Ispitivanje maziva

Vežba br. 11

Maziva su materije koje omogućuju da se smanji trenje i habanje između tarućih površina

koje su u relativnom kretanju. Pored toga, maziva imaju zadatak da uklanjaju-ispiraju

abrazivne čestice sa tarućih površina, štite površine od korozije, hlade delove mašina itd. U

rudarstvu se najviše primenjuju ulja i tehničke masti.

Osnovna fizičko-hemijska svojstva mazivih ulja su:

– gustina,

– viskoznost,

– indeks viskoznosti (IV),

– temperatura paljenja‚

– temperatura stinjavanja,

– specifična toplota,

– hemijska stabilnost i

– termička stabilnost.

Najvažnije funkcionalne karakteristike mazivih ulja su:

• antikorozivnost,

• kompatabilnost i

• antitoksičnost.

Definicija, osobine

Osnovna fizičko-hemijska svojstva tehničkih masti su:

– konzistencija,

– prividna viskoznost,

– temperatura kapanja i

– oksidaciona stabilnost.

Najvažnije funkcionalne karakteristike tehničkih masti su:

• mehanička stabilnost,

• otpornost na vodu,

• izdvajanje ulja i

• sposobnost podmazivanja.

Jedno od najvažnijih svojstava motornog ulja je viskoznost.

Viskoznost tečnosti se može smatrati njenom "tečljivošću", odnosno

unutrašnjim otporom kretanju slojeva tečnosti. Viskoznost se menja

sa temperaturom i pritiskom. Što je temperatura viša, viskoznost je

manja, odnosno tečnost je ređa.

Indeks viskoznosti (Viscosity Index - VI) pokazuje koliko se

viskoznost tečnosti (ulja) menja sa promenom temperature. Veći

indeks viskoznosti ukazuje na to da se viskoznost menja manje sa

promenom temperature, nego kod ulja sa nižim indeksom

viskoznosti. Ulje mora biti dovoljno retko da može da teče

neometano pri najnižim očekivanim temperaturama kojima će motor

biti izložen, da bi smanjilo trenje metalnih delova pri startovanju

motora.

Određivanje viskoznosti ulja

Viskoznost predstavlja najvažnije fizičko svojstvo mazivog ulja. Direktno utiče na formiranje

uljnog sloja između metalnih površina koje su u relativnom kretanju, a time utiče i na

smanjenje trenja i habanja. Od viskoznosti ulja zavisi gubitak energije za pokretanje

mašinskih sklopova, gubitak maziva kroz zazore i dr.

Pod pojmom viskoznosti podrazumeva se unutrašnji otpor čestica tečnosti.

Vrste viskoznosti:

• dinamička, (Fogel-Osagov (Vogel-Ossag) viskozimetar)

• kinematska i

• relativna (Englerov viskozimetar).

Dinamička viskoznost je koeficijent unutrašnjeg trenja čestica ulja i izražava se u Pa·s.

Kinematska viskoznost je specifični koeficijent unutrašnjeg trenja ulja i predstavlja odnos

dinamičke viskoznosti i specifične gustine ulja‚ a izražava se u m2/s.

Relativna viskoznost karakteriše unutrašnje trenje čestica ulja‚ a određuje se upoređenjem

viskoznosti ulja na određenoj temperaturi sa viskoznošću destilovane vode na 20°C, koja

iznosi jedan.

Određivanje viskoznosti Fogel-Osagovim viskozimetrom

Fogel-Osagov viskozimetar: 1) posuda; 2) prelivna posudica za ulje;

3) preklopni hermetički poklopac; 4) nastavak za spajanje kapilare; 5) preklopna navrtka; 6) naglavak sa navojem; 7) kapilara; 8) držač za fiksiranje aparata;

9) priključak za dovod vazduha pod pritiskom; 10) dodatna cev sa termometrom T1; 11) kukica za podešavanje donjeg nivoa tečnosti

Fogel-Osagov viskozimetar: 1) posuda; 2) prelivna posudica za ulje; 3) preklopni hermetički poklopac; 4) nastavak za spajanje kapilare; 5) preklopna navrtka;

6) naglavak sa navojem; 7) kapilara; 8) držač za fiksiranje aparata; 9) priključak za dovod vazduha pod pritiskom; 10) dodatna cev sa termometrom T1;

11) kukica za podešavanje donjeg nivoa tečnosti

- dužina kapilare .................................................. 90mm±2mm, - merna zapremina.................................................6,7ml, - rastojanje izmedu oznaka M1 i M2 ........................35mm.

Određivanje viskoznosti Fogel-Osagovim viskozimetrom

s

mtkVv kk

2

sPatcV cd

• Ulja za podmazivanje motora SUS podeljena su na 10 viskozitetnih grupa

označenih SAE brojevima. Podela je izvršena od strane SAE (Society of

Automotive Engineers SAD)

SAE podela ulja za podmazivanje motora SUS-SAE J 300e

Viskoznost na temperaturi (

0C), najviše

Viskoznost mm2/s na

100 0C

Viskozitetna grupa

mPas 0C najmanje najviše

0 W 3250 -30 3,8

5 W 3500 -25 3,8

10 W 3500 -20 4,1

15 W 3500 -15 5,6

20 W 4500 -10 5,6

25 W 6000 -5 9,3

20 5,6 9,3

30 9,3 12,5

40 12,5 16,3

50

16,3 21,9

• Ulja za prenosnike snage (menjače i diferencijale) podeljena su na 6

viskozitetnih grupa označenih SAE brojevima. Najčešće su u upotrebi ulja

SAE 90 i SAE 140.

SAE podela ulja za menjače i diferencijale SAE J 306c

Viskoznost mm2/s

na 100 0C

Viskozitetna grupa

Najviša temperatura pri viskoznosti od 150000 mPas

najmanje najviše

75 W -40 0C 4,1

80 W -26 0C 7,0

85 W -12 0C 11,0

90 13,5 24,0

140 24,0 41,0

250 41,0

SAE klasifikacija

Udruženje automobilskih inženjera (Society of Automotive Engineers - SAE) ustanovilo je sistem

numeričkih oznaka za gradaciju motornih ulja prema njihovoj viskoznosti. SAE klasifikacija uključuje

redom oznake (od manje prema većoj viskoznosti): 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 i 60. Nakon brojeva 0, 5,

10, 15, 20, ili 25 stoji slovo “W”, (Winter - zima) što označava viskoznost ulja na zimskim temperaturama.

Što je broj veći, ulje je gušće.

S obzirom na to da se viskoznost menja sa temperaturom, javljaju se 2 problema:

1. zimi može doći do zgušnjavanja ulja, ono teče otežano, sporije podmazuje, pa pri startovanju motora

(tzv. hladan start) može doći do oštećenja njegovih delova

2. kada se ulje zagreje, može postati previše retko, tako da zaštitni film postaje previše tanak

Zato su nastala multi-gradna ulja. Cilj je da se ulju smanji viskoznost pri niskim temperaturama, a poveća

pri visokim. Ovo omogućava da koristimo isto ulje tokom čitave godine. Motorna ulja koja zadovoljavaju

samo zimske ili samo letnje uslove zovu se singlegrade – jednogradna (monogradna) ulja. Pored ovih

razvila su se i tzv. multigrade ili višesezonska (multigradna) ulja.

SAE oznaka za multi-gradna ulja uključuje dve oznake viskoznosti; na primer 5W-40. Dva broja označavaju

dve oznake za monogradna ulja. Znači, ulje sa oznakom 5W-40 mora zadovoljavati zahteve stepena

viskoznosti i za 5W i za 40. Viskozitet se zimskim uljima određuje na -18°C, a letnjim uljima na 100°C.

Performanse motornog ulja mogu biti smanjene brzo nakon početka njegovog korišćenja. Zbog toga je bitno

da se ulje redovno menja i da se koristi ulje odgovarajuće viskoznosti u skladu sa preporukama

proizvođača vozila.

SAE klasifikacija pokazuje viskozitet ulja, ali ne određuje sam kvalitet ulja. Za to koristimo specifikacije

kao što su: API, ACEA, OEM…

Određivanje relativne viskoznosti mazivih ulja Englerovim

viskozimetrom

Određivanje relativne viskoznosti mazivih ulja Englerovim

viskozimetrom

Englerov viskozimetar: 1) unutrašnji sud za ulje; 2) spoljašnji sud za vodu;

3) ulje koje se ispituje; 4) termometri; 5) igla (zatvarač) otvora za isticanje ulja; 6) mešalica; 7) sud u koji ističe ulje

ET

TV

OH

ulja

t

202

gde je:

Vt - viskoznost na ispitivanoj temperaturi, °E Tulja - vreme isticanja ulja na temperaturi t, s

0202OHT - vreme isticanja destilovane vode na 20°C, s.

Temperatura Vrsta

tečnosti

Vreme

isticanja

[s]

200C voda 45

300C ulje 735

500C ulje 400

700C ulje 255

T E

30 16,33

50 8,89

70 5,67

100 2,33

ET

TV

OH

ulja

t

202

Porast viskoznosti je posledica povećanja nerastvorljivih i rastvorIjivih materija

u ulju‚ nastalih u toku rada motora. Dozvoljen porast viskoznosti za jednu

viskozitetnu SAE gradaciju može iznositi maksimalno 30%, što se smatra i

granicom za zamenu ulja.

Pad viskoznosti je posledica razređenja ulja gorivom, koje dospeva u karter

motora iz prostora za sagorevanje. Obično se dozvoljava razređenje do 5% u

odnosu na novo ulje. Sadržaj goriva u ulju preko 5% zahteva zamenu ulja.

Temperatura paljenja je najniža temperatura do koje treba zagrejati mazivo ulje da

bi se izdvojilo toliko isparljivih komponenti koje je u propisanom uređaju moguće

upaliti spoljnim plamenom.

Važno svojstvo motornih ulja je tačka paljenja (plamište), tj. temperatura pri kojoj

ulje počinje da odaje isparenja koja su zapaljiva.

Poželjno je da ova temperatura bude što viša, s obzirom na uslove kojima je ulje u

motoru izloženo (kod benzinskih motora do 160°C, kod dizel motora preko 315°C).

Određivanje temperature paljenja ulja u otvorenom sudu po

Markusonu (Marcusson)

Određivanje temperature paljenja ulja u otvorenom sudu po

Markusonu (Marcusson)

Aparatura za određivanje temperature paljenja ulja po Markusonu

U lončić se sipa ispitivano ulje do gornje crte ako je

temperatura paljenja ulja manja od 250°C, ili do donje crte

ako je temperatura paljenja ulja veća od 250°C. Ako je

temperatura paljenja ispod 250°C počinje se sa ispitivanjem

na 30°C ispred očekivane tempereture paljenja, a ako je

iznad 250°C počinje se sa ispitivanjem na 50°C ispred

očekivane temperature.

Primena maziva u rudarstvu

Osnovne fizičko-hemijske karakteristike visoko rafinisanih mineralnih ulja

Mineralna ulja naftenske osnove Mineralna ulja parafinske osnove Karakteristika Vretensko

ulje Lako

mašinisko Teško

mašinsko Lako

mašinisko Teško

mašinsko Cilindarsko

ulje

Gustina na150 C, kg/m

3 869 887 904 869 882 898

Viskoznost, mPas na: 20

0C

50

0C

100

0C

34 8.8 2.4

87 17 3.9

405 52 7.5

102 20.5 4.3

340 54 9.1

2200 238 26.8

Indeks viskoznosti

92 68 38 95 95 95

Temperatura paljenja,

0C

163 175 210 227 257 300

Temperatura stinjavanja,

0C

-43 -40 -29 -9 -9 -9

Specifična toplota J/kg, na: 30

0C

60

0C

1880 1990

1860 1960

1850 1910

1960 2020

1910 2010

1880 1990

Mineralna ulja (dobijaju iz nafte i sastoje se iz različitih parafinskih i naftenskih ugljovodonika)

Sintetička ulja (dobijaju se postupcima sinteze od različitih organskih materija )

Tehničke masti (sastoje se od mineralnog ulja i zgušnjivača)

NLGI* podela tehničkih masti prema tvrdoći

NLGI broj Penetracioni broj

1/10 mm Namena

000 445475

00 400430

0 335385

Zupčasti prenosnici, protočna podmazivanja,

centralni sistemi

1 310340

2 265295

3 220250

Kotrljajni i klizni ležajevi, osovinice,

zglobovi, lanci, užad

4 175205

5 130160

6 85115

Klizni ležaji male brzine

* National Lubricating Grease Institute