Лабораторна робота № 4

Тема:

Визначення якості пластичних консистентних мастил.

Мета роботи - визначення параметрів пластичних консистентних мастил, що характеризують їх основні властивості. Зробити висновок про можливості їх застосування.

Інструкція з техніки безпеки при виконанні лабораторної роботи № 4.

Перш ніж приступити до лабораторної роботи, необхідно переконатися в справності приладів і обладнання. Починати виконання роботи можна тільки з дозволу викладача. При виконанні роботи:

1) забороняється торкатися нагрівальних елементів приладів;

2) необхідно виключити потрапляння мастил на шкіру;

3) робоче місце повинно бути вільним від сторонніх предметів, зразків мастил та реактивів.

По завершенні роботи зразки мастил повинні бути закриті в спеціальні посудини, прилади вимкнені.

Обладнання та матеріали:

- набір пластичних мастил на кальцієвій, натрієвій і літієвій основі;

- дистильована вода (100 мл), бензин (100 мл);

- термометр для визначення температури каплепадіння;

- прозора хімічна склянка;

- пробірки (6-7 штук);

- склянні пластини;

- електроплитка;

- пенетрометр.

Завдання перед студентами при виконанні роботи:

1) оцінити особливості і зовнішні ознаки пластичних мастил;

2) визначити температуру краплепадіння;

3) визначити число пенетрації мастила.

Загальні поняття про пластичні мастила.

Пластичні мастила за своїм призначенням поділяються на:

- антифрикційні; - захисні; - ущільнювальні; - канатні.

Вони використовуються для зменшення зносу деталей, зниження коефіцієнта тертя та захисту металів від корозії. Пластичні мастила являють собою суміш оливи (80-90%), згущувача, утворюючого каркас, усередині якого знаходиться олива, і іноді, наповнювач. Їх застосовують в місцях, з яких рідкі оливи витікають і до яких доступ обмежений або утруднений.

У процесі роботи мастила піддаються нагріву, забрудненню, старінню і т. д., в результаті вони частково або повністю втрачають свою працездатність, тому повинні задовольняти наступний ряд вимог:

- володіти необхідною теплостійкістю, яка оцінюється температурою каплепадіння;

- не повинні руйнуватися під дією вологи;

- повинні володіти необхідними механічними властивостями, котрі оцінюються межею міцності та ефективною в'язкістю;

- не повинні розпадатися при зберіганні і у вузлах тертя.

Виходячи з цих вимог виникає необхідність в оцінці якості пластичних мастил, що надходять в автотранспортне підприємство. Для цього потрібно проводити лабораторний аналіз.

1. Оцінка якості мастил за результатами огляду їх зразків.

Короткі теоретичні відомості.

Колір більшості мастил коливається від світло-жовтого до темно- коричневого, тому за кольором важко встановити вид мастила. Тільки окремі мастила мають характерний колір. Наприклад, графітне мастило має чорний та чорно-зелений колір, а технічний вазелін - світло-жовтий або темно-жовтий колір і прозорий у темному шарі.

Структура мастил буває зернистою (наприклад, консталін) або волокнистою (наприклад, солідол). Для визначення структури зразок мастила наносять за допомогою шпателя на скляну пластину шаром товщиною 0,5 мм і переглядають в світлі, оцінюючи структуру мастила. Однорідність мастила свідчить про рівномірне перемішування згущувача з оливою. Щоб визначити однорідність, для цього скляну пластину з шаром мастила переглядають у проходячому світлі. Мастило має бути однорідним, без грудок і відділеної оливи. Наявність механічних домішок пов'язана з можливим потраплянням в мастило сторонніх речовин, наприклад домішки абразивного характеру (пісок, окалина, іржа і т. д.). Наявність цих речовин у мастилі неприпустима. Абразивні домішки також легко виявити при розтиранні мастила на склі та перегляді його на яскравому світлі.

Водостійкість характерна для солідолу і вазеліну (на відміну від консталінів).

Проведення досліду.

Нанести за допомогою шпателя на скляну пластину шаром товщиною 0,5 мм зразок мастила і переглянути в світлі, оцінюючи структуру мастила. Оцінити однорідність мастила і наявність механічних домішок.

Водостійкість мастил можна перевірити наступними способами:

1) скляну пластину з нанесеними мастилами потрібно помістити в склянку з водою на 20-30 хв. і після закінчення цього часу зауважити, що консталін змиється водою, а солідол і вазелін залишаться без змін;

2) по черзі розтираючи окремо шматочки кожного мастила між пальцями в присутності води, можна помітити, що консталін, маючий натрієву основу, змивається, а солідол і технічний вазелін ні, оскільки у них кальцієва основа.

Встановити склад мастила з більшим ступенем вірогідності позволяє спосіб оцінки жирової плями. Основні сорти мастил дають характерні жирові плями. Щоб відрізнити солідол від консталіну і виявити механічний вазелін, потрібні зразки типових мастил: технічного вазеліну, солідолу, консталіну і графітного мастила у формі грудочок розміром 3-5 мм, які слід помістити на листку фільтрувального паперу, потім цей папір з грудочками мастил обережно підігріти на електроплиті і порівняти характер плавлення випробуваних мастил з розплавленням типових мастил. При цьому легкоплавкі частини мастил вбираються папером, а інша частина повинна залишитися у вигляді щільного залишку.

Зазвичай при проведенні такого досліду результати будуть наступні:

- технічний вазелін розплавиться швидко, вбереться папером майже повністю, і залишить рівну світлу пляму;

- солідол при розплавлюванні утворює жирову пляму з невеликим залишком посередині і виділенням бульбашок за рахунок випаровування води, яка міститься в солідолу (до 30%);

- консталін залишиться на папері у вигляді грудочки без бульбашок з невеликим масляним ореолом по краях і не розплавиться, навіть якщо при сильному нагріванні папір обвуглиться;

- графітне мастило залишить темну жирову пляму з ясно розрізнимими включеннями часток графіту, і якщо в мастилі будуть механічні домішки, то вони будуть також помітні.

На підставі проведених спостережень за зовнішніми ознаками необхідно зробити попередній висновок про сорт та якість кожного випробуваного пластичного (консистентного) мастила.

Результати записати у звіт в таблицю 1.

Таблиця 1 - Оцінка якості мастил за результатами огляду їх зразків

2. Визначення температури краплепадіння мастил.

Короткі теоретичні відомості.

Температурою каплепадіння пластичних (консистентних) мастил вважається температура, при якій відбувається падіння першої краплі мастила, вміщеній в капсуль приладу і нагріванні в строго визначених умовах. Температура краплепадіння умовно визначає середню температуру плавлення мастила і повинна перевищувати робочу температуру деталей, що труться не менше ніж на 15-20°С.

Обладнанням для визначення температури каплепадіння мастила є прилад, зібраний, як показано на рисунку 1. Основною частиною цього приладу є спеціальний термометр 1 з металевою гільзою 5. У гільзу вставлена металева чашечка (капсуль) 6 з отвором діаметром 3 мм. Термометр 1 з металевою гільзою 5 вставлений в пробірку 3, яка поміщена в склянку з водою (гліцерином), встановленою на електроплитці.

Проведення досліду.

1) вийняти чашечку (капсуль) 6 з гільзи 5 і за допомогою шпателя щільно наповнити його випробуваним мастилом так, щоб у ній не було бульбашок повітря;

2) надлишки мастила видалити з її верхньої чашечки (капсуля) шпателем.

3) чашечку (капсуль) 6 вкласти в гільзу 5 із термометром до упору у внутрішній буртик гільзи 5;

4) мастило, видавлене кулькою термометра через отвір чашечки (капсуля) 6, зрізати шпателем;

5) зібраний таким чином термометр 1 з гільзою 5 і чашкою 6 помістити в склянку з водою (гліцерином) і при допомозі штатива закріпити вертикально в склянці 4;

6) склянку 4 з водою (гліцерином) встановити на електроплитку і почати підігрівати так, щоб швидкість нагріву була рівною 1-2°С за хвилину;

7) починати нагрівання потрібно з температури на 20°С нижче очікуваної температури каплепадения;

8) температуру, при якій впаде з нижнього отвору чашечки (капсуля) 6 перша крапля, потрібно приймати за температуру каплепадіння;

Рисунок 1 - Схема приладу визначення температури каплепадіння мастил:

1 - чашка, 2 - гільза, 3 – стакан 4 – склянна пробірка, 5 - пробка; 6 – термометр

9) при випробуванні мастила потрібно фіксувати дві температури:

а) краплеутворення (розм'якшення мастила), при якій з чашечки (капсуля) з'являється перша крапля мастила;

б) каплепадіння (плавлення), коли крапля відривається від чашечки (Капсуля).

Дослід необхідно провести не менше 2 разів з кожним мастилом. Допустимі розбіжності температур між двома паралельними дослідами не більше 1°С.

Результати записати у звіт в таблицю 2.

Таблиця 2 - Визначення температури краплепадіння мастил

3. Визначення числа пенетрацї.

Короткі теоретичні відомості.

Механічні властивості мастил характеризуються консистенцією (густотою мастила). Консистенція - це умовна міра міцності, твердості мастила. Вона виражається в числах пенетрації. Пенетрація (лат.penetrare проникати) - це міра проникнення конусного тіла в мастило. Виражається вона в десятих частках міліметра. Число пенетрації визначається при температурі мастила +25°С після її перемішування.

Рисунок 2 – Пенетрометр:

1 – конус, 2 – штанга, 3 – індикатор, 4 – стійка індикатора, 5 – спусковий пристрій, 6 - посудина з дослідним мастилом, 7 – підставка

У густе мастило конус проникає менше, тому число пенетрації теж менше.

Таким чином, пенетрація - це умовний показник механічних властивостей мастил, чисельно рівний глибині занурення в них конуса стандартного приладу за 5 с. (рис. 2). Пенетрація не має фізичного сенсу і не визначає поведінку мастил в експлуатації, але по пенетрації судять про густоту мастила та про його здатність витримувати підвищені навантаження у вузлах тертя ковзання.

Проведення досліду.

Посудину із підготовленим мастилом витримати при температурі 25°С не менше, як 1 год., вирівняти поверхню шпателем, встановити на столик пенетрометра так, щоб наконечник конуса дотикався до поверхні з точністю 0,1 мм.

Звільнити штангу пенетрометра і одночасно включити секундомір. Через 5 секунд зафіксувати штангу пенетрометра і по шкалі визначити занурення конуса в мастило.

Результати записати у звіт в таблицю 3.

Таблиця 3 - Визначення числа пенетрацї

4. Висновок про придатність мастил:

Контрольні запитання:

1. Яке призначення пластичних мастил?

2. Які вимоги до якості пластичних мастил?

3. Як здійснюється оцінка якості пластичних мастил оглядом їх проби?

4. Як визначається температура краплепадіння мастил?

5. Як визначається число пенетрацї мастил?

6. Назвіть відомі вам марки пластичних мастил і дайте їм характеристику.