SU930120A1 - Способ определени работоспособности смазочных масел - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способам определени  работоспособности смазочных масел и рабочих жидкостей гидросистем и может примен тьс  во всех област х техники, где используют-- , гидромеханизмы.

,В насто щее врем  прогресс в развитии техники характеризуетс  непрерывным увеличением рабочих мощностей и нагрузок. В этой св зи предъ вл ютс  высокие требовани  к смазочным маслам (рабочим жидкост м) гидросистем.

Под действием различных внешних факторов смазочное масло (рабоча  жидкость) в процессе работы тер ет свои свойства и наступает момент, когда оно оказываетс  неспособным выполн ть свои функции.

От работоспособности смазочных масел (рабочих жидкостей) зависит срок их службы, под которым обычно понимаетс  врем , в течение которого смазочное масло может эксплуатироватьс , не вызыва  нарушени  в работе машины или механизма. Если изменени  превысили допустимые, смазочные масла бракуют и удал ют из систекы .

Известен способ определени  работоспособности смазочных масел или ра Бочих жидкостей гидросистем, заключающийс  в том, что определение работоспособности , смазочного масла (рабочей жидкости) производ т с помощью оценки состо ни  сопр гаемых деталей после разборки. Фиксаци  состо ни  деталей производитс  визуально или путем замеров, взвешиваний и- т.п.

10

Кроме того, производ т анализ рабо тавшего смазочного масла, дл  чего периодически отбирают пробы масла, по которым определ ют его в зкость, кислотное число, температуру вспышк

15 содержание нерастворимых в бензине примесей и т.п.. По величине соответствующих показателей и сравнени  их с показател ми свежего смазочного масла суд т о работоспособности сма20 зочного масла.

Основными недостатками зтого способа  вл ютс  трудоемкость операции за счет необходимости полной или частичной разборки сопр жени ; боль25 ша  продолжительность-Испытани ; неточность оценки состо ни  смазочного масла из-за крайнег-недостаточной степени отражени  так называег ми параметрами предельного состо 30 ни  фактического взаимодействи  элементов в органически св занной системе смазочное масло - машина (или механизм), а также разнообрази  параметров дл  каждого типа механизмов и дл  каждой марки смазочного масла. . . Известен также способ, заключаю- :вдийс  в том, что периодичвски отби-. рают пробу смазочного масла из мест где максимально измен ютс  его свойства в эксплуатационных услови х (дл  чего разбирают, например, подшипники ) , Отобранную пробу от одной установ ки заправл ют в подшипники второй установки и дополнительно испытывают в услови х формированного режима и по изменению времени до момента полного срабатывани  суд т о работоспособности смазочного масла У . Недостатками, этого способа  вл ют с  больша  продолжительность и трудоемкость испытаний; неконкретность условий полного срабатывани  смазоч ного масла как следствие изменени  его физико-химических и механически свойств. Менее трудоемким и менее продолжительным по времени  вл етс  спосо определени  работоспособности смазо ного масла, состо щий в том, что пе риодически из рабочих зон отбирают пробу смазочного масла, .которую раз бавл ют известным количеством растворител  дл  .титровани , титруют аликвотную часть первым заранее при , готовленным титрантом, довод  рН . масла до первой заданной величины, и определ ютобщее основное,число (ТВ) масла.- Смазочное масло мен ют, когда величина этого числа упадает до 1,0-0,5. ... Хот , этот способ  вл етс  более простым, однако он имеет свои недостатки . .Они Ьосто т в неточности определени  работоспособности смазочного масла (или рабочей жидкости вследствие того, что: между величинами рН и ТВ и. фактическим состо нием двигател , особенно при работе на малосернистых топливах, не устой чивой зависимости. Кроме того, при разбавлении раст ворителем нарушаетс  основное состо ние смазочного масла, как сложной полидисперсной система - физиче ка  стабильность, что делает невозможным дать качественную оценку загр зн ющих примесей и степень их непосредственной опасности дл  двигател , Известен способ определени  стабилизирующих свойств присадок к мотооным маслам, которые характеризукгт работоспособность масел, по вели чине кинетической устойчивости саже вых суспензий путем-определени  относительного изменени  оптическойплотности верхнего сло  суспензии при центрифугировании. Масло с присадкой и ламповой сажей, разбавленное бензином, центрифугируют и опреде ют оптическую плотность суспензии 4. Однако, способ неточен при определении работоспособности 1)1асел. Поскольку в известном способе дл  анализа используют свежее масло, то невозможно этим способом определить фактическую работоспособность смазочных масел. Цель изобретени  - повышение точности определени  работоспособности масла и оценки противоизносных свойств. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу определени  работоспособности смазочного масла, пробу отработавшего масла подвергают центрифугированию с последующим определением оптической плотности полученного верхнего сло  и по отношению к начальной оптической плотности работавшего масла суд т от его работоспособности . Кроме того, с целью более полного определени  противоизносных свойств отработавшего масла пробу нижнего сло  дополнительно испытывают в паре трени  сталь-алюминий и определ ют показатель абразивности по отношению весовых износов свежего и отработавшего масла. Когда процент снижени  оптической плотности верхнего сло  масла будет больше 40%, смазочное масло (или рабочую жидкость) считают неработоспособной . Если процент снижени  оптической плотности будет равйым 0-40%, дополнительно определ ют доверительный уровень показател  абразивного нижнего сло  смазочного масла и, если он выйдет за пределы в сторону увеличени  доверительного уровн  показател  абразивного свежего масла ( или рабочей жидкости ) , смазочное маслЪ (или рабочую жидкость) считают неработоспособной . Такое осуществление способа позвол ет повысить точность определени  работоспособности смазочного масла, так как при испытании проб смазочного масла неразбавленных растворителей, а значит и с ненарушенной физической стабильностью, возможно более качественно оценить смазочнре масло, т.е. получить более точно необходимые показатели по качеству нерастворимых примесей, независимо от их количества. Определение процента снижени  оптической плотности верхнего сло  комплекси6 характеризует диспергирующую способность смазочного масла, т.е. способность удерживать нерастворикые примеси в себе, не откладава  их в виде осадков, лаков,отложений.

Центрифугирование провод т в центрифуге при посто нной температуре воздуха в термост-ате, в который заключена центрифуга. Это создает одинаковые услови  дл  сравнени  разных масел и при разных наработках .

Испытание смазочного масла на плоскопараллельной машине трени  в нескольких парах ( не менее 4-х образцов металла) сталь-алюминий дает возможность обеспечить полученные результаты по известным формулам математической статистики и получить показатель абразивности не в виде одиночного значени , а в виг де доверительного уровн .

Проведение испытаний на плоско- параллельной машине при посто нной нагрузке, относительной скорости перемещени , и температуре окружающего воздуха создает одинаковые услови  при сравнении разных масел и при разных наработках.

Пример 1. На стенде проходил испытани  дизель М 401В на масле МС-20 с контролем смазочного масла по параметрам ОСТ 24 060 09.

Параллельно через каждые 100 моточасов масло контролируют предлагаемым способом в следующей последовательности . Отбирают пробы масла из циркул ционной системы в количестве 0,5 л, тщательно перемешивают пробы при температуре 50-60° с. Определ ют начальную оптическую плотность масла (Дд). Она составл ет 421 ед. Загружают пробы .Б пробиркицентрифуги до строго фиксированного уровн . Затем перенос т пробирки в центрифугу, вмонтированную в термостат, и центрифугируют в течение 50+1 мин на частоте 7800+200 об./мин, при температуре окружающего воздуха в объеме термостата 36+2°С.

Перенос т пробирки из центрифуги в сушильный шкаф и выдерживают их в течение 30 мин при 98+2°С. Затем остуживают пробирки до температу1Ж1 окружающего воздуха в течение 30 мин, и отбор с точно фиксированного ( мм) верхнего уровн  мерной пипеткой 0,2 мл смазочного масла дл  определени  конечной оптической плотности (Д), котора  оказалась, равной 290,5 ед.

Определ ют процент изменени  оптической плотности по формуле:

421-290,5

i- .100 31%.

421Изменение оптической плотности оказалось меньше предельно допустимого значени  (40%). Поэтому дополнительно определ ют доверительный уровень показател  абразивности (ПА).

Нижнюю часть масла из пробирок (отстой) ввод т в лабораторную плос- , копараллельную машину трени , в которой 4 алюминиевых образца одновременно работают по стали с удельной нагрузкой 1 кгс/см и относительной скоростью перемещени  0,12-0,13 см/с, при температуре окружающего воздуха 20+1С.

После одного часа работы машины определ ют весовой износ каждого из четырех образцов алюмини , после чего полученные результаты обсчитывают по элементным формулам математической статистики.

Результаты измерени  весового из-, .носа алюминиевых пластин, г.1 II (II IV

0,0041 0,0045 0,0065 0,0055 Рассчитывают доверительный уровень показател -абразивности по формуле ПА X±t Sm. Он равен 0,0051tO,0016. Полученный доверительный уровень показа -ел  абразивности масла МС-20, работавшего в дизеле (М401В) в течение 100 моточасов сравниваетс  с доверительным уровнем показател  абразивности , полученным перед испытани ми дл  свежего масла (МС-20), потер  веса образцов, г:

IV

Id

0,0056 0,0042 0,0040 0,0037 Доверительный уровень ПА О,0044± ±0,0013. I

Сравнение показывает, что среднее значение ПА работавшего масла по сравнению со средним значением,

свежего масла МС-20 несколько увеличилось (0,0051 г против 0,0044 г), но доверительный уровень показател  не вышел в сторону увеличени  за пределы доверительного уровн  свежего масла, так как нижнее значение доверительного уровн  ПА работавшего масла (0,0051-0,001б- 0,0035) меньше верхнего значени  ПА свежего масла (0,0044+0,0013 0,0057).

Масло признано работоспособным, т.е. приходным к дальнейшей работе в дизеле.

П р и м е р 2. На том же дизеле, еще через 52 ч работы масла (наработка масла МС-20 152 ч) при контрольной проверке предлагаемым способом установлено, что значение начальной оптической плотности Д равно 683; значение оптической

Claims (3)

1. плотности верхнего сло  масла посJTG центрифугировани  Д 270; измонение оптической плотности fiszSi. 100 ,5%; ДоЬ о J По этому показателю МС-20 признано непригодным к дальнейшей работе {60,5740%) и слито. Необходимо кстати отметить, что повышение качества совпало с усилением заби.вки фильтров и учащением необходимости их прог-мвки. По прин той методике показатель абразивности масла провер ть не потребовалось. Тем не мейее, дл  накоплени  опыта его проверили. Пол гчили следукйдие данные. Износ образцов на машине, г: Р II III . IV 0,0032 0,0040 0,0035 0,0034 Доверительный уровень показател абразивности 0,0035frO,0006. Очевидно, что по этому показате масло могло бы работать дальше, но оно было слито по слишком большому снижению процента оптической плотности . . . П р и м е р 3. В св зи с очень Мсшым сроком службы масло МС-20 на стендах заменено более качественным маслом М-206 с добавлением 1% сукци нимидной присадки С-5А. Сроки служ бы этого смазочного масла, контрол руемые известным способом существенно возросли. Так, например, на установке АСД 600, проход щей стендовые испытани и имеющей согласно действующей док ментации срок службы масла 500 мот часов, масло работало вообаде без смены. На 3981 часу работы оно имело следующие .показатели. Значение начальной оптической плотности . . Значение оптической плотности верхнего сую  масла после центрифу гировани  , Изменение оптической плотности . 100 2i2l5il 100 24%. До Несмотр  на повышенный уровень общей загр зненности по сравнению с преддалдущим примером (712 единиц против 683)% изменени  оптической плотности при центрифугировании в 2,5 раза меньше (24 % против 60,5% В масле проверен и доверительны уровень показател  ПА. Износ образцов на машине трени  tII 111 1Y 10,0015.. 0,0014 0,0011 0,0012 Доверительный уровень показател абразивности 0,0013-0,0003, Если учесть, что доверительный уровень показател  абразивности дл свежего масла М-206 с присадкой Ссоставл ет О,0049±0 0020, то видно то доверительный уровень ПА контроируемого масла вышел за его пределы о не в сторону увеличени , а в стоону уменьшени , что не  вл етс  браовочным признаком. Масло было допущено к дальнейшей аботе и отработало 5000 моточасов без смены (10-кратный срок службы). Разборка дизел  показала, что он находитс  в хорошем состо йии. Наобоот , расход масла на угар в среднем на этом дизеле был меньше ожидаемого значени  П-.р и м е р 4. Браковка масел о доверительному уровню ПА  вл етс  крайне редким  влением, например, за 2 года был всего один случай такой браковки. Срок замены масла по ействующим документам на стенде составл л 140 моточасо . Масто М-206 с сукцинимидной присадкой, контроЛ ируемое предлагаегллм способом, отработало к моменту определени  584 моточаса. Были получены следующие данные. Значение начальной оптической плотности . Значение оптической плотности верхнего сло чмасла после центрифугиро;вани  ,5. Изменение оптической плотности ... „100 ,. Износ образцов на машине трени . I II III IV 0,0096 О.,0085 0,0079 0,0090 Доверительный уровень показател  абразивности О,0088±0,0011. Несмотр  на допустимый уровень снижени  оптической плотности, масло М-206 +1% С5А было из циркул ционной системы стенда, так как доверительный уровень показател  абразивности ПА-вышел за пределы доверительного уровн  ПА свежего масла (0,,0020). Предлегаемый способ  вл етс  универсальным по отношению к любому смазочноглу маслу (или рабочей жидкости ) применительно к той машине (механизму), к которой оно предварительно было, подобрано. Кроме того, способ  вл етс  более простым, чем все известные, так как позвол ет в короткий срок (в пределах 4-ч) на простом оборудовании определить действительную необходимость замены смазочного масла (или рабочей жидкости) в машине (механизме ) . Применение способа позвол ет максимально использовать смазочное масло (или рабочую жидкость) с обеспечением нормальной работы гидросистемы , что особенно важно дл  дефицитных жидкостей органического (нефт ного) и синтетического происхождени . 9 93012 Формула изобретени  1.Способ определени  работоспособности смазочных масел путем центриф5 гировани  пробы масла, отличающ и и с   тем, что, с целью повышени 5 точности определени  и оцейки противоизвестных свойств, центрифугированйю подвергают пробу отработавшего масла с последующим определением onтической плотности полученного верх- 10 него сло  и по отношению к начальной оптической плотности работавшего маела суд т о его работоспособности. 2. Способ по П.1, о т л и ч а ю- . щ и и с   тем, что, с целью 5 полного определени  противоизносных 010 свойств отработавшего масл&, пробу нижнего.сло  дополнительно испытывают в паре трени  сталь-гшюминий и определ ют показатель абраэивности по отношению к весовым йзносам свежего и отработавшего масла, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Лосиков Б.В. и др. Зарубежные метода испытаний моторных масел на двигател х. М., 1966, с. 150.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 427281, кл. G 01 N 33/30, 1974.
3. 3. Патент США 4082511, кл. 23-230 Н С, 1978. Хими  и технологи  топлнв и масел. 1971, 7, с. 34-36 (прототип)