1.1 Khỏi niệm về mỡ bụi trơn, ý nghĩa của việc bụi trơn
Mỡ bụi trơn là một thể đồng nhất và hỗn hợp của ba thành phần: dầu gốc,
chất làm đặc và phụ gia. Dầu gốc đúng vai trũ chủ đạo trong việc bụi trơn đồng thời là mụi trường phõn tỏn, chất làm đặc đúng vai trũ pha phõn tỏn, phụ gia cú tỏc dụng cải thiện một số đặc tớnh của mỡ như: tăng khả năng chống oxi húa, chống mài
mũn, chống gỉ…
Việc sử dụng mỡ bụi trơn cú ý nghĩa rất quan trọng với quỏ trỡnh vận hành của mỏy múc, động cơ cũng như việc năng cao tuổi thọ của chỳng. Mỡ bụi trơn làm giảm ma sỏt cho cỏc chi tiết hoạt động, trỏnh va đập giữa cỏc bề mặt chi tiết khi hoạt động, làm kớn, chống gỉ, chống ăn mũn…
1.2 Thành phần của mỡ bụi trơn
Mụi trường phõn tỏn
Dầu gốc và cỏc chất lỏng được sử dụng làm mụi trường phõn tỏn thường chiếm khoảng 75-95% về thể tớch hoặc khối lượng mỡ bụi trơn. Phần lớn mụi trường phõn tỏn được dựng là dầu gốc khoỏng (99%), dầu gốc tổng hợp và cỏc chất lỏng khỏc như polysiloxan, cỏc este, hợp chất floclorocacbon… chỉ được dựng trong những trường hợp đặc biệt.
Mặc dự tớnh chất của mỡ phụ thuục chủ yếu vào tớnh chất của chất làm đặc nhưng một số tớnh chất của mỡ vẫn phụ thuộc vào mụi trường phõn tỏn. Bản chất,
tớnh chất húa học, khoảng sụi của mụi trường phõn tỏn ảnh hưởng đến sự hỡnh thành cấu trỳc và quỏ trỡnh làm đăc chất phõn tỏn. Hơn nữa, bản chất và thành phần của mụi trường phõn tỏn cũn ảnh hưởng tới khả năng làm việc của mỡ trong khoảng nhiệt độ, lực tỏc dụng, tốc độ, tải trọng chớnh xỏc, ảnh hưởng tơi tớnh chất
Page 45 oxi húa, khả năng bảo vệ và chống ăn mũn… Tớnh chất bay hơi của mỡ phụ thuộc vào khối lượng phõn tử trung bỡnh và nhiệt độ chớp chỏy của dầu gốc, tớnh chất của mỡ ở nhiệt độ thấp phụ thuộc vào độ nhớt của dầu ở nhiệt độ thấp.
Dầu gốc khoỏng
Thành phần của dầu gốc: cỏc hydrocacbon họ paraffinic, cỏc hydrocacbon naphtenic và cỏc hydrocacbon aromatic.
Phõn loại dầu gốc:
Theo thành phần húa học: dầu gốc Parafinic, dầu gốc naphtenic, dầu gốc
aromatic.
Theo phõn đoạn chưng cất dầu trung tớnh: SN 70, SN 150, SN 500, SN 700; BS 150, BS 200…
Theo cụng nghệ chế biến:
Dầu gốc % lưu huỳnh % độ bóo hũa Chỉ số độ nhớt
Nhúm I >0.03 <90 >95
Nhúm II <0.03 >90 >100
Nhúm III <0.01 >90 >120
Phõn loại theo chỉ số độ nhớt: dầu gốc cú chỉ số độ nhớt cao (HVI > 85), dầu gốc cú chỉ số độ nhớt trung bỡnh (MVI > 60), dầu gốc cú chỉ số độ nhớt thấp (LVI < 30).
Dầu tổng hợp
Dầu tổng hợp được sử dụng trong trường hợp tổng hợp những loại mỡ làm việc trong khoảng nhiệt độ và tốc độ rộng, động cơ chịu tải lớn, ỏp suất chõn
khụng, hay mụi trường ăn mũn cao…
Cỏc hợp chất thường được dựng là polysiloxan, este của cỏc axit bộo no,
hydrocacbon tổng hợp, polyankylglycol, dẫn xuất halogen của cỏc hydrocacbon, polyphenylete…
Page 46
Polysiloxan mạch thẳng khụng màu, cú tớnh ưa nước, cú khả năng chịu nộn,
trơ về mặt húa học, khụng độc hại, bền trong mụi trường ăn mũn kể cả ở nhiệt độ
cao, duy trỡ độ nhớt thấp trong khoảng nhiệt độ rộng, độ bay hơi thấp.
Este cú thể tạo mỡ làm việc tốt trong khoảng nhiệt độ -60 tới 130ºC.
Cỏc hydrocacbon tổng hợp thường được tạo ra bằng cỏc polyme húa cỏc olefin nhẹ, hoặc ankyl húa hydrocacbon thơm. Cỏc ankylat nhiều nhỏnh của hydrocacbon thơm cú nhiệt độ chảy thấp, chỉ số độ nhớt và độ bền nhiệt cao hơn so với cỏc ankylat chỉ cú một nhỏnh. Khi sử dụng cỏc ankylat này làm mụi trường phõn tỏn để sản xuất mỡ như mỡ Benton thỡ khoảng làm việc cú thể đạt -60 đến
200°C, khả năng chống mài mũn tốt.
Polyglycol cú khả năng bay hơi thấp hơn dầu khoỏng, khú tạo gụm và khú
chỏy hơn. Ngoài ra chỳng cũn cú chỉ số độ nhớt cao, dẫn nhiệt tốt, tớnh chống mài
mũn cao, nhiệt độ chảy thấp, trơ với cao su. Nhờ những tớnh chất này polyglycol thớch hợp để tạo mỡ nửa lỏng và mỡ dựng trong hộp giảm tốc.
Polyphenyl ete trong phõn tử chứa từ 4-6 vũng benzene cú độ bền cao trong mụi trường chứa oxi, tỏc nhõn phúng xạ và nhiệt độ cao phự hợp tạo mỡ làm việc trong những điều kiện khắc nghiệt.
Cỏc hợp chất floclorocacbon là sản phẩm halogen húa phõn đoạn kerosene và cỏc phõn đoạn dầu mỏ khỏc. Chỳng rất khú chỏy,độ bền nhiệt rất cao, bền trong mụi trường axit, mụi trường ăn mũn, khụng bị oxi húa, tớnh bụi trơn tốt nhưng chỉ số độ nhớt thấp và đặc biệt gõy ụ nhiễm mụi trường nờn hiện nay khụng được sử dụng.
Pha phõn tỏn
Pha phõn tỏn mặc dự chỉ chiếm một lượng nhỏ trong thành phần mỡ nhưng lại quyết định tới những tớnh chất quan trọng của mỡ như cấu trỳc, độ cứng… Cỏc
pha phõn tỏn thường dựng là muối của cỏc axit bộo cao, xà phũng. Cỏc chất làm đặc ớt được sử dụng là cỏc chất làm đặc cú nguồn gốc hữu cơ và cỏc chất hữu cơ khỏc.
Page 47 Xà phũng
Xà phũng thường dựng là muối của cỏc axit bộo cao. Cỏc kim loại cú thể cú trong mỡ là Liti, natri, canxi, magie, kali, kẽm, strontri, bari, nhụm, chỡ. Nhưng loại thường thấy nhất là Liti, natri, canxi, bari và nhụm. Ngoài cỏc dạng xà phũng đơn kim loại người ta cũn dựng dạng hỗn hợp cỏc kim loại như canxi-natri, liti-canxi…
và dạng phức.
Cỏc axit bộo thường dựng là stearic, 12-hydroxystearic, axit oleic được lấy từ mỡ động vật hoặc dầu thực vật. Ngoài ra cũn sử dụng cỏc axit bộo tổng hợp.
Cỏc hydrocacbon rắn
Cỏc hydrocacbon rắn gồm: parafin rắn, mỡ khoỏng, ceresin và sỏp dầu mỏ, bitum, sỏp tự nhiờn cú khả năng tạo cấu trỳc và khả năng bảo vệ chi tiết mỏy tốt.
Cỏc chất làm đặc cú nguồn gốc vụ cơ: silic dioxit, khoỏng sột…
Cỏc hợp chất hữu cơ khỏc
Phụ gia
Phụ gia là những chất chiếm tỷ lệ rất thấp trong thành phần của mỡ bụi trơn,
chỳng giỳp tăng cường cỏc đặc tớnh của mỡ. Cỏc loại phụ gia cú thể được sử dụng là: phụ gia chống oxi húa, phụ gia chống ăn mũn, mài mũn, phụ gia chống gỉ, phụ gia biến tớnh ma sỏt.
Phụ gia chống oxi húa
Cơ chế tỏc dụng: phụ gia này ức chế quỏ trỡnh tạo gốc tự do, phõn hủy cỏc
peroxyt là cỏc tỏc nhõn gõy oxi húa, thụ động húa cỏc kim loại.
Cỏc loại hợp chất chủ yếu:
- Cỏc dẫn xuất của phenol: alkylphenol, cỏc phenol cú chứa N hoặc S (cỏc
dẫn xuất của ure, cỏc phenolsulfua);
- Cỏc amin thơm: dialkylphelamin, dialkylphenylalphanaftylamin, phenylalphanaftylamin…
Page 48 - Cỏc dẫn xuất phenol cú khả năng chống oxi húa ở nhiệt độ cao trong khi cỏc amin cú khả năng chống oxi húa ở nhiệt độ thấp nờn trong mỡ cần cú hỗn hợp cỏc chất này với tỷ lệ 1:1 để đảm bảo chất lượng của mỡ trong điều kiện bảo quản
(nhiệt độ thường) và trong điều kiện làm việc (nhiệt độ cao).
Phụ gia chống ăn mũn
Cơ chế tỏc dụng: hấp phụ lờn bề mặt kim loại tạo thành lớp màng bảo vệ,
ngăn cản cỏc tỏc nhõn ăn mũn như axit, ẩm, giảm thiểu xỳc tỏc oxi húa của kim loại.
Cỏc hợp chất chủ yếu: Cỏc Dithiophotphat kim loại, Sulphonat kim loại, Sulfuaphenolat kim loại, cỏc Axit bộo, cỏc amin….
Phụ gia chống gỉ
Cơ chế tỏc dụng: hấp phụ chọn lọc lờn bề mặt kim loại tạo thành lớp màng ngăn chống ẩm, ttrung hũa cỏc axit.
Cỏc hợp chất chủ yếu:Axit alkylsucxinic và cỏc dẫn xuất, cỏc imiđazolin,
Sulphonat kim loại (Sulphonat Canxi, Magie), cỏc amin hữu cơ, cỏc amin photphat,
cỏc este, cỏc dẫn xuất của axit đibazic… Phụ gia chống mài mũn
Cơ chế tỏc dụng: hấp phụ húa học lờn bề mặt kim loại, phản ứng với lớp lim loại bề mặt tạo cho bề mặt một lớp màngbảo vệ.
Cỏc hợp chất chớnh: ZnDDP, tricresylphotphat, dithiocacbamat, sulfua,
disulfua, cỏc dẫn xuất của axit bộo… Phụ gia biến tớnh ma sỏt
Cơ chế tỏc dụng: làm tăng độ bền của mỡ, giảm hệ số ma sỏt, cải thiện tớnh chất của mỡ trong quỏ trỡnh vận hành.
Cỏc hợp chất chớnh: cỏc hợp chất chứa N, S, Mo…