовище. Існує майже нескінченний список способів частинок збільшити тертя, знизити продуктивність антифрикционной мастила, знизити ефективність згоряння в двигунах і об'ємну ефективності в гідравлічних і мастильних масляних системах. Чим б ольшое енергії і палива споживається, тим більше відходів, які виходять і забруднюють атмосферу.
Тепер у Вас більш детальний погляд на частки забруднень. Можливо, прийшов час більш уважно подивитися на те, що в вашому маслі.
За матеріалами журналу "Machinery Lubrication"