1.1. Авиационные горюче-смазочные материалы. Учебнометодический комплекс модуль Авиационные горючесмазочные материалы Авиационные топлива Основное сырье для получения авиатоплив (АТ) нефть
 Скачать 1.25 Mb.
|
|
Пенетрация - число проницаемости (в 0,1 мм), которое характеризует консистенцию (степень мягкости) пластичных смазок и является показателем глубины погружения (проникновения) в испытуемую смазку конуса стандартных размеров. В приборе, называемом пенетрометром, пенетрация определяется числом делений, отмечаемых стрелкой на шкале индикатора прибора, и соответствует числу десятых долей миллиметра глубины погружения конуса в смазку. Рис. 4.5. Зависимость между нагрузкой и градиентом скорости Чем больше число пенетрации, тем мягче смазка и, следовательно, меньше ее консистентность. Для пластичных смазок ее значение находится в пределах 170...400 единиц. Стабильность смазок Различают физическую и химическую стабильность пластических смазок. Показателями физической стабильности являются тиксотропные свойства, температура каплепадения смазки и коллоидная стабильность. Механическая стабильность характеризуется тиксотропными свойствами, т.е. способностью смазок практически мгновенно восстанавливать свою структуру (каркас) после выхода из зоны непосредственного контакта трущихся деталей. Благодаря этому уникальному свойству смазка легко удерживается в негерметизированных узлах трения. Температура каплепадения - условный критерий начала плавления: минимальная температура падения первой капли смазки, нагреваемой в капсуле термометра Уббелоде (метод ASTM D556 - IP132; ISO 2/76; DIN 5/80/B1.1). Под коллоидной стабильностью понимают стойкость консистентных смазок к выделению части входящего в их состав масла (синерезису) в процессе механического и температурного воздействия при применении, хранении и транспортировке. Оценку коллоидной стабильности производят на специальном приборе, где слой смазки с нагрузкой прижимают в течение 30 мин. к слою фильтровальной бумаги, положенной на стекло. По количеству масла, перешедшему из смазки на бумагу (в процентах по массе), судят о коллоидной стабильности смазки. Чем больше масла окажется на бумаге, тем коллоидная стабильность смазки хуже. Химической стабильностью называют устойчивость смазки к окислению кислородом воздуха в условиях применения и при хранении. В результате окислительных процессов в смазках образуются свободные кислоты, корки и уплотнения на поверхности. Кроме этого, окисление смазок вызывает изменение их механических свойств (предела прочности, вязкости и т.д.) и повышает коррозионную активность. Кроме того, у смазок оценивают: - термическую стабильность - способность смазки сохранять свои свойства при воздействии повышенных температур; - испаряемость - количество масла (в %), испарившегося из смазки за определенный промежуток времени при ее нагреве до максимальной температуры применения; - водостойкость - характеристику устойчивости смазки к растворению в воде, способности поглощать влагу, проницаемости смазочного слоя для паров влаги и смываемости водой со смазываемых поверхностей. - Ассортимент и краткая характеристика пластичных смазок Рассмотрим состав, области применения и основные свойства пластических смазок, допущенных к применению на серийной авиационной технике гражданской авиации, а также смазки, рекомендуемые для вновь разрабатываемой авиатехники. Смазка ЦИАТИМ – 201 - заменители Эра, ЦИАТИМ-221 является первой отечественной литиевой смазкой. Готовится загущением маловязкого минерального масла MBП десятью процентами стеарата лития с добавлением 0,3 % дифениламина. Используется как основной сорт низкотемпературной смазки в системах управления для смазки подшипников качения и скольжения, шарниров, ползунов, небольших редукторов, органов управления тормозными щитками, узлами подвески рулей, элеронов, закрылков, замков шасси, соединений тяг и качалок. Не рекомендуется для применения в условиях длительного прямого контакта с водой и при относительной влажности более 80%, для тяжело нагруженных узлов трения скольжения, для кратковременной и длительной консервации изделий. Смазка должна применяться при температурах, не выходящих за предел диапазона -60 …+90°. Зарубежные аналоги - Aeroshell Grease 6 (SHELL), Unirex S 2 (Esso), Eneryrease LCI, LT 2 (British Petroleum) Смазка СТ ( НК-50 ) – заменитель - Сапфир антифрикционная пластичная высокотемпературная смазка. Изготовляется на основе масла МС- 20 , загущённого натриевыми мылами (31 %), саломаса и технического сала. В её состав входит 0,5 процента коллоидного графита. Смазка имеет плохие низкотемпературные свойства. Гигроскопична. Растворима в воде. При хранении в негерметичной таре поглощает влагу из воздуха, что ухудшает её характеристики. Имеет низкую испаряемость, высокую температуру каплепадения. Работоспособна при температуре - 20°С...+150 0 С, с кратковременным перегревом до 200°С. Рекомендуется для высоконагруженных узлов трения. Используется в подшипниках колёс шасси самолётов и вертолётов, в шлицевых соединениях воздушных винтов самолётов и вертолётов, резьбовых соединениях. Зарубежные аналоги AeroShell Grease 22. AeroShell Grease 16, Mobil Grease 28. Смазка ВНИИ НП-231 заменитель ВНИИ НП-246 – антифрикционная пластичная высокотемпературная смазка. Готовится загущением полисилоксановой жидкости ПЭС-С-2 канальной сажей ДГ-100. Обладает хорошими низкотемпературными свойствами, имеет высокие противозадирные характеристики. По своему составу и свойствам занимает промежуточное положение между пластичными смазками и неструктурированными текучими пастами. Смазка работоспособна при температуре -60ºС…+ 250°С, кратковременно до плюс 300°С. Рекомендуется для применения в тихоходных высоконагруженных узлах трения: закрытых червячно-винтовых механизмах, для смазывания подшипников качения и скольжения и т.д. Используется в узлах трения системы управления летательными аппаратами. Смазка ВНИИ НП - 242 - заменитель Фиол-2М - антифрикционная пластичная водостойкая смазка. Получается при загущении масла индустриального 45 стеаратом лития. Содержит антиокислитель - дифениламин и противоизносную присадку - дисульфид молибдена. Предназначается для смазывания шариковых и роликовых подшипников, работающих при больших нагрузках. Смазка рекомендуется для применения в подшипниках электромашин горизонтального исполнения с редко сменяемой смазкой. Работоспособна при температуре -30°С…+110°С, кратковременно до +120°С. Смазка ВНИИ НП-286М - заменитель ВНИИ НП-274 - готовится загущением синтетического масла МАС-35 мылами, содержит композицию антиокислительных и противоизносных присадок. Смазка работоспособна при температуре -60°С...+120°С. Рекомендуется для смазки зубчатых передач средней мощности, в электромеханизмах, подшипниках качения с высокими скоростями вращения, в подшипниках качения систем управления самолётом. Используется вместо смазок ЦИАТИМ-201, ЦИАТИМ-203, ОКБ-122-7, ВНИИ HП-242 на вновь разрабатываемой авиатехнике. Зарубежный аналог Nyco Grease GN 22, Mobil Grease 28. Смазка ВНИИ НП-261- Сапфир представляет собой смесь синтетического масла MAC-35 + эфир-2, загущенную комплексным мылом и пигментом. Содержит графит и присадки ИОНОЛ и ФАНА. Работоспособна при температуре -45 о . Рекомендуется для смазки подшипников колес шасси самолетов вместо смазки СТ (НК-50). Зарубежные аналоги AeroShell Grease 22. AeroShell Grease 16, Mobil Grease 28. Паста ВНИИ НП-225 - антифрикционная. Получается при смешивании кремнийорганической жидкости ПФМС-4 с дисульфидом молибдена. Предназначается для защиты резьбовых соединений от заеданий. Применяется в резьбовых соединениях между прокладками из естественной и искусственной резины. Применяется как сухая смазка. Работоспособна при температуре: как антифрикционная до 250°С и как твердая сухая паста до 450°С-500°С. Зарубежный аналог Molykote 50/50. Консервационные масла и смазки Масло К-17 - консервационное жидкое, влагостойкое масло (смазка). Получается при загущении смеси нефтяных масел (трансформаторного и авиационного МС-20) литиевым мылом окисленного петролатума. Содержит присадки ЦИАТИМ-339, ПМСЯ, дифениламин и СК-45. Предназначается для длительной консервации в условиях повышенных температур и влажности, для консервации внутренних и наружных поверхностей изделий из цветных и чёрных металлов. Применяется для долговременной защиты от атмосферной коррозии наружных поверхностей изделий и механизмов, хранящихся под укрытием и на открытых площадках. Используется для внутренней консервации поршневых авиационных двигателей. Зарубежный аналог Nycolube 20. Смазка ПВК - консервационная смазка. Готовится при сплавлении петролатума, масла цилиндрового II, церезина. Содержит присадку МНИ-7. Водостойкая с хорошими защитными свойствами. Стабильна при хранении. Рекомендуется для наружной консервации изделий из чёрных и цветных металлов. Чтобы нанести смазку на защищаемые детали, необходимо окунуть их в расплавленную смазку при 100 - 120°С. Смазка АМС-3 - защитная (консервационная) смазка, водостойкая, очень густая, липкая. Стабильна при хранении. Смазка готовится при загущении высоковязкого масла Вапор алюминиевым мылом олеиновой и стеариновой кислот. Рекомендуется для наружной консервации изделий из чёрных и цветных металлов, когда защищаемый от коррозии механизм может длительно соприкасаться с водой. Смазка наносится только путём намазывания при температуре 0°С. Ниже 0 0 С вязкость смазки сильно возрастает, что затрудняет её нанесение и использование в качестве антифрикционной смазки. Как антифрикционная смазка может применяться при температуре 0 о С…60 о С. Гидравлические жидкости Гидросистемы современных воздушных судов обеспечивают выполнение весьма важных функций: - управление рулевыми поверхностями магистральных самолетов с - использованием гидроусилителей (бустеров); - управление механизацией крыла (закрылки, предкрылки, интерцепторы, и т. п.); - выпуск и уборку шасси, управление передним колесом при рулении, торможение колес при посадке, рулении и на стоянке; - управление несущим и хвостовым винтом вертолета; - открытие и закрытие створок грузовых люков. Включение гидроагрегатов в контур управления воздушным судном требует от гидросистем высочайшей надежности. Решение этой проблемы достигается многократным резервированием гидросистем (2-х, 3-кратным). Условия работы гидравлических жидкостей в гидросистемах характеризуются следующими параметрами: давление – 20 МПа (200 кгс/см 2 ); диапазон рабочих температур от -50°С до +80…100°С; скорости скольжения трущихся пар составляет 20..25 м/с. Для обеспечения надежной работы гидросистемы гидравлические жидкости должны удовлетворять следующим требованиям: - пологая вязкостно–температурная характеристика при низкой температуре застывания; - высокие смазывающие свойства; - способность предохранять трущиеся детали от коррозии, а уплотнения от разрушения; - стабильность при работе и хранении; - малая пожароопасность и невзрываемость при ударных нагрузках; - малая испаряемость и высокая температура кипения; - экологическая безопасность и малая стоимость. Жидкости для гидросистем делятся на три категории: минеральные; синтетические огнестойкие жидкости; смесевые гидравлические жидкости. Минеральные жидкости изготавливаются на нефтяной основе. Для этого отбирают фракции нефти, выкипающие в интервале температур 200…300°С, и подвергают их последующей очистке физическими и химическими методами. При этом удаляются асфальто-смолистые вещества, гетероциклические, ароматические и нормально-парафиновые соединения, которые ухудшают термостабильность, низкотемпературные свойства, усиливают коррозию, вызывают набухание резин и уплотнительных материалов. Долгие годы одной из наиболее распространенных в гражданской авиации РФ являлась минеральная гидравлическая жидкость АМГ-10, представляющая собой узкую нефтяную фракцию, выкипающую в интервале температур 210…300°С. В целях улучшения вязкостных свойств фракции в неё вводится вязкостная присадка винипол, которая представляет собой прозрачную вязкую массу, хорошо растворимую в углеводородах. Помимо повышения вязкости винипол улучшает антикоррозийные и смазывающие свойства жидкости. Недостатком присадки винипол является её легкая окисляемость при повышенных температурах и в присутствии кислорода. Для уменьшения окисляемости присадки в жидкость вводится антиокислительная присадка α- нафтал (α-окси- нафталин). Гидравлическая жидкость АМГ-10 окрашивается в красный цвет, чтобы избежать ошибочной заправки. Товарная жидкость АМГ-10 рекомендуется в качестве рабочей жидкости гидросистем самолетов с рабочим температурным режимом -60°…+100°С в контакте с воздухом или техническим азотом. При работе гидроагрегатов, работающих с ударной нагрузкой в условиях высоких температур и при контакте с кислородом воздуха, пары жидкости образуют смесь, самовоспламеняющуюся при температуре 92°С и давлении 220 атмосфер. Поэтому такие гидроагрегаты (гидроаккумуляторы, амортизаторы шасси) должны заполняться в газовых полостях только азотом. АМГ-10 не коррозийноактивна и не токсична при обычных температурах, но вызывает набухание некоторых сортов резин и вымывает парафин из кожаных манжет, которым они пропитываются для придания коже большей эластичности. В качестве уплотнительных материалов при работе с АМГ-10 используются маслостойкие уплотнения из нитрильных каучуков. Присадка винипол склонна к механической деструкции и поэтому необходим периодический контроль вязкости масла в процессе работы. Зарубежным аналогом жидкости АМГ-10 является жидкость AeroShell Fluid 41. В состоянии поставки вязкость жидкости АМГ-10 составляет 10сСт при температуре +50°С. В настоящее время весь парк авиационной техники гражданской авиации, эксплуатирующейся в России, переведен на гидрожидкости зарубежного производства AeroShell Fluid 41. Область применения AeroShell Fluid 41 на основе минерального масла с композицией присадок различного назначения для гидравлических систем современных самолетов. Соответствует спецификации MIL-PRF-5606H, DEF STAN 91-48. Синтетические гидравлические жидкости получают из продуктов химического взаимодействия различных веществ, отличающихся высокой химической и термической стабильностью и хорошими низкотемпературными свойствами. Синтетические гидрожидкости выгодно отличаются от минеральных по комплексу эксплуатационных свойств, а также огнестойкости и большей пожаробезопасности. К этому классу относятся жидкости НГЖ-5(У) и 7-50С-3. Аббревиатура НГЖ-5(У) расшифровывается как негорючая жидкость номер 5, улучшенная. Приготавливается на основе фосфорорганического эфира – дибутил-фенил-фосфата (ДБФФ). В основу вводится вязкостная присадка полиметилметаакрилат (ПММА) и стабилизатор, представляющий собой эпоксидную компоненту. Рабочий диапазон применения жидкости: -60…+150°С. Основа жидкости – ДБФФ является сильнейшим растворителем для многих синтетических материалов. В связи с этим применение жидкости без предварительной подготовки всей гидросистемы под жидкость НГЖ-5(У) запрещена. НГЖ-5У применяется на самолетах Ил-86, Ил-96, Ту-204 и др. современных ВС. Освоение эксплуатации широкофюзеляжных самолетов Airbas и Boeing потребовали разработки новых негорючих гидрожидкостей, способных в качестве рабочей жидкости передавать большие усилия от органов управления к исполнительным механизмам авиалайнеров. В качестве негорючих гидрожидкостей четвертого поколения фирмами Шеврон и Монсанта были разработаны и внедрены продукты четвертого поколения НГЖ – Skydrol LD-4 (гидравлическая жидкость на основе эфиров фосфорной кислоты для гидравлической системы воздушных судов), Skydrol 500-B4 (гидравлическая жидкость на основе эфиров фосфорной кислоты для гидравлической системы воздушных судов) и HyJet-IV, HyJet-IVa и HyJet-IVa+ . В последние годы созданы огнестойкие жидкости 5-го поколения, что позволило увеличить рабочую температуру в гидросистемах перспективных ЛА. В настоящее время компаниями, производящими гидравлические жидкости нового поколения предложены перспективные жидкости HyJet-V и Skydrol -5. Эти гидрожидкости прошли всесторонние стендовые испытания в компаниях Airbus и Boeing в объемах стендовых и летных испытаний. Жидкости HyJet-V производства фирмы Exxon распространены для самолетов Boeing 707, 727, 737, 757, 767 и 777, для самолета А-380 компании Airbus, а также для других самолетов этой фирмы. Жидкость Skydrol -5 производится фирмой Solution. Названные гидрожидкости имеют следующие характеристики: - улучшенную термоокислительную стабильность, позволяющую эксплуатационные температуры до 190°С; - повышенное рабочее давление до 300 кг/см 2 ; - увеличение эксплуатационного ресурса. Гражданские воздушные суда РФ полностью перешли на использование описанных выше импортных гидравлических жидкостей. Синтетическая жидкость 7-50С-3 представляет собой смесь полисилоксанов и органических диэфиров. Полисилоксаны (полиэфиры кремниевой кислоты) обладают пологой ВТХ, невысокой стабильностью к окислению и низкими смазочными свойствами. Поэтому с целью придания рабочей жидкости лучших эксплуатационных свойств полисилоксаны смешивают с органическими диэфирами, имеющими лучшие смазывающие свойства. Рабочий диапазон применения жидкости: -60…+175°С в контакте с воздухом. Кратковременно допускается температура +200°С в контакте только с азотом. Жидкость 7-50С-3 обладает повышенным деструктивным воздействием на некоторые металлы и покрытия (медь, кадмиевые, фосфатные и др. покрытия), а также на уплотнительные резинотехнические изделия. Длительное |