СС 24 25 - 26

 14.11.2025р.

Тема програми № 2. Основні відомості про метали і сплави

Тема уроку № 8. Паливно-мастильні матеріали і технічні рідини (ПММ та ТР).

Працюємо з підручником:

(СС – I) Основи слюсарної справи навчальний посібник: / Попов А.Ф., Пахар Т.В., Паржицький О.В., Шулепіна Г.Ю./ Чернівці: Букрек, 2020. 224с:іл. Стор.62-82.

Опрацювати матеріал:

1. Автомобільний бензин.

2. Дизельне паливо.

3. Мастильні матеріали.

5. Технічні рідини.

Д.З. Дати відповіді на питання:

1. Як виробляється бензин?

2. Опишіть основні вимоги до бензину.

3. Як виробляється дизельне паливо?

4. Опишіть основні вимоги до дизельного палива.

5. Що означає цетанове число.

6. Що означає октанове число.

7. Як класифікуються моторні мастила за в’язкістю.

8. Види охолоджуючих рідин і вимоги до них.

         Автомобільний бензин — це суміш вуглеводів, температура кипіння якої від 30—35 до 195—215⁰ С .

         Бензин складається із суміші фракцій, одержаних різними способами переробки нафти — атмосферною перегонкою та крекінгом. До цієї суміші додають високооктанові компоненти, альтернативні палива, газовий бензин (для пускових якостей), присадки та інгібітори окиснення (для збільшення терміну зберігання), а також присадки з мийними та іншими властивостями.

         Бензин — легкозаймиста горюча рідина (температура займання від -39 до +27 °С, а температура самозаймання у межах 355— 370 °С).

Вимоги до бензинів:

-       безперебійна подача в систему живлення;  

-       утворення паливо повітряної суміші потрібного складу;

-       нормальне та повне згоряння отриманої суміші у двигунах (без виникнення детонації);

-        зниження корозії та корозійного спрацювання деталей двигуна;

-       зменшення відкладень у випускному трубопроводі, камері згоряння та інших елементах двигуна;

-       незмінність якостей при зберіганні, перекачуванні й транспортуванні.

         За ГОСТ 2084-77 випускають чотири марки бензину: А-72, А-76, АИ-93 та АИ-98. Згідно з технічними умовами виробляють бензини марок АИ-92, АИ-95 та АИ-96 (АИ — бензини з октановим числом за дослідницьким методом, А — за моторним методом).

         З 1998 р. введено вдію ТУУ 00149943.501-98, згідно з якими в Україні виробляють бензини з підвищеною температурою кінця кипіння (ї к= 215 °С) — А-80, А-92, А-95, А-96 та А-98 (нова індексація).

         Усі бензини, крім АИ-98, бувають двох видів —літній та зимовий. Гарантійний термін зберігання бензинів — 3 роки від дня виготовлення.

         У промислово розвинених країнах (країни Європи, США, Японія та ін.) застосовують два види бензинів — «Преміум» з октановим числом за дослідницьким методом (ОЕД) 97 — 98 і «Регуляр» з ОЕД 90 — 94. На перспективу затверджено єдиний неетильований бензин “ Преміум” з ОЕД 95. Октанове число бензину “Регуляр” може бути 91—92. Основні показники якості зарубіжних бензинів «Регуляр» і «Преміум» майже не відрізняються від показників бензинів, що випускаються в нашій країні та інших країнах СНД.

         Дизельне паливо — це нафтові (гасово-газойлеві) фракції, основу яких становлять вуглеводневі сполуки з температурою кипіння 200—350°С. Це горюча рідина з температурою займання 57— 119 °С і температурою самозаймання 300—330 °С.

         Дизельне паливо — малотоксична речовина, подразнює слизову оболонку та  шкіру людини. Це прозора рідина, яка має вищу, порівняно з бензином, в’язкість. Забарвлення дизельного палива залежить від наявності смол і змінюється від жовтого до світло-коричневого кольору. Дизельне паливо має обмежену сировинну базу для виготовлення. Його одержують переважно  атмосферною (прямою) перегонкою та каталітичним крекінгом, після чого очищають. А бензин виготовляють не лише з нафти, а й з газів, вугілля, важких нафтопродуктів, у тому числі й дизельного палива.

Експлуатаційні вимоги:

- висока прогінність;

- здатність транспортування нафтопродукту крізь фільтри, сепаратори й отвори (для безперебійної роботи насоса високого тиску);

- тонке розпилювання та добре сумішоутворення;

- надійне самозаймання;

- повне згоряння;

- м’яка робота двигуна;

- мінімальне утворення нагару та відкладень у зоні розпилювачів форсунок та в камері згоряння;

- мінімальна корозійна активність;

- висока стабільність у разі тривалого зберігання та під час транспортування;

- низька токсичність.

         Дизельне паливо згідно з ГОСТ 305-82 виготовляють трьох марок:

- Л — літнє , для дизелів при температурі 0 °С і вище, мутнішає при —5 °С, застигає при —10 °С.

- 3 - зимове , для експлуатації при температурі—20 °С, мутнішає при —25 °С, застигає при -35 °С.

- А — арктичне , для дизелів при температурі —50 °С, застигає при —55 °С.

За вмістом сірки дизельне паливо поділяється на дві групи:

- І — не більш як 0,2 %;

- 11 — 0,2 — 0,5 % (для марки А — не більш як 0,4 % ).

         Залежно від умов використання, згідно з ДСТУ 3868-99 встановлюються такі марки дизельного палива:

- Л — літнє, використовується при температурі —5 С і вище.

- 3 —зимове, використовується при температурі —15 С і вище.

За вмістом сірки дизельне паливо поділяється на чотири види:

1 - 0,05 % Б; 11 - 0,1 % Б; 111 — 0,2 % Б; IV — 0,5 % Б.

         Приклад умовного позначення дизельного літнього палива з масовою часткою сірки до 0,1 % і температурою спалаху 40 °С:

паливо дизельне Л-0,10-40 за ДСТУ 3868-99.

         Цетанове число всіх марок дизельних палив — 45. В умовах України зимове дизельне паливо зовсім не потрібне. Достатньо при від’ємній температурі повітря додати до літнього дизельного палива гас. При температурі до —25 °С додають до

10% гасу, а при температурі, нижчій за -25 °С, — до 25 %. У цьому  разі температура застигання суміші знижується на 8—10 °С.

         При значному розведенні дизельного палива гасом знижується цетанове число, що призводить до жорсткої роботи двигуна, погіршення змащувальних властивостей палива.

         У дизельному паливі не повинно бути води і механічних домішок. Якщо до палива потрапила вода, то при перекачуванні утворюється водна емульсія.      Частинки води у зимових сортах палива спричиняють помутніння. Вода погіршує мастильні властивості палива і викликає кавітаційні явища, підвищує небезпеку виникання корозії та впливає на зношування голки розпилювача. На практиці вміст води в паливі на пунктах заправки досягає 0,06 %, а в баках - 0,12 %. Вода в паливі може бути в розчиненому вигляді або у вигляді емульсії чи устояного шару. Перед заправленням у бак машини паливо має відстоятися не менше як 10 діб. Чистота верхніх і нижніх шарів після відстоювання в резервуарах буде неоднаковою, тому брати паливо для заправляння машини треба з верхніх шарів.

         Наявність механічних домішок можна помітити у плямі палива, нанесеного на скло, або у плямі на фільтрувальному папері.

         Забруднення палива механічними домішками визначають за стандартним коефіцієнтом фільтрації , який ввели порівняно недавно для палив швидкохідних дизелів. Коефіцієнт фільтрації — це відношення тривалості фільтрування останніх 2мл палива (10-ї порції) до тривалості фільтрування 1-ї порції. У сучасних сортах товарного палива максимальний коефіцієнт фільтрації дорівнює 3.

         Коефіцієнт фільтрації впливає на термін служби паливних фільтрів.

         Щоб підвищити надійність паливної апаратури, паливо слід зневоднити. Для цього до фільтрувальних елементів додають водовіддільні та водовідштовхувальні ступені або фільтри-водоуловлювачі.

         Фільтри грубого і тонкого очищення палива автомобілів забруднюються після 500—2500 км пробігу. Несвоєчасне промивання фільтра грубого очищення та заміна фільтрувальних елементів у фільтрі тонкого очищення призводять до різкого збільшення вмісту механічних домішок у паливі.

         Мастильні матеріали. Надійна робота машин та механізмів в умовах впливу різноманітних факторів (температура, тиск, навантажен­ня, швидкості відносного руху тертьових поверхонь та ін.) забезпечується застосуванням різних видів та сортів масти­льних матеріалів.

         За походженням усі мастильні матеріали поділяють на:

o   нафтові чи мінеральні,

o   органічні (рослинного або тварин­ного походження),

o   синтетичні та змішані, що містять у своє­му складі у різних співвідношеннях нафтовий і синтетич­ний компоненти.

         За агрегатним станом розрізняють чотири групи мас­тильних матеріалів:

o   рідкі,

o   пластичні,

o   тверді,

o   газоподібні.

         Звичайно під час експлуатації масло виконує одну чи кілька функцій. Тому в промисловості виробляють масла, що мають певне призначення й забезпечують у цій галузі найбільший ефект. Залежно від призначення масла поді­ляють на:

o   моторні,

o   трансмісійні,

o   гідравлічні,

o   індустріаль­ні,

o   іншого призначення.

         Моторні масла призначенні для зменшення тертя, зниження спрацювання й запобігання задиру контактуючих поверхонь.

         Перед пуском двигуна в зимових умовах температура масла в картері й на поверхнях тертя знижується до —30°С й нижче, а під час роботи на номінальному режимі перебуває в межах 80...110°С й вище. Масло зазнає високих термічних дій під час роботи двигуна при взаємодії з високотемпературними газами. Так температура газів у камері згоряння досягає 2500°С. Температура газів, які прориваються з камери згоряння у картер через ущільнюючу масляну плівку, в зоні циліндро-поршневої групи на такті стиску становить 150...450°С у карбюраторних двигунах й 500...700°С у дизелях. Різко підвищується теплова напруженість двигунів внутрішнього згоряння при використанні наддуву. Одним з основних критеріїв, що визначають вимоги до моторних масел, є температура поршня в зоні першого поршневого кільця. Для сучасних автотракторних двигунів з використанням сучасних високоякісних моторних масел вважається допустимою температура канавки першого поршневого кільця 220...240°С. Більш високі температури при тривалій експлуатації двигуна можуть викликати пригоряння поршневих кілець.

         Міжнародний стандарт, який регламентує в'язкість мастил. На сьогоднішній день найпопулярнішою класифікацією мастильних матеріалів є SAE. Дана специфікація визнана єдиним міжнародним стандартом, на підставі якого розраховується в'язкість масла виходячи з температурного режиму середовища.

Society of Automotive Engineers - абревіатура, яка належить Товариству Автомобільних Інженерів Сполучених Штатів Америки.

         В'язкість моторної олії за SAE повинна відповідати таким умовам:

прокачуваність - завдяки цій властивості в умовах мінімальних температур забезпечується швидкий доступ масла до маслоприймача;

провертальність - сприяє підвищенню пускових властивостей, забезпечує необхідний опір і досягнення пускових оборотів у мороз;

найбільш ефективна в 'язкість у спекотних умовах;

кінематична в'язкість - визначає клас в'язкості моторних масел.

         Специфікацію SAE вживають при визначенні рівня в'язкості мастильного матеріалу, враховуються вимоги до олій при випуску нової продукції, а також для дослідження і детального вивчення старих і нових складів.

         В'язкість мастильних матеріалів залежить від температури навколишнього середовища, від швидкості прогріву механізмів, режиму роботи двигуна. При низьких температурах в'язкість для забезпечення запуску автомобіля в холодну погоду не повинна бути занадто високою. В умовах високих температур - навпаки, змащуючий матеріал допомагає забезпечувати належний тиск і створює захисний шар між поверхнями, які стикаються.

         За показником в'язкості мастильні матеріали поділяються на зимові, літні та всесезонні. Всесезонна продукція більш зручна. Вона є більш енергозберігаючою, а також такі масла можна не змінювати так часто, як матеріали для певного сезону.

         Для зимових олій створено міжнародне позначення буквою "w". При розрахунках від цифри перед нею необхідно відняти 35, в результаті отримуємо температурний режим, при якому можна використовувати мастильний матеріал.

         Зимові мастильні матеріали придатні до використання при таких температурних режимах:

0W - рекомендуємо до використання при морозах до -35 – 30⁰С;

5W - рекомендуємо до використання при морозах до -30 – 25⁰С;

10W - рекомендуємо до використання при морозах до -25 – 20⁰С;

15W - олія рекомендована до використання при морозах до -20 – 15⁰С;

20W - олія рекомендована до використання при морозах до -15 – 10⁰С.

         Класифікація моторних мастил за в’язкістю. Класифікація моторних мастил за ГОСТом 17479.1. Відповідно до ГОСТу 479.117 залежно від величини кінематичної в’язкості за температури 100°С моторні мастила поділяють на 22 класи: чотири зимові (33–63), вісім літніх (6–24) і десять всесезонних (33/8–63/16).      Дробові класи вказують, що за в’язкістю за температури мінус 18°С мастило відповідає класу, зазначеному в чисельнику, а за в’язкістю за температури 100°С – класу, зазначеному в знаменнику.

         Класифікація в’язкості моторних мастил за SАЕ J 300. Відповідно до SАЕ J 300 моторні мастила поділяють за в’язкістю на шість зимових (DW – 25W) і вісім літніх (20—60) класів.

         Для всесезонних моторних мастил упроваджено подвійне номерне позначення (наприклад, SW-30, 15W-40, 20W50 і т.д.), причому перша цифра означає відповідність зимовому класу в’язкості за низькотемпературними властивостями, а друга – відповідність літньому класу за високотемпературними.

         Класифікація трансмісійних мастил за в’язкістю. Класифікація в’язкості трансмісійних мастил за ГОСТом 17479.2. Відповідно до ГОСТу 17479.2 залежно від величини кінематичної в’язкості за температури 100°С за ГОСТом 33 трансмісійні мастила поділяють на чотири класи (9,12,18,34).

         Класифікація в’язкості трансмісійних мастил за SАЕ J 306. Відповідно до SАЕ J 306 трансмісійні мастила поділяють на сім класів в’язкості: чотири зимові (70W–85W) і 3 літні (90–250).

         Для всесезонних моторних мастил уведено подвійне номерне позначення (наприклад, 75W-90, 85W-140 і т. д.), причому перша цифра позначає відповідність зимовому класу в’язкості за низькотемпературними властивостями, а друга – відповідність літньому класу за високотемпературними властивостями.

         Інші класифікації мастила за в’язкістю

         Класифікація в’язкості за АGМА. Класифікація Американською асоціацією виробників зубчастих передач (АGМА) була розроблена для редукторних мастил. Відповідно до неї мастила класифікують залежно від в’язкості, вимірюваної в універсальних секундах Сейболта SUS за температури 100°С і 210°С і наявності в мастилах протизадирних (ЕР) присадок.

         Класифікація в’язкості за ІSО. Класифікація в’язкості за IS0 3448 розроблена для індустріальних мастил, які залежно від кінематичної в’язкості за температури 40°С поділяють на 18 класів. У повному обсязі ця класифікація використовується у ГОСТі 17479.4-87 «Мастила індустріальні. Класифікація і позначення».        Класифікація базових мастил за в’язкістю. У США використовується класифікація базових мастил залежно від їх в’язкості, що вимірюється в універсальних секундах Сейболта. Мастила селективного очищення (Neutral (N) – нейтральне) класів 100 N, 150 N, 200 N, 300 N, 400 N, 500 N, 600 N і 700 N регламентуються за в’язкістю за температури 100°С, а мастила залишкові (Вгіghtstock (Вrt) – брайтсток) класів 135 Вrt і 150 Вrt – за в’язкістю за температури 210°С.

Технічні рідини. Охолодження двигуна може бути:

повітряним; рідинним.

Охолоджуюча рідина повинна відповідати таким основним вимогам:

мати високу теплоємкість, теплопровідність і відповідну в'язкість;

бути дешевою і недефіцитною;

мати високі температури кипіння і займання, низьку температуру замерзання;

не утворювати відкладень на деталях системи охолод­ження і не забруднювати її;

не визивати корозії металевих виробів і не руйнувати гумові і пластмасові деталі, мати високу фізичну і хімічну стабільність;

бути не токсичною, вибухо- і пожежобезпечною.

         Поки ще не має охолодної рідини, яка повністю відповідала б даним вимогам. Широке застосування в системах охолодження одержала вода, а при низьких температурах – низькозамерзаючі охолодні рідини. Вода як охолодна рідина має переважне застосування, оскільки недефіцитна, має високу теплоємкість, пожежобезпечна і нетоксична. Однак їй властиві суттєві екс­плуатаційні недоліки. Це – висока температура замерзання (0°С), що дуже ускладнює її застосування взимку. До того ж при замерзанні вода збільшує свій об'єм на 10 %, тому при утворенні льоду в системі охолодження виникає тиск до 200...300 МПа, що призводить до поломок двигуна і радіатора. Низька температура кипіння веде іноді до закипання води в системі охолодження, інтенсивного випаровування і припинення циркуляції, внаслідок утворення парових пробок. Застосування закритої системи охолодження дозволяє підвищити температуру кипіння до 110... 120°С.

         Одним з найбільших недоліків води є здатність утворювати накипи на стінках деталей системи охолодження. Накип, маючи низьку теплопровідність (приблизно в 100 раз нижче чавуну), погіршує відведення тепла від стінок двигуна, порушуючи його тепловий режим, внаслідок чого при товщині шару накипу від 1,5 до 6 мм збільшується витрата палива на 9...20 % (рис. 8.1), масла – на 15...40 %, а потужність двигуна знижується на 10...25 %.

         Найбільш м'якою та чистою є дощова і снігова (атмосферна) вода, яка має твердість менше 0,04 мг-екв/л. Ця вода найкраще підходить для системи охолодження, хоч і має дещо підвищені корозійні властивості внаслідок розчинених вуглекислого газу і кисню.

         Вода рік, озер, ставків (поверхнева) найчастіше має невелику твердість від 0,5 до 5,0 мг-екв/л, тобто відноситься до води м'якої і середньої твердості. Накип майже не утворює, але буває забруднена механічними і органічними домішками.

         Вода з колодязів і джерел (підземна) частіше всього буває тверда і дуже тверда, тому її не можна застосовувати в системі охолодження без попередньої підготовки (пом'якшення).

         При експлуатації тракторів і автомобілів з рідинною системою охолодження двигунів взимку доцільно застосовувати рідини, які мають низькі температури замерзання – низькозамерзаючі охолодні рідини (НОР). Такими є суміші води зі спиртами або гліцерином, суміш вуглеводнів та інші речовини.

         Поширеною низькозамерзаючою рідиною є суміш води з двохатомним спиртом – етиленгліколем.

         Етиленгліколь — прозора безколірна в'язка рідина без запаху. Технічний етиленгліколь трохи голубуватий. Кипить при температурі 197°С, а кристалізується (замерзає) при мінус 11,5°С. Однак суміші етиленгліколю з водою замерзають при нижчих температурах. Змінюючи співвідношення води і етиленгліколю (рис. 42) можна одержати суміші з температурами замерзання від 0 до мінус 75°С (33 % води і 67 % етиленгліколю).

         Стандартні низькозатерзаючі рідини (антифризи) складаються з води, етиленгліколю і спеціальних присадок, що зменшують корозійні дію цієї суміші на внутрішню поверхню системи охолодження. Для захисту від руйнування міді, алюмінію і свинцево-олов'янистого припою застосовують складний вуглеводень – дек­стрин (1 г/л), для захисту чавуну, сталі, латуні – динатрійфосфат (2,5...3,5 г/л) і проти корозії цинкового і хро­мового покриття – молібденокислий натрій (7...8 г/л). Такі антифризи мають індекс М.

         Промисловість випускає антифризи двох марок 40 і 65, температура замерзання яких відповідно мінус 40° і мінус 65°С. Перший використовують у зонах з помірним кліматом, другий – в північних і східних районах.

         Крім того, виробляють напівфабрикат антифризу — технічний етиленгліколь з набором протикорозійних присадок, його маркірують цифрою з індексом «к» (40к). Якщо додатки до 1 л цієї рідини 0,73 л дистильованої води, то одержимо готовий до застосування антифриз 40.

         Для нових марок автомобілів і тракторів виготовляють низькозамерзаючі рідини, які розраховані на тривале всесєзонне застосування: Тосол А-40М і Тосол А-65М. Випускають і концентрований Тосол АМ, користуватися яким можна тільки після розбавлення дистильованою водою. Він являє собою концентрований етиленгліколь з антикорозійними, антипінними та іншими присадками.

         Збільшити строк служби «Тосолів» можна додаванням спеціального засобу «Отера» (ТУ 6-15-07-112-85) у кіль­кості 1 л на заправку двигуна. Засіб «Отера» – водогліколевий концентрат з композицією ефективних присадок. Він відновлює експлуатаційні властивості «Тосолів» і збільшує їх строк служби до 2 років. Додавати засіб необхідно тільки в тому випадку, коли «Тосол» після 3 років служби має нормальну густину і не містить забруднень.

         Гальмівні рідини. Гальмівні рідини є особливою групою рідких робочих середовищ для гідравлічних систем транспортних систем. Від їх якості залежать не лише довговічність та надійність гідропривода гальм, а й безпека експлуатації машин. Фізико-хімічні та експлуатаційні властивості використовуваних рідин повинні відповідати умовам роботи гальмівних систем. Важливою експлуатаційною характеристикою, що визначає граничнодопустиму робочу температуру гідропривода гальм, є температури кипіння гальмівної рідини й утворення в ній парових пробок. Для більшої частини сучасних рідин пі показники в процесі експлуатації знижують через їх високу гігроскопічність. Обводнення рідин відбувається головним чином внаслідок конденсації води з повітря. Утворення парових пробок та закипання в гальмівній системі недопустимо, бо при цьому порушується головна умова надійної роботи привода – забезпечення нестисливості гальмівної рідини.

         Згідно з вимогами міжнародних стандартів температура кипіння гальмівної рідини повинна бути не менш 205°С для автомобілів, які експлуатуються в умовах підвищених швидкостей або з частими й інтенсивними гальмуваннями.

         Високою гігроскопічністю відрізняються гліколеві рідини. Протягом року експлуатації в гальмівній рідині накопичується приблизно 2 % води. Зростаючий вміст вологи збільшує також агресивність впливу рідини на металеві поверхні.      Тому сучасні гальмівні рідини повинні відріз­нятися високими протикорозійними властивостями щодо чорних та кольорових металів.

         В основному гальмівні рідини одержують на базі рослинних олій (найчастіше – рицинової) або гліколей (двоатомних спиртів). При використанні рослинних олій другою складовою гальмівної рідини звичайно є один із жирних спиртів, як правило, бутанол. З метою економії натуральних жирів у деяких рецептурах гальмівних рідин знижують долю рицинової олії. В цьому випадку для забезпечення необхідного рівня в'язкості вводять загущуючі в'язкісні присадки.

         Рідина гальмівна «Томь» (ТУ 6-01-1276-82) являє собою складну суміш з етилкарбітолу, ефірів борної кислоти з в'язкісною та антикорозійною присадками. Має кращі експлуатаційні властивості, ніж «Нева». Сумісна з «Невою» при змішуванні у будь яких співвідношеннях.

         Рідина гальмівна «Роса» (ТУ 6-05-221-569-84) – висо­котемпературна гальмівна рідина, що являє собою композицію на основі сполук, що містять бор, з антиокислювальною й антикорозійною присадками. Призначена для гальмівних гідравлічних систем різних автомобілів, роботоздатна в інтервалі температур навколишнього середовища від –50 °С до +50 °С.

         Рідина гальмівна БСК (ТУ-6-101533-75) являє собою суміш рівних частин рицинової олії і бутанолу з додаванням органічного барвника. Застосовують для гідроприводу гальмівних систем і зчеплень вантажних та легкових автомобілів, крім автомобіля «Жигулі». Рідина працездатна в зонах помірного клімату з температурою навколишнього середовища не нижче –20°С.

         Рідина «Нева», «Томь» і «Роса» сумісні, змішування їх між собою можливе в будь-яких співвідношеннях. Змішування вказаних рідин з БСК недопустиме, бо призведе до розшарування суміші.

         Властивості гальмівних рідин на основі полігліколей регламентується різними міжнародними специфікаціями (SAE 1703 JAN 80, ДОТ-3, ДОТ-4, ДОТ-5, ISO 4925). Усі специфікації аналогічні одна одній і розрізняються лише значеннями 1 низькотемпературної в'язкості, мінімальної температури кипіння чистої гальмівної рідини та температури кипіння після зволоження.

         Зарубіжними аналогами рідин «Нева» і «Томь» є рідини, що відповідають класифікації ДОТ-3, а для рідини «Роса» – ДОТ-4.

Д.З. Опрацювати матеріал. Оформити конспект. Охарактеризувати:

1.ПММ та ТР які застосовуються на автомобілі КрАЗ та Ланос.

2. ПММ та ТР які застосовуються на тракторах ЮМЗ - 6КЛ та Т - 150К.

14.11.2025.

Тема програми № 2.   Основні відомості про метали і сплави

Тема уроку № 7. Загальні відомості про пластмаси та її застосування.

Працюємо з підручником:

(СС – I) Основи слюсарної справи навчальний посібник: / Попов А.Ф., Пахар Т.В., Паржицький О.В., Шулепіна Г.Ю./ Чернівці: Букрек, 2020. 224с:іл.

Опрацювати матеріал:

1. Пластмаси.

2. Наповнювачі.

3. Пластифікатори.

Д.З. Оформити конспект. Відповісти на питання.

1. Створити презентацію та відшукати відео з теми.

2. Що називають пластмасами?

3. Які бувають та як поділяються полімери?

4. Що відносять до шаруватих фенопластів?

5. Що називають целулоїдом?

6. З чого виготовляють гуму та гумові вироби.

7. Дайте визначення каучуку.

         Пластмасами називають   матеріали,   основу    яких    становлять синтетичні або природні високомолекулярні сполуки,  здатні під впливом нагрівання і тиску формуватися і при охолодженні зберігати надану  їм форму. Заміна  металів  і  сплавів  пластмасами  приводить до економії собівартості виробів від 2 до 10 разів.

         Полімери -  це  речовини,  які  утворюються  за допомогою синтезу (сполучення) простих органічних речовин.

         Прикладом такої  простої речовини може бути етилен С₂Н₄ (Н₂=СН₂).  У результаті полімеризації етилену  одержують  синтетичний  продукт  - поліетилен (-СН₂-).

         Полімери можуть  бути  кристалічної  і   аморфної   будови.  

         Під кристалічною будовою   розуміють паралельне  розташування  ланцюгових молекулу  полімері,  аморфна  будова   надає   полімерам   хаотичного розташування ланцюгів.

         Щодо нагрівання полімери розділяють на три групи: термореактивні, термопластичні і термостабільні.

         Термореактивні полімери при нагріванні переходять у в’язкотекучий стан, а   потім  при  тій  самій температурі  у  результаті  хімічної взаємодії твердіють і стають нерозчинними.

         Термопластичні полімери при нагріванні набувають пластичності,  а при охолодженні знову переходять у пружно-твердий стан.

         Термостабільні полімери    при    нагріванні    зберігають   свої фізико-механічні властивості   аж   до  температури   їх   термічного розпадання.

         За складом пластмаси поділяють на прості і композиційні.

Прості пластмаси   складаються  тільки  з  полімеру  (поліетилен, полістирол та ін.).  Композиційні пластмаси  -  багато полімерні:  крім полімеру вони містять наповнювачі, пластифікатори, барвники.

         Наповнювачі. За складом їх поділяють на органічні і  неорганічні, а за структурою на волокнисті та зернисті.

         Наповнювачами служать:  деревне борошно, целюлоза, деревний шпон, бавовняні начоси,   бавовняні тканини  -  це  органічні  наповнювачі; азбестове волокно і  тканина,  скляне  волокно,  склотканина,  каолін, слюда, кварц, тальк, вапно тощо - неорганічні наповнювачі. Наповнювачі покращують механічні властивості пластмас і  знижують їх вартість.

         Пластифікатори (складні  ефіри,  хлоровані  вуглеводи   та   ін.) знижують температуру розм'якшення і склоутворення полімеру, тобто переходу із склоподібного стану у в’язкотекучий.

         Поліетилен термопластичний  і  є  твердою,  білою,  злегка прозорою, жирною на дотик речовиною. Поліетилен  використовують:  як ізолятор, для  виготовлення  радіо- і телевізійних установок,  деталей хімічної апаратури, труб, цистерн, плівки тощо.

          Вироби з поліетилену на повітрі стійкі при температурах від + 333 ⁰ до – 333 ⁰К.

         Поліпропілен -  продукт  полімеризації  пропілену  СН₃-СН = СН₂, який добувають при розкладанні нафтопродуктів.

         Вироби з  пропілену  міцні  і стійкі проти нагрівання (до 423 ⁰К), проте не дуже морозостійкі (до 308 ⁰К). З  пропілену  виготовляють труби для гарячої води, плівку, синтетичне волокно тощо.

         Поліізобутилен - продукт полімеризації ізобутилену СН₂ = С(СН₃)₂. Він легкий та еластичний,  як гума, дуже стійкий проти кислот і лугів.  У промисловості його використовують,  як ізоляцію і покриттів хімічної апаратури.

         Полістирол - продукт полімеризації стиролу С₆Н₅-СН = СН₂.  Він водостійкий, має  добрі  діелектричні властивості,  хімічно інертний.  Його використовують для виготовлення деталей радіо і електроапаратури, хімічної апаратури і хімічного посуду.

         Фторопласти -  похідні  етилену,  де  усі  атоми  водню  замінені галогенами. Наприклад,  при заміні водню фтором утворюється сполука

СF₂ = CF₂  тетрафторетилен.   Полімеризацією   тетрафторетилену   одержують фторопласт. Фторопласти використовують  для  виготовлення сальникових прокладок, втулок, манжетів, деталей хімічної та радіоапаратури.

          Фторопласт -  біла речовина із слизькою поверхнею,  не змочується водою, діелектрик,  хімічно стійкий (перевищує всі відомі  матеріали), може довго витримувати температуру до 523 ⁰К.

         Вініпласт -  одержують  при  обробці  поліхлорвінілового   порошку (ПХВ). Поліхлорвініл  одержують полімеризацією хлорвінілу.  Вініпласт використовують для виготовлення акумуляторів  та  електролізних  ванн, для захисних покриттів хімічної апаратури.

         Органічне скло - це блочний полімер на основі акрилової  кислоти, добутий способом  блочної полімеризації.  Цей полімер термопластичний, міцний, легший від скла,  тому з нього виготовляють  вікна літаків  і кораблів, оптичні скельця.

         Поліформальдегід добувають  полімеризацією  формальдегіду  СН₂О.  Він міцний, має   підвищену  ударну   в'язкість,   пружність,   водо-   і морозостійкість, малий коефіцієнт тертя.  З нього виготовляють деталі для хімічного машинобудування, зубчасті колеса, вкладиші, труби тощо.

         Фенопласти. Фенопластами називають пластмаси,  добуті  на  основі фенол альдегідних смол,  частіше з наповнювачами. У залежності від виду наповнювача розрізняють порошкові фенопласти і волокнити.

         Бавовняні волокнити  використовують  для  виготовлення  корпусних виробів.

         Азбестові волокнити мають високі фрикційні властивості і термічну стійкість. Їх використовують для виготовлення гальмівних колодок тощо.

         Скловолокнити -  міцні  діелектрики.  З  них  виготовляють деталі кузовів автомобілів, корпуси човнів тощо.

         До шаруватих фенопластів відносяться:

     - гетинакс (наповнювач папір),  текстоліт  (наповнювач  бавовняна тканина), азбестотекстоліт    (наповнювач    -    азбестова    тканина), склотекстоліт (наповнювач   склотканина),   деревошаруваті   пластики (наповнювач - деревний шпон).

         Гетинакс використовують       для       виготовлення       панелей, електроізоляторів, ізоляційних шайб, прокладок тощо.

         Текстоліт використовують   для   виготовлення    зубчатих    коліс, вкладишів, ізоляторів.

         Азбестотекстоліт служить для виготовлення деталей, які труться,  дисків зчеплення і гальмівних колодок.

         Склотекстоліт - надзвичайно міцний діелектрик,  використовується як ізолятор.

           Амінопласти. Амінопластами   називають   пластмаси   на основі карбомідних смол,  які добувають поліконденсацією карбаміду (сечовини) СО(NН₂)₂ або меламіну С₃Н₆N₆  з  формальдегідом.  Їх  застосовують в основному для   виробництва   шаруватих   амінопластів,  а  також  для прес-порошків, поропластів  і   клеїв.  Із   порошкових   амінопластів виготовляють телефонні та радіодеталі, автомобільну арматуру тощо.

         Целулоїд - є найстарішою пластмасою і являє собою твердий  розчин нітрату целюлози у камфорі. Целулоїд випускають технічний (прозорий) і галантерейний. Технічний целулоїд використовують для виготовлення  шкал вимірювальних приладів,   лінійок,   кутників,   кінострічок  і  т.п., галантерейний - для галантереї та іграшок. 

         Галаліт- виготовляють  на  основі  казеїну,  який  є  продуктом  зсідання  знежиреного  молока  під  дією спеціальних   ферментів  або   кислот.   Галаліт   іде   на виготовлення ґудзиків та інших галантерейних виробів.

         Асфальтопекові пластмаси.   Такі   пластмаси    найбільш    дешеві.  Зв’язуючими при  їх  виробництві  є бітуми і кам'яновугільний пек,  а наповнювачами -  бавовняні  начоси,  інфузорна  земля  та  ін. З  них виготовляють акумуляторні   баки,   кислототривкі   труби  і  ємності, теплоізолятори та ін.

          Гума та гумові вироби.

         У машинобудуванні  гумові   вироби   використовують   для   рухомих пристроїв (шин,  приводних пасів, трубок, шлангів, рукавів, ущільнювачів, кілець, прокладок тощо).

         Сира гума   складається   з   каучуку   (5-95 %).  Суміші  містять пом’якшувачі, наповнювачі, вулканізуючі  речовини,   речовини   проти старіння, барвники.

         Каучук розрізняють  природний   і   штучний.   Пом’якшувачі   - (стеарин, олеїнова  кислота) підвищують  пластичність  сирої  гуми  і м’якість гумових виробів.

         Наповнювачі підвищують  твердість і міцність гумових виробів.  До них належать сажа,  окис цинку, крейда, каолін та ін., а також рукавні тканини, кордові тканини, стальні дротики.

         Як вулканізуючу речовину  застосовують  сірку.  Для  вулканізації відформовані напівфабрикати  із сирої  гуми нагрівають до температури близько 413 ⁰К і піддають пресуванню.

         Сповільнювачі старіння (парафін,  вазелін  та  ін.)  сповільнюють  процес окислення каучуку,  підвищують стійкість  і  збільшують  термін  служби гумових виробів.

29.10.2025р.

Тема програми № 1:   Вступ. Історія обробки металів

Тема уроку № 1: Історія обробки металів. Значення якісної обробки металів.

Працюємо з підручником:

(СС – I) Основи слюсарної справи навчальний посібник: / Попов А.Ф., Пахар Т.В., Паржицький О.В., Шулепіна Г.Ю./ Чернівці: Букрек, 2020. 224с:іл.

(СС – I) сторінка 3.

Опрацювати матеріал.

1. Історія металів в житті людини.

2. Металообробка.

3. Слюсар.

Д.З., Оформити конспект. Відповісти на питання:

1. Кого називали  слюсарем і звідки пішла ця назва?

2. Що називають металообробкою?

3. Опишіть методи обробки металів.

4. Наведіть приклади деталей з різними методами обробки металів.

          Перші метали в житті людини. Метали відносяться до числа найбільш поширених матеріалів, які людина використовує для забезпечення своїх життєвих потреб. На протязі багатьох років людина оточувала себе металевими предметами домашнього вжитку, зброєю і прикрасами. Тому історію освоєння металів слід розглядати на фоні історичного розвитку людства.

          Метали з’явились в людини не зразу, не в результаті якогось революційного стрибка, вони з’явились поступово на протязі перехідного періоду між кам’яним віком і віком металів.

          В палеоліті, початок якого відділений на сотні тисяч років від нас, людина не знала металу, їй тільки траплялися шматки металу (самородки), які вона використовувала, в основному, як прикраси. Людина помітила, що на відміну від крихкого каміння, такі шматки піддаються куванню. Але про техніку обробки металів не було ще й мови. Тому можна зробити висновок: людині спочатку стало відомо золото, потім срібло, бронза і, нарешті, залізо. Правда, з золота неможливо зробити зброю, але знайомство з ним принесло людям досвід роботи з металом.        Прикладом цього може бути гробниця фараона Тутанхамона, який помер в 1350 році до нашої ери. Вага лише одного саркофагу становила близько 110,4 кг золота. Важко собі уявити, що б знайшли сучасні археологи в гробницях великих фараонів, якщо б їх не пограбували.

          В той час золото плавили в горнах, і майстер виливав розплавлене золото із тигля в форму, яка стояла на землі. Подача повітря до горнів виконувалася за допомогою трубок і легенів людини. Для кування металу застосовувалося каміння.

          Після золота людина зустрілась з міддю, яка також знаходиться в природі у вигляді самородків. Тому зараз вчені вважають, що перед бронзовим віком йшов кам’яно-мідний. З міді виготовляли наконечники для стріл і списів. Люди відкрили, що зміцнену холодним куванням мідь знову можна зробити м’якою, якщо нагріти її на вогні. Потім люди навчились плавити мідь і виливати її в форми так, як і золото. Мідна сокира, яка була вилита у відкриту форму, була знайдена близько 4000 років до нашої ери, мідний котел, діаметром 0,5 м був знайдений в гробниці фараона Перибсена (2695–2665 рік до нашої ери). З’явилися постійні форми, в які можна багато разів розливати метал. Люди навчились паяти мідь срібним дротом.

          При всіх своїх перевагах, мідь мала великий недолік: мідна зброя і інструменти, наприклад ножі, швидко затуплювалися. Навіть в холоднозміцненому стані міцність, зносостійкість та інші властивості міді були настільки високі, що вони могли повністю замінити кам’яні. Вирішальний крок в цьому напрямку дозволив зробити сплав міді – бронза.

          Бронзовий вік. Якщо до міді добавити олово, то отримаємо сплав, який називається олов’яниста бронза. Крім неї існують і інші бронзи: свинцевиста бронза, миш’яковиста бронза, сурмиста бронза і т. ін.

Головна перевага бронзи в порівнянні з міддю полягає в кращих її ливарних властивостях, більшій твердості і міцності, а також в більшій міцності в результаті холодної деформації.

          Датський знавець древньої історії Христіан Юргенс Томсон (1788–1865 рр.), основоположник Національного музею в Копенгагені, систематизував всі археологічні знахідки в хронологічному порядку і прийшов до звичного для нас ділення старовинної історії на три періоди: кам’яний вік, бронзовий вік і залізний вік.

          Бронзовий вік, його металургія і металообробка зародилися в перших великих культурних центрах – в долинах річок Тигр, Євфрат і Ніл. В той час бронзу плавили в тиглях, які нагрівали деревним вугіллям. Необхідну температуру підтримувало роздування вогнища міхами, які замінили скляні трубки. Виготовлення бронзових дверей храмів, прикрас, зброї і предметів вжитку говорять про набуті певні знання і навички металургів. Великий попит на бронзу стимулював розвиток гірничого ремесла, а також торгівлі.

          Залізний вік. Можна передбачити, що перше залізо людина отримала з космосу, у вигляді метеоритів. Саме таке залізо знайдено в Єгипті, відноситься воно до IV тисячоліття до нашої ери і представляє собою намисто з прокованих смуг метеоритного заліза. Метеоритний метал легко відрізнити від заліза земного походження, тому що він має 8…10% нікелю. Метеоритне залізо обробляли так як і мідь (при холодному куванні воно набуває необхідну форму і одночасно підвищує свою міцність і твердість). Для повернення металу міцності його необхідно відпалити у вогні.

          В ті часи залізо було оточене ореолом таємності, його називали "небесною міддю". Єгиптяни завжди зображали залізні предмети синім кольором неба. Це збереглося навіть і тоді, коли залізо почали отримувати із руд (воно почало мати земне походження).

          Навіть в наші дні можна знайти ножі і наконечники, які зроблені із метеоритного заліза. Американський полярний дослідник Роберт Едвін Пірі (1856–1970) в звіті про експедицію в Гренландію писав про зустріч з ескімосом, який привів його до великого метеориту, поблизу мису Йорк. Метеорит сторіччями слугував ескімосам джерелом матеріалу для виготовлення зброї і інструментів. Вони просто відбивали від нього куски і без всякого нагрівання надавали йому необхідної форми куванням. Залізний метеорит важив біля 37 тон.

          В II тисячолітті до нашої ери залізо було в 15–20 разів дорожчим за мідь. Поступово ціна на нього падала. Залізо не витіснило бронзу. Один із ассірійських царів, який жив три тисячі років тому, славився своїми залізними скарбами, які були для нього дорожчими золота.

Металообро́бка (англ. metalworking) — спільна назва низки технічних дисциплін і технологічних процесів, пов'язаних із вивченням та використанням методів і способів обробки металів (сплавів) у закінчені вироби або елементи машин із застосуванням відповідного обладнання, верстатів, інструментів та режимів впливу на об'єкт обробки.

          Під час технологічних процесів обробки металів різними методами змінюються форма і розмір об'єкту, а також можуть змінюватися фізико-механічні властивості металів.

          Для обробки металів з метою їх зміни й досягнення поставлених цілей застосовуються різні методи обробки металів. Залежно від технологічних операцій, що застосовуються для надання виробам з металу певної форми, розмірів, шорсткості поверхні, точності, а також необхідних якостей і властивостей способи поділяються на види:

·       лиття;

·       обробка тиском (кування, вальцювання, штампування та ін.);

·       механічна обробка за допомогою різних металорізальних верстатів та інструментів (точіння, свердління, фрезерування тощо);

·       термічна обробка (гартування, відпуск та ін.);

·       зварювання і паяння;

·       хімічна і електролітична обробка (нанесення різних захисних і декоративних покриттів)

·       газотермічне напилювання тощо.