Исследование температурной стойкости и окисляемости смазочно-охлаждающих жидкостей
|
ВВЕДЕНИЕ 12
1. ОСНОВНЫЕ ТЕОРИТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 14
1.2. Классификация смазочно-охлаждающих жидкостей и присадок 15
1.3.Область использования смазочно-охлаждающих жидкостей 16
1.4. Свойства смазочно-охлаждающих жидкостей и методы их оценки 17
1.4.1 Физико-химические свойства смазочно-охлаждающих жидкостей 17
1.4.2 Краткие сведения о важнейших физико-химических свойствах
смазочно-охлаждающих жидкостей 18
1.5. Проблемы, возникающие в процессе эксплуатации свойства смазочноохлаждающих жидкостей 28
1.5.1 Старение смазочно-охлаждающих жидкостей 28
2.ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 31
2.1 Основные характеристики исследуемых смазочно-охлаждающих
жидкостей 31
2.2 Методы исследования и средства измерения 32
2.2.1 Описание технического средства для термостатирования образцов 33
2.2.2 Определение содержания серы 33
2.2.3 Методика определения плотности и вязкости образцов 33
2.2.4 Расчет индекса вязкости 35
2.2.5 Определение кислотного числа 35
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 37
3.1. Исследование изменения свойств смазочно-охлаждающих жидкостей
при протекании процессов окисления и температурной деструкции 37
3.2. Исследование влияния металлической стружки на изменение свойств смазочно-охлаждающих жидкостей при протекании процессов окисления
и температурной деструкции 43
4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ 49
4.1 Предпроектный анализ 49
4.1 .1 Потенциальные потребители результатов исследования 49
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 50
4.2 Разработка графика проведения научного исследования 53
4.3 Календарный план-график в виде диаграммы Г анта 54
4.4 Определение плановой себестоимости проведения НИР 15
4.4.1. Состав затрат, включаемых в себестоимость НИР 56
4.4.2. Формирование и расчёт затрат, включаемых в себестоимость 56
4.4.2.1. Затраты на материалы 56
4.4.2.2 Затраты на оплату труда работников, непосредственно занятых
выполнением НИОКР 56
4.4.2.3 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 58
4.4.3 Накладные расходы 60
4.4.4. Формирование бюджета затрат научно - исследовательского
проекта 62
4.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 62
5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 65
5.1 Анализ вредных факторов 66
5.1.1 Вредные вещества 66
5.1.2 Производственные метеоусловия 67
5.1.3 Шум на рабочем месте 69
5.1.4 Производственное освещение 70
5.2 Анализ опасных факторов 71
5.2.1 Электробезопасность 71
5.2.2 Пожарная безопасность 72
5.3 Экологическая безопасность 73
5.4 Безопасность в ЧС 73
5.5 Правовое обеспечение и организационные мероприятия 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ 79
1. ОСНОВНЫЕ ТЕОРИТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 14
1.2. Классификация смазочно-охлаждающих жидкостей и присадок 15
1.3.Область использования смазочно-охлаждающих жидкостей 16
1.4. Свойства смазочно-охлаждающих жидкостей и методы их оценки 17
1.4.1 Физико-химические свойства смазочно-охлаждающих жидкостей 17
1.4.2 Краткие сведения о важнейших физико-химических свойствах
смазочно-охлаждающих жидкостей 18
1.5. Проблемы, возникающие в процессе эксплуатации свойства смазочноохлаждающих жидкостей 28
1.5.1 Старение смазочно-охлаждающих жидкостей 28
2.ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 31
2.1 Основные характеристики исследуемых смазочно-охлаждающих
жидкостей 31
2.2 Методы исследования и средства измерения 32
2.2.1 Описание технического средства для термостатирования образцов 33
2.2.2 Определение содержания серы 33
2.2.3 Методика определения плотности и вязкости образцов 33
2.2.4 Расчет индекса вязкости 35
2.2.5 Определение кислотного числа 35
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 37
3.1. Исследование изменения свойств смазочно-охлаждающих жидкостей
при протекании процессов окисления и температурной деструкции 37
3.2. Исследование влияния металлической стружки на изменение свойств смазочно-охлаждающих жидкостей при протекании процессов окисления
и температурной деструкции 43
4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ 49
4.1 Предпроектный анализ 49
4.1 .1 Потенциальные потребители результатов исследования 49
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 50
4.2 Разработка графика проведения научного исследования 53
4.3 Календарный план-график в виде диаграммы Г анта 54
4.4 Определение плановой себестоимости проведения НИР 15
4.4.1. Состав затрат, включаемых в себестоимость НИР 56
4.4.2. Формирование и расчёт затрат, включаемых в себестоимость 56
4.4.2.1. Затраты на материалы 56
4.4.2.2 Затраты на оплату труда работников, непосредственно занятых
выполнением НИОКР 56
4.4.2.3 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 58
4.4.3 Накладные расходы 60
4.4.4. Формирование бюджета затрат научно - исследовательского
проекта 62
4.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 62
5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 65
5.1 Анализ вредных факторов 66
5.1.1 Вредные вещества 66
5.1.2 Производственные метеоусловия 67
5.1.3 Шум на рабочем месте 69
5.1.4 Производственное освещение 70
5.2 Анализ опасных факторов 71
5.2.1 Электробезопасность 71
5.2.2 Пожарная безопасность 72
5.3 Экологическая безопасность 73
5.4 Безопасность в ЧС 73
5.5 Правовое обеспечение и организационные мероприятия 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ 79
Реферат
Выпускная квалификационная работа 82 с., 15 рис., 19 табл., 26
источников.
Ключевые слова: смазочно-охлаждающая жидкость, присадки,
окисляемость, кислотное число, испаряемость.
Объектом исследования являются 3 образца смазочно-охлаждающих жидкостей различных марок.
Цель работы - исследование изменения свойств смазочно-охлаждающих жидкостей различной базовой основы при протекании процессов окисления и температурной деструкции.
В процессе исследования проводились термостатирование и химикоаналитические испытания образцов, и дальнейший анализ полученных результатов.
В результате исследования были представлены выводы по результатам анализа образцов смазочно-охлаждающих жидкостей.
Область применения: металлургия.
В будущем планируется проведение дополнительных исследований по предмету с целью углубления анализа и повышения эффективности использования смазочно-охлаждающих жидкостей.
ВВЕДЕНИЕ
При сверлении глубоких отверстий применяют масляные смазочноохлаждающие жидкости, которые под действием высоких температур и в присутствии кислорода воздуха окисляются. В результате чего изменяются их цвет, вязкость, кислотное число и др. параметры, что приводит к сокращению срока эксплуатации жидкости. Заводы - изготовители устанавливают предельное состояние масел, однако это не обеспечивает эффективность их использования, так как не учитывает индивидуальных условий и режимов эксплуатации, технического состояния оборудования и системы доливов. Эту проблему можно решать, организовав контроль текущего состояния смазочноохлаждающих жидкостей, системы фильтрации с помощью экспрессивных средств измерения и установления предельных значений. Основными функциями масел являются снижение коэффициента трения, поглощение теплоты, выделяемой при трении, и удаление частиц износа.
Качество масел определяется комплексом эксплуатационных свойств, к которым относятся моюще-диспергирующие, антиокислительные, противоизносные, антикоррозионные и вязкостно-температурные. Улучшение этих свойств обеспечивается введением комплекта полярно-активных присадок, повышающих температурные пределы работоспособности, так как масла нефтяного происхождения работоспособны до температуры ~ 200 °С.
Действие процессов окисления на свойства масел оценивается стандартами методами, позволяющими определять термоокислительную стабильность по изменению вязкости, кислотности, оптических свойств, коррозионной активности, количества отложений, летучести и др. показателей. Однако влияние этих показателей на противоизносные свойства окисленных масел изучено недостаточно. Процессы окисления и температурной деструкции протекают одновременно, но с различной интенсивностью.
Актуальность работы. Процессы, протекающие в ходе сверления глубоких отверстий, определяются механическими, термоокислительными, температурными и химическими воздействиями. Смазочный материал как элемент этой системы оказывает существенное влияние на её надежность. В связи с тем, что эти процессы протекают одновременно, то исследование раздельного влияния продуктов окисления и температурной деструкции на противоизносные свойства является актуальной задачей, решение которой позволит разработать ряд мероприятий по снижению скорости окисления и повышению температуры начала деструкции базовой основы и присадок.
Объект исследования. Смазочно-охлаждающие жидкости трех марок.
Предмет исследования. Свойства смазочно-охлаждающих жидкостей и их изменение при протекании процессов окисления и температурной деструкции.
Задачи исследования. Исследовать изменения свойств смазочноохлаждающих жидкостей различной базовой основы при протекании процессов окисления и температурной деструкции. Выполнить анализ состояния масел с применением диагностических средств контроля и использованием в комплексной методике.
Цель исследования. Исследование изменения свойств смазочноохлаждающих жидкостей различной базовой основы при протекании процессов окисления и температурной деструкции.
Научная новизна результатов, полученных лично автором. Методика контроля процессов окисления и температурной деструкции позволяет оценивать противоизносные свойства моторных масел, предварительно окисленных при температуре 95 °С и термостатированных в приближенных к реальности условиях (при наличие металлической стружки).
Практическая значимость работы. На базе теоретических и экспериментальных исследований разработаны практические рекомендации, включающие технологии контроля: влияния продуктов окисления и температурной деструкции на противоизносные свойства масел; доминирующего влияния продуктов окисления и температурной деструкции на противоизносные свойства.
Выпускная квалификационная работа 82 с., 15 рис., 19 табл., 26
источников.
Ключевые слова: смазочно-охлаждающая жидкость, присадки,
окисляемость, кислотное число, испаряемость.
Объектом исследования являются 3 образца смазочно-охлаждающих жидкостей различных марок.
Цель работы - исследование изменения свойств смазочно-охлаждающих жидкостей различной базовой основы при протекании процессов окисления и температурной деструкции.
В процессе исследования проводились термостатирование и химикоаналитические испытания образцов, и дальнейший анализ полученных результатов.
В результате исследования были представлены выводы по результатам анализа образцов смазочно-охлаждающих жидкостей.
Область применения: металлургия.
В будущем планируется проведение дополнительных исследований по предмету с целью углубления анализа и повышения эффективности использования смазочно-охлаждающих жидкостей.
ВВЕДЕНИЕ
При сверлении глубоких отверстий применяют масляные смазочноохлаждающие жидкости, которые под действием высоких температур и в присутствии кислорода воздуха окисляются. В результате чего изменяются их цвет, вязкость, кислотное число и др. параметры, что приводит к сокращению срока эксплуатации жидкости. Заводы - изготовители устанавливают предельное состояние масел, однако это не обеспечивает эффективность их использования, так как не учитывает индивидуальных условий и режимов эксплуатации, технического состояния оборудования и системы доливов. Эту проблему можно решать, организовав контроль текущего состояния смазочноохлаждающих жидкостей, системы фильтрации с помощью экспрессивных средств измерения и установления предельных значений. Основными функциями масел являются снижение коэффициента трения, поглощение теплоты, выделяемой при трении, и удаление частиц износа.
Качество масел определяется комплексом эксплуатационных свойств, к которым относятся моюще-диспергирующие, антиокислительные, противоизносные, антикоррозионные и вязкостно-температурные. Улучшение этих свойств обеспечивается введением комплекта полярно-активных присадок, повышающих температурные пределы работоспособности, так как масла нефтяного происхождения работоспособны до температуры ~ 200 °С.
Действие процессов окисления на свойства масел оценивается стандартами методами, позволяющими определять термоокислительную стабильность по изменению вязкости, кислотности, оптических свойств, коррозионной активности, количества отложений, летучести и др. показателей. Однако влияние этих показателей на противоизносные свойства окисленных масел изучено недостаточно. Процессы окисления и температурной деструкции протекают одновременно, но с различной интенсивностью.
Актуальность работы. Процессы, протекающие в ходе сверления глубоких отверстий, определяются механическими, термоокислительными, температурными и химическими воздействиями. Смазочный материал как элемент этой системы оказывает существенное влияние на её надежность. В связи с тем, что эти процессы протекают одновременно, то исследование раздельного влияния продуктов окисления и температурной деструкции на противоизносные свойства является актуальной задачей, решение которой позволит разработать ряд мероприятий по снижению скорости окисления и повышению температуры начала деструкции базовой основы и присадок.
Объект исследования. Смазочно-охлаждающие жидкости трех марок.
Предмет исследования. Свойства смазочно-охлаждающих жидкостей и их изменение при протекании процессов окисления и температурной деструкции.
Задачи исследования. Исследовать изменения свойств смазочноохлаждающих жидкостей различной базовой основы при протекании процессов окисления и температурной деструкции. Выполнить анализ состояния масел с применением диагностических средств контроля и использованием в комплексной методике.
Цель исследования. Исследование изменения свойств смазочноохлаждающих жидкостей различной базовой основы при протекании процессов окисления и температурной деструкции.
Научная новизна результатов, полученных лично автором. Методика контроля процессов окисления и температурной деструкции позволяет оценивать противоизносные свойства моторных масел, предварительно окисленных при температуре 95 °С и термостатированных в приближенных к реальности условиях (при наличие металлической стружки).
Практическая значимость работы. На базе теоретических и экспериментальных исследований разработаны практические рекомендации, включающие технологии контроля: влияния продуктов окисления и температурной деструкции на противоизносные свойства масел; доминирующего влияния продуктов окисления и температурной деструкции на противоизносные свойства.
Заключение
Информацию о влиянии на эксплуатационные свойства масел, а, следовательно, и на изнашивание инструмента, продуктов температурной деструкции и окисления СОЖ можно получить, определив такие показатели, как термоокислительная стабильность, вязкость, плотность, температурную стойкость и др.
Термостатирование при температуре 95 °С и непосредственном контакте с кислородом воздуха оказало следующее влияние на свойства масел:
• Кинематическая вязкость СОЖ всех трех марок (Garia М-22, МР-3 и МР-7) осталась постоянна;
• Кислотное число СОЖ марок Garia М-22, МР-3 и МР-7 увеличилось в результате окисления на 73,6; 63,9 и 85,6 % соответственно, однако имеет достаточно низкое значение (до 0,4 мг KOH/ г);
• Плотность СОЖ всех трех марок (Garia М-22, МР-3 и МР-7) осталась постоянна;
• Количество осадка в СОЖ марок Garia М-22, МР-3 и МР-7 увеличилось в результате образования нерастворимых продуктов окисления на 0,58; 0,50 и 0,26 %масс. соответственно;
•Все три марки СОЖ подвергаются испарению, которое составляет для СОЖ марок Garia М-22 - 0,22; МР-3 - 0,22 и МР-7 - 0,38 % масс.
Наличие металлической стружки способствовало более интенсивному протеканию процессов окисления и температурной деструкции, в результате чего свойства масел изменились следующим образом:
• Кинематическая вязкость СОЖ марки Garia М-22 осталась постоянна, однако для СОЖ марок МР-3 и МР-7 увеличилась на 118,0 и 53,6 % соответственно;
• Кислотное число СОЖ марки Garia М-22 увеличилось в результате окисления на 65,5%, а для СОЖ марок МР-3 и МР-7 - более чем в два раза, однако имеет невысокое значение (до 0,9 мг KOH/ г);
• Плотность СОЖ марки Garia М-22 осталась постоянна, однако для СОЖ марок МР-3 и МР-7 увеличилась на 1,74 и 1,42 % соответственно;
• Количество осадка в СОЖ марок Garia М-22, МР-3 и МР-7 увеличивается в результате образования нерастворимых продуктов окисления на 0,99; 1,53 и 1,90 %масс. соответственно;
•Все три марки СОЖ подвергаются более интенсивному испарению, которое составляет для СОЖ марок Garia М-22 - 0,86; МР-3 - 6,25 и МР-7 - 3,40 % масс.
Таким образом, в искусственно созданных условиях, приближенных к реальным условиям эксплуатации, были получены результаты, которые показывают различную стойкость масел к температурным воздействиям при протекании процессов окислении и температурной деструкции. На основании показателей, характеризующих термоокислительную стабильность смазочноохлаждающих жидкостей, можно сделать вывод, что СОЖ фирмы Houghton Deutschland является более стабильной и менее подверженной температурной деструкции, нежели СОЖ отечественного производителя, а, следовательно, имеет больший эксплуатационный ресурс.
В дальнейшем результаты данной работы можно применять для определения оптимальных условий эксплуатации смазочно-охлаждающих жидкостей, выбранных для исследования марок производителей.
Информацию о влиянии на эксплуатационные свойства масел, а, следовательно, и на изнашивание инструмента, продуктов температурной деструкции и окисления СОЖ можно получить, определив такие показатели, как термоокислительная стабильность, вязкость, плотность, температурную стойкость и др.
Термостатирование при температуре 95 °С и непосредственном контакте с кислородом воздуха оказало следующее влияние на свойства масел:
• Кинематическая вязкость СОЖ всех трех марок (Garia М-22, МР-3 и МР-7) осталась постоянна;
• Кислотное число СОЖ марок Garia М-22, МР-3 и МР-7 увеличилось в результате окисления на 73,6; 63,9 и 85,6 % соответственно, однако имеет достаточно низкое значение (до 0,4 мг KOH/ г);
• Плотность СОЖ всех трех марок (Garia М-22, МР-3 и МР-7) осталась постоянна;
• Количество осадка в СОЖ марок Garia М-22, МР-3 и МР-7 увеличилось в результате образования нерастворимых продуктов окисления на 0,58; 0,50 и 0,26 %масс. соответственно;
•Все три марки СОЖ подвергаются испарению, которое составляет для СОЖ марок Garia М-22 - 0,22; МР-3 - 0,22 и МР-7 - 0,38 % масс.
Наличие металлической стружки способствовало более интенсивному протеканию процессов окисления и температурной деструкции, в результате чего свойства масел изменились следующим образом:
• Кинематическая вязкость СОЖ марки Garia М-22 осталась постоянна, однако для СОЖ марок МР-3 и МР-7 увеличилась на 118,0 и 53,6 % соответственно;
• Кислотное число СОЖ марки Garia М-22 увеличилось в результате окисления на 65,5%, а для СОЖ марок МР-3 и МР-7 - более чем в два раза, однако имеет невысокое значение (до 0,9 мг KOH/ г);
• Плотность СОЖ марки Garia М-22 осталась постоянна, однако для СОЖ марок МР-3 и МР-7 увеличилась на 1,74 и 1,42 % соответственно;
• Количество осадка в СОЖ марок Garia М-22, МР-3 и МР-7 увеличивается в результате образования нерастворимых продуктов окисления на 0,99; 1,53 и 1,90 %масс. соответственно;
•Все три марки СОЖ подвергаются более интенсивному испарению, которое составляет для СОЖ марок Garia М-22 - 0,86; МР-3 - 6,25 и МР-7 - 3,40 % масс.
Таким образом, в искусственно созданных условиях, приближенных к реальным условиям эксплуатации, были получены результаты, которые показывают различную стойкость масел к температурным воздействиям при протекании процессов окислении и температурной деструкции. На основании показателей, характеризующих термоокислительную стабильность смазочноохлаждающих жидкостей, можно сделать вывод, что СОЖ фирмы Houghton Deutschland является более стабильной и менее подверженной температурной деструкции, нежели СОЖ отечественного производителя, а, следовательно, имеет больший эксплуатационный ресурс.
В дальнейшем результаты данной работы можно применять для определения оптимальных условий эксплуатации смазочно-охлаждающих жидкостей, выбранных для исследования марок производителей.