Nghiên cứu chế tạo mỡ bôi trơn trên cơ sở xà phòngliti và các phụ gia tương hợp tương đương với mỡ zimol theotiêu chuẩn TY 38 YCCP 201285 – 82 của nga

Click icon to add picture

ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT HÀ NỘI
KHOA DẦU KHÍ - BỘ MƠN LỌC HĨA DẦU

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP

Đề tài: Nghiên cứu chế tạo mỡ bôi trơn trên cơ sở xà phòng liti và các phụ gia tương hợp tương đương
với mỡ Zimol theo tiêu chuẩn TY 38 YCCP 201285 – 82 của Nga.

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

T.S Nguyễn Văn Cành

Đặng Thanh Bình

1


1

2

Tổng quan về mỡ bôi trơn

Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu

Mục lục
3

4

Kết quả và thảo luận

Kết luận và kiến nghi

2


1. Tổng quan về mỡ bôi trơn
Giới thiệu chung về mỡ bôi trơn:
Mỡ bôi trơn là sản phẩm dạng đặc, được chế tạo từ dầu bôi trơn. Công dụng chủ yếu của vật liệu bôi trơn là giảm lực ma sát giữa
các chi tiết máy chuyển động tiếp xúc với nhau. Ngồi ra, chúng cịn bảo vệ bề mặt các chi tiết ma sát khỏi bị ăn mòn, mài mòn,
bảo đảm chức năng tản nhiệt và làm kín khít.
Có thể hiểu rằng: Những nơi có khe hở, khơng hồn tồn kín, cần làm khít, những động cơ có độ văng bắn mạnh khơng thể dùng
dầu thì người ta dùng mỡ.


1. Tổng quan về mỡ bơi trơn
Thành phần chính của mỡ bơi trơn:

•

Dầu nhờn làm nhiệm vụ bơi trơn và là thành phần chính của mỡ, tùy thuộc vào chất làm đặc dầu nhờn có thể thay đổi trong khoảng
từ 70- 90% khối lượng. Nếu chất làm đặc là xà phịng thì dầu chiếm khoảng 80- 90% khối lượng. Nếu chất làm đặc là sáp thì dầu
chiếm khoảng 70% khối lượng.

•

Chất làm đặc có nhiệm vụ tạo ra cấu trúc rắn và nửa rắn của mỡ, chúng giữ cho dầu tồn tại trong cấu thể đặc sệt không bị chảy lỗng
ra, chiếm từ 5-30% thành phần mỡ.

•

Phụ gia: Tuy chiếm thành phần rất nhỏ từ 1-5% nhưng lại có ảnh hưởng lớn đến giá trị của mỡ, làm cho cấu trúc của mỡ tốt hơn, làm
tăng cường có chọn lọc những tính chất sử dụng quan trọng của mỡ.


1. Tổng quan về mỡ bơi trơn
Các thơng số chính của mỡ:
Nhiệt độ nhỏ giọt: là thông số quan trọng nhất của mỡ, là nhiệt độ mà mỡ tan, chuyển pha từ rắn sang lỏng gây mất tính năng bơi trơn,
nguy hại đến máy móc. Thơng số này quyết định đến giá trị của mỡ.

•

o
Thơng thường nhiệt độ hoạt động của mỡ bôi trơn thường thấp hơn độ nhỏ giọt 30 đến 50 C .

•

Căn cứ cào nhiệt độ nhỏ giọt có thể phán đốn mỡ đại khái thuộc gốc nào. VD: Độ nhỏ giọt của mỡ Calcium thường giao động từ 70
o
đến 100 C.
o
Mỡ Natri-Calcium thường là 120 đến 150 C.
o
Mỡ Natrium là 130 đến 160 C.
o
o

Mỡ Lithium thường giao động từ 170 độ đến 200 C. Độ nhỏ giọt cao hơn 200 C thường là các loại mỡ phức hợp ( VD

Phức Lithium, Phức Calcium, Phức nhôm,…).


1. Tổng quan về mỡ bơi trơn
Các thơng số chính của mỡ:
Độ xuyên kim (độ lún kim, độ cứng): Là chỉ số thể hiện độ cứng, mềm của mỡ. Qua đó có thể chọn được loại mỡ thích hợp cho các bề
mặt ma sát dưới áp lực khác. Chỉ số này càng lớn thì mỡ càng nhão và ngược lại.

Độ xuyên kim là chỉ số quan trọng khi lựa chọn mỡ bôi

Phân loại NLGI

Độ lún kim (0.1mm) ở 25ºC

Ứng dụng

000

445 - 475

Bánh răng kín

00

400 - 430

Bánh răng kín

0

355 - 385

Hệ thống bôi trơn tập trung, nhiệt độ thấp

1

310 - 340

Hệ thống bôi trơn tập trung, nhiệt độ thấp

2

265 - 295

Ổ bi, ổ đũa

3

220 - 250

Ổ trục tốc độ cao, niêm kín tốt

4

 175 - 205

 Ổ trục tốc độ cao, tải nhẹ

5

130 - 160

Bánh răng hở

6

85 - 115

Bánh răng hở

trơn phù hợp. Vì chọn mỡ quá nhão (độ xuyên kim cao)
cho động cơ thì khả năng bơi trơn thấp, dễ bị nát, hỏng
mỡ. Nếu chọn mỡ quá cứng (độ xuyên kim thấp) thì có
thể gây bó máy dẫn đến nóng động cơ, do mỡ không
tiệm cận vào vùng ma sát cần bôi trơn.
VD: Mỡ có độ lún kim là 270 – 280 thì thuộc NLGI 2


1. Tổng quan về mỡ bơi trơn
Các thơng số chính của mỡ:
Tải trọng hàn dính 4 bi: Là thơng số quan trọng để đánh giá được độ chịu tải của mỡ. Tức là mỡ càng xịn thì độ chịu tải càng
lớn.
Lưu ý: Khi tên mỡ có “EP” chứng tỏ mỡ đã có phụ gia chịu cực áp để gia tăng khả năng chịu áp lực.
VD: EAJ 1 EP có tải trọng hàn dính 4 bi là 200 kg
EAJ 7000 EP - 230 kg
EAJ 7002 EP - 250 kg
EAJ 7002 EP SBH BLUE - 315 kg
EAJ 9008 EP - 400 kg

1. Tổng quan về mỡ bôi trơn



Tiêu chuẩn của mỡ xà phòng Liti theo đồ án cần nghiên cứu chế tạo:

•

Tên kĩ thuật: Zimol

•

Tiêu chuẩn kĩ thuật: TY 38 YCCP 201285-82 của Nga.

•

Ứng dụng:



Thích hợp cho các phương tiện làm việc tất cả các mùa trong năm đặc biệt vùng có khí hậu lạnh do phạm
vi nhiệt độ hoạt động của mỡ Zimol là từ -50 đến +130°C.



Mỡ được sử dụng để bôi trơn các thành phần máy và cơ chế tải trung bình, cũng như cho các cấu trúc tàu.

8

•

Thơng số và các đặc điểm chính:
Ý nghĩa
Chỉ tiêu
 

Zimol-1

Màu sắc

Zimol-2
Mỡ đồng nhất từ vàng nhạt đến nâu

 

Độ nhớt hiệu dụng ở mức 50° C và độ dốc trung bình của tốc độ
biến dạng 10 s-1, Pa · C, không lớn hơn

Nhiệt độ nhỏ giọt, ° С, không thấp hơn

1800

2000

190

 

Độ xuyên kim ở 25 ° C với trộn (60 nét đôi), × 10-1 mm, trong

Đường kính vết mài mịn 4 bi, mm, (ASTM D 2266-02)

240 - 290

0.6 - 1

Phần khối lượng kiềm tự do tính tốn lại bằng NaOH,%, khơng lớn
hơn

0,2

Phần khối lượng nước,%

thiếu

Phần khối lượng tạp chất cơ học,%, không lớn hơn

thiếu

Tác dụng ăn mòn kim loại (đồng)

chịu được

9


1. Tổng quan về mỡ bơi trơn



Một số hình ảnh về mỡ Zimol:

10


2. Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu



Lựa chọn vật liệu hóa chất để tiến hành chế tạo mỡ tương đương với mỡ Zimol theo tiêu chuẩn Nga:

•

Mơi trường phân tán: Dầu gốc SN500

•

Chất làm đặc: Axit stearic
LiOH

•

Các chất phụ gia:

Diphenyl amin (phụ gia chống oxy hóa)
Tricrezyl phosphate (phụ gia giảm mài mịn, chống

xước)

Vì sao lại chọn dầu gốc SN500 làm môi trường phân tán để chế tạo mỡ?

11


2. Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu



Có 2 phương pháp chính để tổng hợp mỡ bơi trơn:

•

Phương pháp 1: Tổng hợp xà phịng liti riêng, sau đó phân tân vào dầu

khống tạo thành

mỡ.

•

Phương pháp 2: Tổng hợp liti trong dầu khoáng và thực hiện việc tạo mỡ

sau khi đã tổng hợp

xà phòng liti.

12

2. Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu



Lựa chọn phương pháp tổng hợp mỡ xà phòng liti:
Mẫu A-1, A-2 được tổng hợp từ 2 phương pháp (1) và (2) tương ứng

A-1
Vậy, đồ án chọn phương pháp (2) để tổng hợp mỡ xà phòng liti.

A-2

13


2. Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu



Phương pháp (2):

14


3. Kết quả và thỏa luận



Xác lập điều kiện tối ưu cho q trình chế tạo mỡ trong phịng thí nghiệm qua bảng sau:

Thành phần chính

Phụ gia

Dầu SN500

Liti stearat

Phụ gia

83,3 – 86,3%

13 – 16%

0,7%

-Phụ gia chống oxy hóa diphenyl amin: 0,4%
-Phụ gia giảm mài mòn, chống xước tricrezyl phosphate: 0,3%

Thời gian

-Thời gian đồng nhất mỡ là 40 phút
-Thời gian ổn định khung cấu trúc mỡ là 24 – 72 tiếng

15


3. Kết quả và thỏa luận



Kết quả đánh giá, so sánh với chất lượng mỡ bơi trơn Zimol.

•

Kiểm nghiệm đo khả năng chịu ăn mòn qua thử mù muối:

B-1

B-2

Từ kết quả thu được có thể so sánh với tiêu chuẩn của mỡ Zimol (chịu được tác dụng ăn mòn) là hoàn toàn phù hợp với
tiêu chuẩn.

16


3. Kết quả và thỏa luận



Kết quả đánh giá, so sánh với chất lượng mỡ bơi trơn Zimol.

•

Độ xun kim và nhiệt độ nhỏ giọt:

Chỉ tiêu

Độ xuyên kim, 10

-1

mm

o
Nhiệt độ nhỏ giọt, C

Mẫu

Mỡ Zimol

265

240 – 290

205

Không dưới 190

Từ bảng trên có thể thấy mẫu mỡ chế tạo hồn tồn đạt yêu cầu về 2 chỉ tiêu độ xuyên kim và nhiệt độ nhỏ giọt so với
mỡ Zimol.

17


3. Kết quả và thỏa luận



•

Kết quả đánh giá, so sánh với chất lượng mỡ bơi trơn Zimol.
Đường kính vết mài 4 bi.



Kết quả của mẫu thử theo phương pháp ASTM D 2266 – 02:

TT

Chỉ tiêu

Phương pháp

Đơn vi

Kết quả

1

Đường kính vết mài mòn 4 bi

ASTM D 2266 – 02

mm

0,65



Theo kết quả thu được so với chỉ tiêu của mỡ Zimol về chỉ tiêu đường kính vết mài mịn 4 bi từ 0,6 đến 0,9 là
hoàn toàn phù hợp.

18


3. Kết quả và thỏa luận


•

Kết quả đánh giá, so sánh với chất lượng mỡ bơi trơn Zimol.
Đường kính vết mài 4 bi.

19


3. Kết quả và thỏa luận



Kết quả đánh giá, so sánh với chất lượng mỡ bơi trơn Zimol.

•

Một số chỉ tiêu khác:

STT

Chỉ tiêu

Đơn vi

Mẫu

Mỡ Zimol

1

Cảm quan màu sắc

-

Đồng nhất, dẻo, màu nâu sáng

Đồng nhất, dẻo, từ vàng nhạt
đến màu nâu

2

Hàm lượng nước

%

Không

Không

4

Tạp chất cơ học

%

Không

Không



Đây là một số chỉ tiêu tuy không được dùng để đánh giá chất lượng thực sự của mỡ nhưng cũng tương
đối quan trọng khi muốn đánh giá chất lượng chung của mỡ.

20


3. Kết quả và thỏa luận



Kết quả đánh giá, so sánh với chất lượng mỡ bơi trơn Zimol.

•

Qua kết quả đã khảo sát các đặc tính kỹ thuật giữa mỡ chế tạo và mỡ đối chứng là mỡ Zimol, rõ
ràng có tính chất tương đương trong các chỉ tiêu chất lượng và các đặc tính kĩ thuật giữa 2 loại
mỡ như:



Khả năng chống ăn mòn



Độ xuyên kim



Nhiệt độ nhỏ giọt



Khả năng giảm mài mòn chống xước

Vậy mỡ xà phòng Liti được chế tạo trịng phịng thí nghiệm hồn tồn có thể thay thế với mỡ đối
chứng là mỡ Zimol.

21


3. Kết luận và kiến nghị

Kết luận



Đã tìm hiểu về cách điều chế mỡ bôi trơn, thành phần của mỡ bơi trơn, các tính chất của mỡ bơi trơn nói chung và
mỡ liti đa dụng nói riêng. Đã tìm hiểu về cách đánh giá các chỉ tiêu của mỡ bôi trơn cụ thể là mỡ liti stearat.



Đã khảo sát một số thử nghiệm và so sánh với mỡ Zimol thấy rằng có những tính chất tương đương theo chỉ tiêu TY
38 YCCP 201285-82 và các đặc tính kĩ thuật của 2 loại mỡ trên. Vì vậy, trong thực tế có thể hoàn toàn thay thế mỡ
Zimol của Nga bằng mỡ chế tạo được.



Đã đưa ra được tỷ lệ các thành phần để chế tạo mỡ bôi trơn trên cơ sở xà phịng liti trong phịng thí
nghiệm.

22


3. Kết luận và kiến nghị

Kiến nghị
Do còn hạn chế về mặt kiến thức, thời gian, cũng như điều kiện thực nghiệm nên cịn có những yếu tố chưa khảo sát
được. Hy vọng rằng trong tương lai, với sự giúp của các thầy cô về mặt chuyên môn, cũng như có thêm điều kiện về mặt
kỹ thuật, q trình khảo sản phẩm sẽ cho nhiều kết quả tốt hơn.

19