Экксплуатационные материалы

•минимальное воздействие на резино-технические  изделия, лаки, краски и пластмассы;

•химическая и физическая стабильность при хранении и транспортировании.

В зависимости от конструктивных особенностей и назначения шестеренчатых передач  к маслам могут предъявляться  специфические требования. Так, масла  для ведущих мостов с фрикционной  блокировкой дифференциала должны обладать хорошими фрикционными свойствами,

масла для трансмиссии автомобилей  с периодической эксплуатацией -хорошими защитными свойствами и т.д.

Условия, в которых работает масло, определяются следующими факторами: температурным режимом, частотой вращения шестерен (скорость относительного скольжения трущихся поверхностей зубьев), удельным давлением в зоне контакта.

Рабочая температура масла в  агрегатах трансмиссии меняется в широких пределах - от температуры  окружающего воздуха в начале работы до 120...130 ^С и даже 150 С в процессе работы.

В температурном режиме работы зубчатых передач различают три наиболее характерные температуры: минимальную - в момент начала работы передачи, равную наиболее низкой температуре окружающего  воздуха; максимальную - соответствующую  экстремальным условиям работы; среднеэксплуатационную - наиболее вероятную во время эксплуатации.

Минимальная температура масла  в агрегатах трансмиссии автомобилей  в холодной климатической зоне может  достигать —60 С. Максимальная и среднеэксплуатационная температуры масла зависят от температуры воздуха, условий эксплуатации, вязкости масла и от других факторов. Среднеэксплуатационная температура  в агрегатах трансмиссии автомобилей  обычно составляет 60...90 °С. Фактическая  температура масла в зоне контакта зубьев шестерен на 150...200 "С выше температуры масла в объеме. Заметное влияние на температуру оказывает  скорость скольжения на поверхности  зубьев в зоне их контакта. Скорости скольжения в цилиндрических и конических передачах составляют на входе в  зацепление 1.5...3 м/с; в некоторых  агрегатах они достигают 9...12 м/с; для гипоидных передач скорости скольжения составляют 15 м/с и более.

В цилиндрических и конических передачах  удельные нагрузки в полюсе зацепления составляют обычно 0,5...1,5 ГПа, достигая в некоторых случаях 2 ГПа. В гипоидных  передачах они в два раза выше. Под действием таких нагрузок условия для гидродинамической  смазки ухудшаются.

Трансмиссионные масла представляют собой сложную коллоидную систему, включающую две группы компонентов: первая - основа масла, вторая - функциональные присадки для улучшения эксплуатационных свойств масел.

К числу перспективных следует  отнести синтетические масла, которые  характеризуются очень пологой  вязкостно-температурной кривой.

 

 

 

 

 

 

 

 

Классификация трансмиссионных  масел

 

Многообразие вырабатываемых трансмиссионных  масел, предназначенных для разнообразной  техники, вызвало необходимость  разработки и использования классификаций  масел, которые позволяют правильно  решить вопрос выбора сорта масла  ддя данной конструкции трансмиссии.

Отечественная классификация трансмиссионных  масел отражена в ГОСТ 17479.2-85.

В зависимости от уровня кинематической вязкости при 100 °С трансмиссионные  масла разделяют на четыре класса, указаны в таблице 1.

В соответствии с классом вязкости ограничены допустимые пределы кинематической вязкости при 100 °С и отрицательная  температура, при которой динамическая вязкость не превышает 150 Па·с. Эта вязкость считается предельной, так как  при ней еще обеспечивается надежная работа агрегатов трансмиссий.

 

Таблица 1. Классы вязкости трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85

Класс вязкости	Кинематическая вязкость при температуре 100°С, мм2/с (сСт)	Температура, при которой  динамическая вязкость не превышает 150 Па•с, С, не выше
9	6,00-10,99	-35
12	11,00-13,99	-26
18	14,00-24,99	-18
34	25,00-41,00	—

 

 

 

В зависимости от эксплуатационных свойств и возможных областей применения масла для трансмиссий  автомобилей, тракторов и другой мобильной техники отнесены к  пяти группам: ТМ-1 - ТМ-5, указанным в  таблице 2.

Группу масел устанавливают  по результатам оценки их свойств  по ГОСТ 9490-75 при разработке новых  трансмиссионных масел и постановке их на производство, а также при  периодических испытаниях товарных масел 1 раз в 2 года.

 

Таблица 2. Группы трансмиссионных  масел по ГОСТ 17479.2-85

Группа масел по эксплуатационным свойствам	Состав масел	Рекомендуемая область применения
ТМ-1	Минеральные масла без  присадок	Цилиндрические, конические и червячные передачи, работающие при контактных напряжениях от 900 до 1600 МПа и температуре масла  в объеме до 90 °С
ТМ-2	Минеральные масла с противоизносными присадками	То же, при контактных напряжениях до 2100 МПа и температуре  масла в объеме до 130 °С
ТМ-3	Минеральные масла с противозадирными присадками умеренной эффективности	Цилиндрические, конические, спирально-конические и гипоидные  передачи, работающие при контактных напряжениях до 2500 МПа и температуре  масла в объеме до 150 °С
ТМ-4	Минеральные масла с противозадирными присадками высокой эффективности	Цилиндрические, спирально-конические и Гипоидные передачи, работающие при контактных напряжениях до 3000 МПа и температуре масла в  объеме до 150 °С
ТМ-5	Минеральные масла с противозадирными присадками высокой эффективности  и многофункционального действия, а  также универсальные масла	Гипоидные передачи, работающие с ударными нагрузками при контактных напряжениях выше 3000 МПа и температуре  масла в объеме до 150 °С

 

 

Представителями группы ТМ-1 являются нигролы зимний и летний (ТУ 38-101529-75), применявшиеся в старых моделях автомобилей. Нигролы - это неочищенные остатки от прямой перегонки нефти, характеризуются неудовлетворительными противоизносными, антиокислительными и низкотемпературными свойствами. На современных автомобилях не применяются. К этой же группе могут быть отнесены базовые масла (ТБ-20, ТС-14,5), служащие основой для изготовления автомобильных трансмиссионных масел.

К группе ТМ-2 относится масло для коробок передач и рулевого управления - ТС (ОСТ 38.01260-82, прежнее обозначение ГОСТ 4002-53), класс 18. Это масло имеет низкие эксплуатационные свойства, применяется в ограниченных масштабах только на старых моделях легковых автомобилей.

В группу ТМ-3 входят масла Теп-10, ТАп-15В, ТСп-15К, выпускаемые по ГОСТ 23652-79.

ТСп-10 применяют для смазывания тяжелонагруженных цилиндрических, конических и спирально-конических передач грузовых автомобилей. Служит в качестве зимнего для умеренной климатической зоны и всесезонного для северных районов страны.

ТАп-15В служит для смазывания тяжелонагруженных цилиндрических, конических и спиралыю-конических передач грузовых автомобилей.

ТСп-15К имеет улучшенные по сравнению с маслом ТАп-15В противоизносные, антиокислительные и низкотемпературные свойства. Служит в качестве всесезонного для умеренной климатической зоны. Предназначенью для тяжелонагруженных цилиндрических и спирально-конических передач, в том числе болшегрузных автомобилей КамАЗ, КрАЗ, УралАЗ.

К группе ТМ-4 относятся масла Тсп-Нгип (ГОСТ 23652-79), Тсз-9гип (ОСТ 38-101158-78), Тсгип (ОСТ 38-01260-82, прежнее название -масло по ГОСТ 4003-53).

ТСп-14гип (класс 18) применяется для гипоидных передач грузовых автомобилей всесезонно в умеренной и жаркой климатической зоне. Обладает высокими противозадирными, но недостаточными антиокислительными и антикоррозионными свойствами. Показатели масла резко ухудшаются при попадании в него воды; в этом случае масло следует немедленно заменить.

ТСз-9гип (класс 9) предназначено для применения в агрегатах трансмиссии грузовых автомобилей в районах Крайнего Севера при температуре воздуха до -50...-55 "С. Ввиду малой вязкости и ухудшения противоизносных свойств при высокой температуре это масло применяется только в зимний период.

ТСгип предназначено для гипоидных передач старых моделей легковых автомобилей. Ввиду недостаточных низкотемпературных, противоизносных и антиокислительных свойств для новых моделей автомобилей не рекомендуется.

В группу ТМ-5 входят масла ТАД-17И (ГОСТ 236532-79) и ТМ5-12рк (ТУ 38.101844-80).

ТАД-17И (класс 18) получают смешением остаточного и дистиллятного масел с введением многофункциональной и депрессорной присадок. Масло обладает высокими эксплуатационными свойствами, является универсальным и может применяться в тяжелонагруженных цилиндрических, спирально-конических и гипоидных передачах грузовых и легковых автомобилей в умеренной и жаркой климатических зонах.

ТМ5-12рк (класс 12) получают из низкозастывающего масла селективной очистки, загущенного полимерной присадкой, с введением многофункциональной присадки. Масло относится к числу универсальных для эксплуатации и консервации цилиндрических, спирально-конических и гипоидных передач грузовых  автомобилей. Предназначено для применения в качестве всесезонного, в первую очередь для эксплуатации в северных районах.

Основным сортом, применяемых для автомобильных гидромеханических коробок передач, является масло марки А (ТУ 38.101179-79). Оно имеет температуру застывания -40 °С, его применяют всесезонно в умеренной климатической зоне. Для автомобилей, эксплуатирующихся в северных районах страны, разработано масло МГТ (ТУ 38-401-494-84), которое по эксплуатационным свойствам соответствует маслу марки А, но имеет лучшие низкотемпературные показатели работоспособности до -50 °С.

В гидрообъемных передачах автомобилей, в частности в гидроусилителях рулей, используют масло марки Р. Его применяют в качестве всесезонного в умеренной климатической зоне.

Из масел зарубежного производства в автоматических коробках передач используются только минеральные масла серии ATF, обычно марки "Дексрон" (Dexron) с различными числовыми индексами. Все они красного цвета и допускают смешение в различных пропорциях. Их ресурс до замены составляет 50...70 тыс. км. в коробку легкового автомобиля заливают 6 - 9 л (для полноприводного "Форд-Бронко" - 18 л). В последнее время используют масла желтого и зеленого цвета. Смешивать их с Дексроном недопустимо.

По классификации ГОСТ 17479.2-85 масла  маркируют по уровню напряженности  работы трансмиссии и классу вязкости. Например, в маркировке масла ТМ-5-18, ТМ означает начальные буквы русских слов "трансмиссионное масло", первая цифра - группа масла по эксплуатационным свойствам, вторая цифра - класс вязкости масла.

До введения ГОСТ 17479.2-85 на классификацию и систему обозначений  трансмиссионных масел маркировка масел в нормативно-технической  документации была другой. Обозначение  трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85 и соответствие их ранее принятым маркам преведены в таблице 3.

 

 

Таблица 3.Соответствие обозначений  трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85 принятым в нормативно-технической  документации.

Обозначение масла по ГОСТ 17479.2-85	Принятое обозначение  масла	Нормативно-техническая  документация
ТМ-1-18	ТС-14,5	ТУ 38.101110-81
ТМ-1-18	АК-15	ТУ 38.001280-76
ТМ-2-9	ТСп-10ЭФО	ТУ 38.101701-77
ТМ-2-18	ТЭп-15	ГОСТ 23652-79
ТМ-2-34	ТС	ТУ 38.1011332-90
ТМ-3-9	ТСзп-8	ТУ 38.1011280-89
ТМ-3-9	ТСп-10	ТУ 38.401809-90
ТМ-3-18	ТСп-15К, ТАп-15В	ГОСТ 23652-79
ТМ-5-9	ТСз-9гип	ТУ 38.1011238-89
ТМ-5-18	ТСп-14гип, ТАД-17и	ГОСТ 23652-79
ТМ-5-34	ТСгип	ОСТ 38.01260-82
ТМ-5-12з(рк)	ТМ5-12рк	ТУ 38.101844-80

 

Для решения вопроса взаимозаменяемости отечественных и зарубежных масел,в таблице 4 дано примерное соответствие классов вязкости и эксплуатационных групп трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85 классам вязкости по классификации SАЕ и группам по классификации АРI. Для полного соответствия необходимо проведение целого комплекса испытаний по определенным методикам.

Таблица 4.

Класс вязкости по ГОСТ 17479.2-85	Класс вязкости по SAE J306С	Группа по ГОСТ 17479.2-85	Группа по АРI
9	75W	ТМ-1	GL-1
12	80W/85W	ТМ-2	GL-2
18	90	ТМ-3	GL-3
34	140	ТМ-4	GL-4
-	-	ТМ-5	GL-5

 

3. Вулканизирующие вещества и другие компоненты резины.

 

Резина - продукт химического  превращения (вулканизации) синтетического и натурального каучуков. Взаимодействуя с вулканизирующими веществами, каучуки  претерпевают внутренние химические изменения, в результате которых образуется резина.

Свойства резиновых изделий  определяются их различным соотношением. К составляющим резиновых смесей относятся каучук, вулканизирующие  вещества, ускорители вулканизации, активаторы, ускорители, наполнители, противостарители, смягчители и красители

Основой резиновых смесей служит натуральный или искусственный  каучук. Каучук подвергают вулканизации - горячей или холодной для придания материалу требуемой прочности, упругости и т. д. В качестве вулканизирующего вещества в каучук вводят 2-3% серы. Так  как вулканизация - длительный процесс, то для его ускорения вводят 0,5-1,5% ускорителей вулканизации (окись  магния, окись цинка и др.). В  качестве активаторов ускорителя применяют  цинковые белила и магнезию.

Для придания необходимых  физико-механических свойств резиновым  изделиям в композицию вводят наполнители. Наполнители делят на порошкообразные  и ткани. К порошкообразным наполнителям относят сажу, каолин, углекислый марганец, мел, тальк, сернокислый барий и  др. Тканевыми силовыми наполнителями  служат корд и рукавные ткани.

При окислении каучука  резины стареют, теряют эластичность, становятся хрупкими, т. е. при старении необратимо изменяются физико-механические свойства. Поэтому в состав резиновых  смесей вводят противостарители: вазелин, воск, парафин, ароматические амины  и др. Для облегчения совмещения каучука с порошкообразным наполнителем и придания необходимой мягкости добавляют мягчители: стеариновую  и олеиновую кислоты, канифоль, парафин, сосновую смолу. Красители - охру, ультрамарин  и пр. вводят в количестве до 10% массы  каучука.