В состав смазок могут входить присадки, стабилизаторы - модификаторы структуры, добавки, наполнители и др. Благодаря наличию твердого структурного каркаса смазка не стекает с поверхностей, не вытекает из узлов трения. Она начинает течь, когда разрушается ее структурный каркас. После разрушения структурного каркаса (при работе) смазки каркас восстанавливается. При этом очень важным является сохранение неизменными показателей качества в течение всего периода эксплуатации, т.е. при многократных разрушениях и восстановлениях структурного каркаса. Смазки, которые практически не изменяют своих показателей качества весь период работы в узле трения, относятся к «вечным» (т.е. закладываются одноразово на весь период работы техники) или долгоработающим (с большим периодом замены).

К основным недостаткам всех смазок следует отнести отсутствие охлаждения (отвода теплоты) и выноса продуктов износа из зоны трения.

Наиболее распространенными автомобильными смазками являются литиевые, в частности «ЛИТОЛ-24». Эту смазку часто называют «единой автомобильной смазкой» благодаря ее многофункциональности, она способна заменить на определенный период многие автомобильные смазки. Основное ее применение: подшипники ступиц колес, вала водопомпы, полуосей, шарниры рулевого управления, шкворни поворотных кулаков выжимного подшипника сцепления и др.

ШРУС-4 - смазка для шарниров равных угловых скоростей переднеприводных автомобилей;

№ 158 - смазка синего цвета - для подшипников электрооборудования (стартеры, генераторы), иголчатых подшипников карданов, крестовин. Эту смазку можно заменить смазками «Фиол-2У» или «Фиол-2М» серебристо-черного цвета с добавками дисульфида молибдена.

Следует отметить смазку ШБР-4 для шаровых опор передней подвески, наконечников тяг рулевого управления.

К сожалению, не только в продаже и на станциях технического обслуживания, но даже на выставках (а там ведь должно быть все «передовое» и «прогрессивное») имеются низкокачественные смазки, запрещенные в 1984 г. к использованию в новой технике, такие как ЯНЗ-2 (прототипы - 1-13, 1-13С), АМ-карданная. Согласно ГОСТ 26191-84 данные смазки запрещены к применению в технике, разрабатываемой или модернизируемой с 01.01.86. Эти смазки, приготовленные на натриево-кальциевом и натриевом (АМ-карданная) загустителе, имеют свойство уплотняться при работе, т.е. со временем они становятся твердыми, теряют свою подтекаемость в зону трения. Нередки случаи, когда при использовании смазок ЯНЗ-2 или 1-13 плавятся подшипники. При вскрытии ступиц оказывается, что в подшипниках достаточно смазки, но она твердая, находится по бокам, а береговая дорожка «сухая». Смазки ЯНЗ-2, 1-13, 1-13С должны быть заменены смазкой «ЛИТОЛ-24», АМ-карданная - смазками № 158, или «Фиол-2У», или «Фиол-2М».

Одна из старейших автомобильных смазок - солидол отжила свой век как антифрикционная автомобильная смазка. В состав солидола входит такой элемент, как стабилизатор структуры, его роль выполняет обычная вода. При повышении температуры до 80oС и выше вода испаряется из солидола, масло вытекает из узла трения, остается только небольшой твердый комок загустителя. Если солидол закладывается в подшипники ступиц колес, неизбежна их поломка. Солидол может применяться как антифрикционная смазка в узлах трения, где температура не превышает 60-65oС. Его можно также использовать в качестве защитной смазки от внешней коррозии для клемм аккумуляторов (особенно жировой солидол) и др.

Сегодня в продаже имеется немало импортных смазок, чаще всего - литиевых. На упаковке их подписывают следующим образом: «LITIUM», «LITHIUM» или «LI». Смазки для подшипников ступиц колес не должны иметь твердых добавок. Такие добавки придают смазкам, как правило, специфический цвет, например, серебристо-черный (дисульфид молибдена), синий (фталоцианид меди), черный (углерод - графит) и др. Обычно литиевые смазки, пригодные для подшипников ступиц колес, имеют коричневый цвет различных оттенков.

Согласно международной классификации ISO, смазки обозначаются рядом букв и цифр. Германский стандарт DIN 51502, которым руководствуются производители большинства европейских стран, установил обозначение пластичных смазок путем применения классификации NLGI и специальных буквенных обозначений.

Теперь более подробно остановимся на расшифровке некоторых смазок. Первая буква в обозначении определяет назначение смазки (табл.1). Антифрикционные смазки для подшипников качения и скольжения, поверхностей скольжения в обозначении имеют первую букву «К», например, К2К-20. Далее могут следовать буквы «P», «F», обозначающие наличие соответствующих присадок, например, «KP2N-30», «KF2-N-20» (табл. 2). В данном случае смазка с обозначением «КР2...» может применяться для подшипников ступиц колес автомобилей. Вторые буквы могут отсутствовать, как, например, в обозначении К2К-20. Цифра «2» в обозначении смазки (могут быть и другие, например, 3) обозначает класс консистенции по классификации NLGI, т.е. «мягкость» смазки (это - не плотность!) (табл. 4). Антифрикционные смазки имеют обычно класс консистенции 2, 3. Эта цифра не предопределяет эксплуатационные качества смазки. Например, «ЛИТОЛ-24» и СОЛИДОЛ имеют одинаковый класс консистенции, а по эксплуатационным свойствам сильно отличаются. После цифры «2» в приведенных случаях стоит буква «К» и «N», обозначающие максимальные рабочие температуры 120 и 140oС соответственно (табл. 3). Цифры в конце обозначения смазки «20» и «30» в наведенных примерах обозначают минимальную рабочую температуру до минус 20 и минус 30oС соответственно.

Иногда встречаются на упаковках и другие обозначения, где есть, например, слово «LITH» - смазка коричневого цвета. Эта смазка является прототипом смазки «ЛИТОЛ-24», имеет аналогичное применение.

Смазки разных фирм (даже одинакового назначения) смешивать нельзя, так как они могут содержать разные присадки по химическому составу и другие компоненты. Нельзя смешивать смазки с различными загустителями. Например, при смешивании литиевой смазки «ЛИТОЛ-24» с кальциевой - СОЛИДОЛОМ - смесь получает эксплуатационные свойства хуже свойств СОЛИДОЛА.

Несмотря на кажущуюся несопоставимость критериев, наиболее широко применяемые автомобильные консистентные смазки отечественного и зарубежного производства не только сравнимы друг с другом, но и в большинстве случаев взаимозаменяемы (табл.5).

Из предлагаемых на рынке автомобильных пластичных смазок наиболее целесообразно выбирать те, которые рекомендованы изготовителем автомобиля.

Стоимость пластических смазок колеблется от 4 до 30 грн. в зависимости от марки и объема упаковки.

Д. С. КОЛОСЮК, канд. техн. наук, доцент Украинского Транспортного Университета

Пластичные смазки использовались еще в XIV веке до н.э. египтянами для осей деревянных колесниц. Изготавливали их из оливкового масла, смешивая его с известью. Современные смазки представляют собой многокомпонентные структуры, отвечающие многим, зачастую противоречивым требованиям, которые выдвигает специфика работы различных узлов.

Пластичные смазки используют для уменьшения трения и износа узлов, в которых создавать принудительную циркуляцию масла нецелесообразно или невозможно. Легко проникая в зону контакта трущихся деталей, смазки удерживаются на трущихся поверхностях, не стекая с них, как это происходит с маслом. Смазки применяются также в качестве защитных или уплотнительных материалов.

Плюсы и минусы смазок:

К достоинствам следует отнести способность удерживаться, не вытекать и не выдавливаться из негерметизированных узлов трения, более широкий, чем у масел, температурный диапазон применения. Перечисленные достоинства позволяют упростить конструкцию узлов трения, следовательно, уменьшить их металлоемкость и стоимость. Некоторые смазки обладают хорошей герметизирующей способностью и хорошими консервационными свойствами.

Основными недостатками являются удержание продуктов механического и коррозионного износа, которые увеличивают скорость разрушения трущихся поверхностей, и плохой отвод тепла от смазываемых деталей.

Основные компоненты пластичных смазок

Масло является основой смазки, и на него приходится 80-85% от ее массы. Свойства масла определяют основные свойства смазки.

Загуститель создает пространственный каркас смазки. Упрощенно его можно сравнить с поролоном, удерживающим своими ячейками масло. Загуститель составляет 10-15% от массы смазки.

Добавки необходимы для улучшения эксплуатационных свойств. К ним относятся:

• присадки — преимущественно те же, что используются в товарных маслах (моторных, трансмиссионных и т. п.). Представляют собой маслорастворимые поверхностно-активные вещества и составляют 5-10% от массы смазки;
• наполнители — улучшают антифрикционные и герметизирующие свойства. Представляют собой твердые вещества, как правило, неорганического происхождения, нерастворимые в масле (дисульфид молибдена, графит, слюда и др.), составляют 1-20% от массы смазки;
• модификаторы структуры — способствуют формированию более прочной и эластичной структуры смазки. Представляют собой поверхностно-активные вещества (кислоты, спирты и др.), составляют 0,1—1% от массы смазки.

Главные показатели качества смазок:

• Пенетрация (проникновение) - характеризует консистенцию (густоту) смазки по глубине погружения в нее конуса стандартных размеров и массы. Пенетрация измеряется при различных температурах и численно равна количеству миллиметров погружения конуса, умноженному на 10.
• Температура каплепадения - температура падения первой капли смазки, нагреваемой в специальном измерительном приборе. Практически характеризует температуру плавления загустителя, разрушения структуры смазки и ее вытекания из смазываемых узлов (определяет верхний температурный предел работоспособности не для всех смазок).
• Предел прочности на сдвиг - минимальная нагрузка, при которой происходит необратимое разрушение каркаса смазки и она ведет себя как жидкость.
• Водостойкость - применительно к пластичным смазкам обозначает несколько свойств: устойчивость к растворению в воде, способность поглощать влагу, проницаемость смазочного слоя для паров влаги, смываемость водой со смазываемых поверхностей.
• Механическая стабильность - характеризует тиксотропные свойства, т.е. способность смазок практически мгновенно восстанавливать свою структуру (каркас) послу выхода из зоны непосредственного контакта трущихся деталей. Благодаря этому уникальному свойству смазка легко удерживается в негерметизированных узлах трения.
• Термическая стабильность - способность смазки сохранять свои свойства при воздействии повышенных температур.
• Коллоидная стабильность - характеризует выделение масла из смазки в процессе механического или температурного воздействия при хранении, транспортировке и применении.
• Химическая стабильность - характеризует в основном устойчивость смазок к окислению.
• Испаряемость - оценивают количество масла, испарившегося из смазки за определенный промежуток времени, при нагреве до максимальной температуры применения.
• Коррозионная активность - способность компонентов смазки вызывать коррозию металла узлов трения.
• Защитные свойства - способность смазок защищать трущиеся поверхности металлов от воздействия коррозионно-активной внешней среды (вода, растворы солей и др.).
• Вязкость - определяется величинами потерь на внутреннее трение в смазке. Фактически определяет пусковые характеристики механизмов, легкость подачи и заправки в узлы трения.

Пластичные смазки по консистенции занимают промежуточное положение между маслами и твердыми смазочными материалами (графитами).

Несмотря на отсутствие в качестве критериев разбивки на классы других характеристик смазок, эта классификация признана основополагающей во всех странах. Некоторые производители указывают в документации не только класс смазки, но и уровень пенетрации.

Следует отметить, что не все нижеперечисленные классификации являются общепринятыми для отечественных и зарубежных производителей.

Классификация по типу масла (основы):

• На нефтяных маслах (полученных переработкой нефти).
• На синтетических маслах (искусственно синтезированных).
• На растительных маслах.
• На смеси вышеперечисленных масел (в основном нефтяных и синтетических).

Классификация по природе загустителя:

• Мыльные — это смазки, для производства которых в качестве загустителя применяют мыла (соли высших карбоновых кислот). В свою очередь, их подразделяют на натриевые (созданы в 1872 г.), кальциевые и алюминиевые (созданы в 1882 г.), литиевые (созданы в 1942 г.), комплексные (например, комплексные кальциевые, комплексные литиевые) и др. На мыльные приходится более 80% всего производства смазок.
• Углеводородные — смазки, для производства которых в качестве загустителя используются парафины, церезины, петролатумы и др.
• Неорганические — смазки, для производства которых в качестве загустителя используются силикагели, бентониты и др.
• Органические — смазки, для производства которых в качестве загустителя используются сажа, полимочевина, полимеры и др.

По мировой статистики, лидером разработки и создания смазок является Шелл и уже много лет считаются одними из самых надежных и качественных смазок. Семейство пластичных смазок Шелл, включает в себя как смазки общего применения, позволяющие упростить перечень используемых позиций смазочных материалов, что особо актуально для использования в секторе коммерческого транспорта, так и специальные смазки, предназначенные для применения в экстремальных условиях высоких температур, высокой влажности, ударных нагрузок и увеличенных сроков службы. Область применения специальных смазок включает такие отрасли, как металлургическая, целлюлозно-бумажная, горнодобывающая, цементная, строительная, химическая, авиационная и многие другие.

Для создания смазочных материалов последнего поколения разработка рецептур производится научно-исследовательским центром Шелл в тесном сотрудничестве с производителями оборудования.

Превосходство над смазками, произведёнными по традиционной схеме, достигается путём использования различных технологий загущения, обеспечивающих надёжное удерживание смазки в узле трения в различных условиях работы. Кроме того применение высококачественных масел в составе консистентной смазки обеспечивает надёжное смазывание и защиту трущихся деталей в широком диапазоне температур, удельных нагрузок и скоростей перемещения.

Преимущества использования смазок Шелл:

• надёжное смазывание;
• предотвращение износа и задира трущихся поверхностей;
• защита от коррозионного воздействия;
• увеличение срока службы смазки;
• сокращение расходов на техническое обслуживание;
• предотвращение простоев оборудования.

Желая максимально упростить процесс подбора смазочных материалов в 2011 году, компания Шелл провела глобальный процесс ре-имиджа, введением новой системы присвоения продуктам названий. В результате ре-имиджа смазки Shell, ранее известные под названиями: Retinax, Alvania, Albida, Darina, Stamina, Malleus и др. , стали носить общее название Shell Gadus. Область, условия применения, а также отличия между смазками, согласно новому принципу присвоения названий, определяются по условным обозначениям, сопутствующим слову Gadus в названии смазки. Название смазки включает в себя информацию о типе загустителя, наличии твёрдых добавок, консистенции, класса вязкости базового масла и других особенностях (эксплуатация во влажных условиях - А, в условиях низких температур - К, окраска - С и др.).

Так, смазки автомобильного применения Shell Retinax HD и HDX переименованы в Shell Gadus S2 V220 с индексами AC и AD, соответственно. Такое обозначение позволяет сориентироваться в различиях применения этих смазок, символ V (versatile) означает, что смазки многоцелевого назначения на литиевом загустителе, А (aqua resist) - свидетельствует о возможности работы во влажных условиях, за счёт наличия кальциевого загустителя, D - обозначает наличие в составе смазки дисульфида молибдена - твёрдого наполнителя, что и определяет особенность применения Gadus S2 V220 AD преимущественно в подшипниках скольжения. Ряд смазок Шелл окрашен в красный цвет для лучшей визуальной идентификации при использовании (окрашенные смазки имеют в своём названии символ С, например, Gadus S2 V220 АС 2. Окрас достигается введением небольшого количества пигмента, не оказывающего никакого влияния на эксплуатационные свойства смазки.

Уровень эксплуатационных свойств определяется ступенями: от базового S1 до экстра уровня S5. Многоцелевые смазки на основе высокоиндексных (у остальных производителей это обычные минеральные масла) масел и литиевого загустителя с противозадирными присадками отнесены к уровню S2 :

• Gadus S2 V220 0, 1, 2 (Alvania EP, Retinax EP),
• Gadus S2 V220 AC (Alvania WR, Retinax HD),
• Gadus S2 V220 AD 1, 2 (Retinax HDX),
• Gadus S2 V100 2, 3 (Alvania RL) и др.

Уровень S3 , как правило, представлен смазками на литий-комплексном или полимочевинном загустителях, обеспечивающих работоспособность при более высокой температуре применения:

• Gadus S3 V220 С (Retinax LX, Albida EP),
• Gadus S3 V100 (Albida RL),
• Gadus S3 V460 (Albida HD),
• Gadus S3 V460D (Albida HDX),
• Gadus S3 T220 (Stamina EP2) и др.

Уровень S5 представляют высококачественные смазки на основе синтетического масла и широким ассортиментом мыльных и немыльных загустителей, специализированных под разные условия применения в различных областях промышленности:

• Gadus S5 V100 (Albida EMS),
• Gadus S5 T460 (Stamina HDS),
• Gadus S5 U100 KD (Darina XL 102 Moly),
• Gadus S5 U130 D (Malleus ET),
• Gadus S5 U150 X (Malleus XTS),
• Gadus S5 V42 P (Nerita HV) и др.

Пластичные смазки – распространенный вид смазочных материалов, представляющих собой высокоструктурированные тиксотропные дисперсии твердых загустителей в жидкой среде. Как правило, смазки – это трехкомпонентные коллоидные системы, содержащие дисперсионную среду – жидкую основу (70-90%), дисперсную фазу – загуститель (10-15%), модификаторы структуры и добавки – присадки, наполнители (1-15%). В качестве дисперсионной среды смазок используют масла нефтяного и синтетического происхождения, реже их смеси. К синтетическим маслам относятся кремнийорганические жидкости – полисилоксаны, сложные эфиры, полигликоли, фтор- и хлорорганические жидкости. Их применяют преимущественно для приготовления смазок, которые используют в высокоскоростных подшипниках, работающих в широких диапазонах температур и контактных нагрузок. Для более эффективного использования смазок и регулирования их эксплуатационных свойств, например низкотемпературных, смазочной способности, защитных свойств, применяют смеси синтетических и нефтяных масел.

Загустителями служат соли высокомолекулярных жирных кислот – мыла, твердые углеводороды – церезины, петролатумы и некоторые продукты неорганического (бентонит, силикагель) или органического (пигменты, кристаллические полимеры, производные карбамида) происхождения. Наиболее распространенные загустители – мыла и твердые углеводороды. Концентрация мыльного и неорганического загустителя обычно не превышает 15%, а концентрация твердых углеводородов доходит до 25%. Для регулирования структуры и улучшения функциональных свойств в смазки вводят добавки (присадки и наполнители).

Присадки – поверхностно-активные вещества, улучшающие свойства смазок (противоизносные, противозадирные, антифрикционные, защитные, вязкостные и адгезионные, ингибиторы окисления, коррозии и другие. Многие присадки являются полифункциональными.)

Наполнители – это высокодисперсные, нерастворимые в маслах материалы, улучшают их эксплуатационные свойства. Наиболее распространены наполнители, характеризующиеся низкими коэффициентами трения: графит, дисульфид молибдена, тальк, слюда, нитрит бора, сульфиды некоторых металлов, и др.

По сравнению с маслами смазки обладают следующими достоинствами:

малый удельный расход (иногда в сотни раз меньший);

более простая конструкция машин и механизмов (что снижает массу, повышает надежность и ресурс работы);

более продолжительный период <<межсмазочных>> стадий;

значительно меньшие эксплуатационные затраты при обслуживании техники.

Смазки отличаются от жидких смазочных материалов:

они не растрескиваются под действием собственной массы

удерживаются на вертикальной поверхности и не сбрасываются инерционными силами с движущихся деталей.

5.1. КЛАССИФИКАЦИЯ СМАЗОК

Смазки систематизируют по различным классификационным признакам: консистенции, составу и областям применения (назначению).

По консистенции смазки подразделяют на полужидкие, пластичные и твердые. Пластичные и полужидкие смазки представляют коллоидные системы, состоящие из масляной основы и загустителя, а также присадок и добавок, улучшающих различные свойства смазок. Твердые смазки до отвердения являются суспензиями, дисперсионной средой которых служит смола или другое связующее вещество и растворитель, а загустителем – дисульфид молибдена, графит, технический углерод и т. п. После отвердения (испарения растворителя) твердые смазки представляют собой золи, обладающие всеми свойствами твердых тел, и характеризуются низким коэффициентом сухого трения.

По составу смазки делятся на четыре группы.

Смазки, для получения которых в качестве загустителя применяют соли высших карбоновых кислот (мыла). Их называют мыльными смазками и в зависимости от катиона мыла подразделяют на литиевые, натриевые, калиевые, кальциевые, бариевые, алюминиевые, цинковые и свинцовые смазки. В зависимости от аниона мыла большинство мыльных смазок одного и того же катиона подразделяют на обычные и комплексные. Чаще других применяют комплексные кальциевые, бариевые, алюминиевые, литиевые и натриевые смазки. Смазки на комплексных мылах работоспособны в более широком интервале температур. Кальциевые смазки в свою очередь подразделяют на безводные, гидратированные (солидолы), стабилизатором структуры которых является вода, и комплексные, адсорбционный комплекс которых образуется высшими жирными кислотами и уксусной кислотой. В отдельную группу мыльных смазок выделяют смазки на смешанных мылах, в которых в качестве загустителя используют смесь мыл (литиевокальциевые, натриево-кальциевые и др.). Вначале указывают тот катион мыла, доля которого в загустителе большая.

Мыльные смазки в зависимости от применяемого для их получения

жирового сырья называют условно синтетическими (анион мыла –

синтетические жирные кислоты) или жировыми (анион мыла – при

родные жиры), например, синтетические или жировые солидолы.

Смазки, для получения которых в качестве загустителя используют термостабильные с хорошо развитой удельной поверхностью высокодисперсные неорганические вещества, называют смазками на неорганических загустителях. К ним относят силикагелевые, бентонитовые, графитные, асбестовые.

Смазки, для получения которых используют термостабильные высокодисперсные с хорошо развитой удельной поверхностью органические вещества, называют смазками на органических загустителях. К ним относят полимерные, пигментные, полимочевинные, сажевые.

Смазки, для получения которых в качестве загустителей используют высокоплавкие углеводороды (церезин, парафин, озокерит, различные природные и синтетические воски), называют углеводородными смазками.

По областям применения смазки в соответствии с ГОСТ подразделяют на: антифрикционные, снижающие трение и износ в механизмах; консервационные, защищающие металлические изделия от коррозии; уплотнительные, герметизирующие зазоры в оборудовании и механизмах; канатные, используемые для смазывания стальных канатов. В свою очередь антифрикционные смазки подразделяют на смазки общего назначения для обычных и повышенных температур, многоцелевые, высокотемпературные, низкотемпературные, морозостойкие, отраслевые (автомобильные, железнодорожные, индустриальные), специальные, приборные и т. п. Уплотнительные смазки подразделяют на резьбовые, арматурные, вакуумные и т. д.

5.2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СМАЗОК

Прочностные свойства. Частицы загустителя образуют в масле структурый каркас, благодаря которому смазки в состоянии покоя обладают пределом прочности на сдвиг. Предел прочности – это минимальная нагрузка, при приложении которой происходит необратимая деформация (сдвиг) смазки. Благодаря наличию предела прочности смазки не стекают с наклонных и вертикальных поверхностей, не вытекают из негерметизированных узлов трения. При приложении нагрузки, превышающей предел прочности, смазки начинают деформироваться, а при нагрузке ниже предела прочности они подобно твердым телам проявляют упругость.

Для определения предела прочности смазок предложены разные методы, основанные на осевом сдвиге коаксиальных цилиндров, на вырывании из смазки шурупа или пластины, на сдвиге смазки в оребренном капилляре и др. Наиболее распространенным методом является оценка прочности смазок на пластометре К-2. Сдвиг смазки осуществляется в специальном оребренном капилляре под давлением термически расширяющейся жидкости. Для большинства смазок предел прочности при температуре 20 о С лежит в пределах 100 – 1000 Па.

Вязкостные свойства. Вязкость определяет прокачиваемость смазок при низких температурах, стартовые характеристики и сопротивление вращению при установившихся режимах работы, а также возможность заправки узлов трения. В отличие от масел вязкость смазок зависит не только от температуры, но и от градиента скорости сдвига. пРи увеличении скорости деформации вязкость резко снижается, поэтому обычно говорят об эффективной вязкости смазок при данном градиенте скорости и при постоянной температуре.

Увеличение концентрации и степени дисперсности загустителя приводит к повышению вязкости смазки. На вязкость смазки влияет также вязкость дисперсионной среды и технология их приготовления.

Для определения вязкости смазок используют капиллярные вискозиметры – АКВ-2 или АКВ-4, ротационные вискозиметры – ПВР-1 и реотесты.

Механическая стабильность (тиксотропные превращения смазок). При эксплуатации смазок в узлах трения уменьшаются их предел прочности и вязкость с последующим возрастанием этих показателей после прекращения механического воздействия. Такие дисперсные системы, самопроизвольно восстанавливающиеся, называют тиксотропными.

Тиксотропными свойствами обладают только такие смазки, которые после разрушения способны восстанавливаться.

Механическая стабильность смазок зависит от типа загустителя, размеров, формы и прочности связи между дисперсными частицами. Уменьшение размеров частиц загустителя (до определенных пределов) способствует улучшению механической стабильности смазок.

Оценка механической стабильности смазок основана на их разрушении в ротационном приборе – тиксометре (при стандартных условиях) – и определении изменения их механических свойств в процессе разрушения или непосредственно после его окончания. Механическая стабильность оценивается по специальным коэффициентам, которые рассчитывают по изменению предела прочности смазки на разрыв: К р – индекс разрушения, К в – индекс тиксотропного восстановления.

Пенетрация – это эмпирический показатель, лишенный физического смысла, не определяющий поведение смазок в условиях эксплуатации, но широко применяемый при нормировании их качества. Под пенетрацией понимают глубину погружения конуса (стандартного веса, в течение 5с) в смазку при 25 о С. Например, если смазка имеет пенетрацию 260, то, значит, конус погрузился в нее на 26 мм. Чем мягче смазка, тем глубже в нее погружается конус и тем выше пенетрация. Смазки с различными реологическими свойствами могут иметь одинаковую пенетрацию, что приводит к неверным представлениям об эксплуатационных свойствах смазок. Пенетрация как быстро определяемый показатель в производственных условиях позволяет судить об идентичности рецептуры и соблюдении технологии изготовления смазки. Число пенетрации смазок колеблется.

Температура каплепадения – это минимальная температура, при которой падает первая капля смазки, нагреваемой в определенных условиях. Температура каплепадения является эмпирическим показателем, зависящим от условий определения. Она условно характеризует температуру плавления загустителя смазки, однако не позволяет правильно судить о –ее высокотемпературных свойствах. Так, температура каплепадения литиевых смазок обычно 180 – 200 о С, а верхний температурный предел их работоспособности не превышает 120 – 130 о С.

Коллоидная стабильность смазок характеризует их способность в минимальной степени выделять масло при хранении и эксплуатации. Выделение масла может происходить самопроизвольно (под действием собственной массы смазки), а также ускоряться или замедляться под влиянием температуры и давления.

Коллоидная стабильность смазок зависит от степени совершенства структурного каркаса, которая, в свою очередь, определяется размерами, формой и прочностью связей структурных элементов. Значительное влияние на коллоидную стабильность смазок оказывает вязкость дисперсионной среды: чем выше вязкость масла, тем труднее ему вытекать из объема смазки.

Оценка коллоидной стабильности смазок основана на ускорении отделения масла при механическом воздействии, давлении центробежных сил, фильтровании под вакуумом и других факторов. Самым простым и удобным является механическое отпрессовывание масла из некоторого объема смазки, помещенной между слоями фильтровальной бумаги (прибор КСА). Коллоидная стабильность оценивается по объему масла, отпрессованного из смазки при комнатной температуре в течение 30 мин и выражается в процентах; для смазок она не должна превышать 30%.

Химическая стабильность. Под химической стабильностью обычно понимают стойкость смазок против окисления кислородом воздуха. Окисление приводит к разупрочнению, ухудшению коллоидной стабильности, понижению температуры каплепадения, смазочной способности и ряда других показателей.

Стабильность против окисления важна для смазок, заправляемых в узлы трения 1 – 2 раза в течение 10 – 15 лет, работают при высоких температурах, в тонких слоях и в контакте с цветными металлами. Медь, бронза,олово, свинец и ряд других металлов и сплавов ускоряют окисление смазок.

Оценка химической стабильности смазок основана на ускоренном окислении смазок под действием высоких температур и давлений (кислорода), а также в присутствии катализаторов. Показателями окисления являются изменение к.ч., количество, скорость и индукционный период поглощения кислорода, изменение структуры и свойств смазок.

Имеется несколько способов повышения стойкости смазок против окисления. Это – тщательный подбор масляной основы, выбор типа и концентрации загустителя, варьирование технологией производства. Наиболее перспективный способ-введения в смазки __________ присадок.

Испаряемость. Когда смазка применяется в условиях высоких температур и ее смена производится редко, испаряемость смазок имеет большое значение. Высокая испаряемость может отрицательно сказываться на защитных свойствах слоя смазки при длительном хранении покрытых ею изделий, особенно в жарком климате.

Некоторые смазки работают в условиях вакуума, где процесс испарения идет особенно интенсивно. При отсутствии движения воздуха испаряемость замедляется, и в замкнутом пространстве (например, в металлических бидонах, банках) испарение практически не происходит.

При испарении масла смазки растрескиваются, на поверхности слоя появляются корочки; при сильном испарении остаются только мыла, образующие сухие слои, не обладающие защитными и антифрикционными свойствами. Испарение масла из низкотемпературных смазок ухудшает их морозостойкость; высохшие смазки не обеспечивают работу механизмов при низких температурах.

Испаряемость смазок зависит от фракционного состава масла, входящего в их состав. Значительно быстрее высыхают смазки, приготовленные на масле МВП, медленнее – приготовленные на маслах индустриальных 12 и 20, еще медленнее – на тяжелых авиационных маслах МС-14, МС-20, МК-22 и др.

АССОРТИМЕНТ СМАЗОК

Ассортимент смазок включает более 200 наименований. Пластичные смазки практически не функциональны, т.е не взаимозаменяемы. Практически каждый узел, каждого отдельного агрегата требует своей смазки. Ассортимент смазок можно классифицировать по областям применения. Но даже в одной группе, нельзя придти к полной унификации смазок. Например, резьбовые смазки для дюймовой резьбы нельзя использовать для метрической и наоборот, и т.д.

Пластичные смазки имеют ряд преимуществ перед маслами: удерживаются в открытых узлах трения, имеют более продолжительный срок работы, ввиду меньшего расхода снижается общая стоимость использования смазочного материала. К недостаткам пластичных смазок можно отнести их высокую стоимость, сложность производства и неуниверсальность.

Пластичные смазки

К атегория:

Выбор топлива и смазочных материалов

Пластичные смазки

Пластичные смазки представляют собой смесь масляной основы с загустителем до мазеобразного состояния. В качестве масляной основы смазок применяют масла нефтяного и синтетического происхождения, составляющие 80-90% всех масел. Загустителями могут быть мыла жирных кислот, парафин, сажа, органические пигменты и т.д. В зависимости от класса смазки загустители составляют от 5 до 80% ее массы.

Узлы трения, в которых используются пластичные смазки, более просты по конструкции, и при правильном выборе смазок по эксплуатационным свойствам не требуется постоянный контроль за работой этих узлов.

К основным свойствам пластичных смазок относятся: предел прочности, температура каллепадения, коллоидная стабильность, испаряемость, химическая стабильность, пенетрация, водостойкость.

Предел прочности характеризует минимальное удельное напряжение, при котором происходит разрушение каркаса смазки. Для рабочих температур предел прочности не должен превышать 300-500 Па и быть менее 100-200 Па.

Температура каплепадения определяет верхний температурный предел применения смазки. Как правило, рекомендуют применять смазку при температуре на 15-20 °С ниже температуры ее каплепадения. По температуре каплепадения, которая зависит от загустителя, смазки делят на низкоплавкие, среднеплавкие и тугоплавкие.

Коллоидная стабильность характеризует способность смазок противостоять выделению из них масла.

Испаряемость смазки оценивают измерением потерь масла в нормированных условиях.

Химическая стабильность отражает стойкость смазки против окисления кислородом воздуха. Оценку химической стабильности производят по увеличению кислотного числа масла.

Пенетрация характеризует консистенцию смазки, т.е. способность нести нагрузку и сопротивляться выдавливанию из подшипника. Она определяется глубиной погружения стандартного конуса в смазку при температуре 25 °С.

Водостойкость - свойство пластичной смазки не разрушаться при соприкосновении с водой (неводостойкая смазка при погружении ее в теплую воду растворяется через 10-15 мин). По этому признаку смазки делят на водостойкие и неводостойкие.

Пластичные смазки подразделяют на четыре группы: антифрикционные, консервационные, канатные и уплотнительные (ГОСТ 23258-78).

Антифрикционные смазки предназначены для снижения износа и трения скольжения сопряженных поверхностей и составляют 80% всех потребляемых смазок. Все антифрикционные смазки делят на 12 подгрупп и обозначают буквами в соответствии с их назначением: С - общего назначения для обычной температуры (до 70 °С) во влажных условиях (солидолы); О - общего назначения для повышенных температур (до 110 °С) в условиях, исключающих повышенную влажность; М - многоцелевые, работающие надежно при температурах от -30 до 130 °С в условиях повышенной влажности; 5К термостойкие (жаростойкие) с максимальной температурой сохранения работоспособности 150-250 °С; Н - морозостойкие (низкотемпературные), сохраняющие работоспособность при температуре до -50 °С; И - противозадирные и противоизносные, применяемые в подшипниках качения и подшипниках скольжения при контактных напряжениях выше 2500 и 150 МПа соответственно; X - химически стойкие, рекомендуемые для узлов трения в агрессивных средах; П - приборные, применяемые в узлах трения приборов и точных механизмов; Т - трансмиссионные, применяемые для смазывания зубчатых и винтовых передач всех видов; Д - приработочные, предназначенные для облегчения сборки и ускорения приработки; У - узкоспециализированные, применяемые в отдельных отраслях техники и удовлетворяющие дополнительным требованиям; Б - брикетные, используемые для смазки в виде брикетов.

Консервационные (защитные) смазки предназначены для предотвращения коррозии металлических изделий (за исключением канатов) при хранении, транспортировке, эксплуатации. Они обозначаются буквой 3.

Канатные (К) смазки применяются для смазки канатов и пропитки сердечников.

Уплотнительные смазки используются для герметизации зазоров, сальниковых устройств, всех видов соединений. Они подразделяются натри подгруппы и обозначаются буквами в соответствии с их назначением: А - арматурные, применяемые для запорных арматур и сальниковых устройств; Р - резьбовые, предназначенные для уплотнения резьбовых соединений; В - вакуумные, используемые для подвижных и разъемных соединений и уплотнения вакуумных систем.

Полное обозначение пластичной смазки по ГОСТ 23258-78 характеризует ее назначение, состав и свойства и состоит из пяти индексов, расположенных в данной последовательности и указывающих: группу или подгруппу в соответствии с назначением смазки, приведенным выше; загуститель, обозначаемый буквами русского алфавита в соответствии с табл. 10.13; рекомендуемый температурный интервал применения, обозначаемый в виде дроби и уменьшенный в 10 раз (в числителе без знака «-» минимальная, а в знаменателе - максимальная); дисперсионную среду, обозначаемую строчными буквами в соответствии с табл. 10.14; консистенцию (пенетрацию) смазки, обозначаемую арабскими цифрами.

Примечание. Индекс «Н» для смазки на нефтяной основе не указывают.

Приведем примеры обозначения смазок:
- СКа2/8-2 - смазка общего назначения (солидол), загущена кальциевым мылом, температурный интервал применения от -20 до 80 °С, приготовлена на нефтяном масле (индекс опускается), консистенция 265-295 единиц при 25 °С;
- OHa-Ka3/ll-2 - общего назначения для повышенных температур, загущена натриевым мылом с добавлением кальциевого, температурный интервал работоспособности от -30 до 110 °С, приготовлена на нефтяной основе, консистенция 265-295 единиц при 25 °С;
- КТ6/5к-г4 - канатная смазка, загущена твердым углеводородом, температурный интервал работоспособности от -60 до 50 °С, приготовлена на кремнийуглеродистой жидкости, содержит графит в виде твердой добавки, консистенции 175-205 единиц при 25 °С.

При использовании пластичных смазок необходимо учитывать следующие общие требования: не смешивать различные смазки (за исключением соли-долов); не применять смазки, обводненные или с примесями топлива и механических включений; заполнять смазкой узлы трения только на 30-60% объема; не применять смазки при температуре каплепадения и выше; хранить смазки в закрытой таре, не допуская обводнения и загрязнения механическими примесями.

Область применения пластичных смазок, как правило, определяется загустителем и масляной основой.

Пластичные смазки общего назначения наиболее массовые и дешевые. В качестве загустителя применяется гидратированное кальциевое мыло синтетических жирных кислот (солидолы синтетические), кальциевое мыло жирных кислот естественных жиров (солидолы жировые) и натриевое мыло жирных кислот (консталин жировой).

Все кальциевые смазки нерастворимы в воде, но при нагреве выше 60-90 °С теряют свою работоспособность. При контакте с водой они хорошо защищают металлические детали от коррозии. Солидолы жировые обладают лучшими вязкостно-температурными характеристиками. Смешение жировых и синтетических солидолов не ухудшает их эксплуатационных характеристик.

Для приготовления натриевых смазок общего назначения используют естественные жиры или синтетические кислоты. Общий их недостаток - растворимость в воде.

Многоцелевые смазки водостойки, работоспособны в широком диапазоне температур, скоростей, нагрузок и могут применяться во всех узлах трения разнообразных механизмов. Однако в узлах трения, не защищенных от грязи и воды, применять их нецелесообразно. Они обладают хорошими консерва-ционными свойствами.

Термостойкие смазки сохраняют работоспособность при температуре от 150 до 250 °С. Их изготавливают из дефицитных синтетических масел и специальных загустителей. Применяют термостойкие смазки в исключительных случаях, когда другие смазки применять нельзя.

Морозостойкие смазки предназначены для эксплуатации машин и механизмов при температуре до -50 °С. Морозостойкость смазки, как правило, определяется дисперсионной средой. Для получения этих смазок применяют масла с невысокой вязкостью при низких температурах (синтетические мас-ла-полисилокеаны, сложные эфиры, веретенное АУ и др.).

При защите металлических изделий от коррозии важное место среди пластичных смазок занимают консервационные смазки. Наибольшее распространение получила пушечная смазка. Она сохраняет свою защитную способность и предотвращает коррозию при температуре от -50 до 50 °С. При температуре выше 50 °С она переходит в жидкую фазу, что позволяет наносить ее на поверхность любой формы и размеров пульверизатором. Широко применяется в условиях отрицательных температур и вазелин технический волокнистый, который обладает хорошим сцеплением с металлом и лучшей морозостойкостью по сравнению с пушечной смазкой.

Нерастворимые в воде смазки на кальциевой и литиевой основе могут успешно применяться как консервационные смазки.

Выпускается широкий ассортимент пластичных смазок. В настоящее время действует ГОСТ 23258-78 на обозначение пластичных смазок, а в литературе имеется маркировка, отличная от требований стандарта.

Классификация пластичных смазок национальным институтом смазочных материалов США (NLGI ) производится с учетом уровня пенетрации (проникновения).

В соответствии с ГОСТ 23258-78 дополнительно вводится класс консистенции, пенетрация которой <70. Международная классификация по NLGI и SAE предусматривает две группы L и G, которые в свою очередь разделяются на категории качества LA, LB, GA, GB и GC. В соответствии с этой классификацией, кроме температуры каплепадения и класса консистенции, определяется стойкость к окислению, испарению, изменению консистенции, защитной возможности от коррозии, совместимость с эластомерами, низкотемпературный момент вращения и т.д.

При эксплуатации техники выбирать смазочные материалы должны в соответствии с химмотологической картой, разработанной ее изготовителем. Количественный расход пластичных смазок планируется 0,3-0,7% от расходуемого топлива.

Главными компонентами пластичных смазок являются минеральное масло и загуститель, в качестве которого обычно служат мыла, т. е. натриевые, кальциевые, литиевые, алюминиевые, бариевые и другие соли высших жирных кислот натурального или искусственного происхождения. Тип используемого загустителя определяет эксплуатационные свойства смазки: температурный предел применения, способность работать в контакте с другими соединениями, стойкость к окислению, механическую прочность, защитные качества. Кроме основных компонентов, некоторые пластичные смазки содержат присадки, повышающие стойкость к окислению, изнашиванию и коррозии.

Влияние пластичных смазок на коррозию металлов связано прежде всего с изменениями, вызываемыми процессами окисления смазки при работе или во время хранения. Дополнительным фактором, ускоряющим этот процесс, является вода. Склонность пластичных смазок к окислению, как правило, выше, чем у минеральных масел. Процессы окисления и другие химические превращения ускоряются при контакте смазки с металлом. Признаком окисления смазки является прежде всего медленный в условиях хранения и более быстрый в период эксплуатации рост кислотности. Продукты окисления, особенно низкомолекулярные органические кислоты, сильно увеличивают коррозионную агрессивность смазок по отношению к металлам и, кроме того, облегчают проникновение вредных соединений, содержащихся в атмосфере воздуха.

Накопление продуктов окисления отрицательно влияет на защитные свойства пластичных смазок. С процессами окисления связано также, как правило, ухудшение механической и коллоидной стабильности смазок.

Отрицательное влияние окисления нежелательно для любых смазок независимо от их назначения, но особенно жесткие требования предъявляются к консервационным смазкам. Такими же защитными свойствами должны обладать смазки, закладываемые в узлы автомобиля на весь срок его службы. Средством, предотвращающим естественное окисление этих продуктов, является применение ингибиторов окисления.

Интенсивность коррозии металлов под влиянием влаги в большой степени определяется влагоустойчивостью пластичных смазок, которая зависит прежде всего от растворимости и эмульгирующей способности отдельных составных частей смазки. Существенное значение имеет также механическая прочность смазок, особенно в условиях механического действия воды (атмосферные осадки, обрызгивание водой).

Среди смазок, получаемых из мыл жирных кислот, самой большой влагоустойчивостью отличаются кальциевые и алюминиевые смазки. Легче всего вымываются натриевые смазки. Характеристика водостойкости имеет решающее значение для смазок, предназначенных для работы в условиях возможного контакта с водой.

Тесная связь между возможными проявлениями коррозионной агрессивности смазок и их химической стабильностью указывает на необходимость учитывать показатель стабильности в качестве потенциального фактора коррозии. Принятым методом для оценки химической стабильности смазок является окисление их образцов в манометрическом сосуде под повышенным давлением и при высокой температуре. Критерием стабильности смазки является количество поглощенного кислорода и выделенных кислот.

К атегория: - Выбор топлива и смазочных материалов

Пластичная смазка (консистентная смазка)

Пластичные (консистентные) смазки используются для уменьшения износа поверхностей трения, продления срока эксплуатации элементов узлов и агрегатов в различных механизмах и машинах промышленного назначения.

Пластичная (консистентная смазка) представляет собой смазочный материал, который в зависимости от нагрузки может проявлять свойства твердого тела или жидкости. При незначительных нагрузках смазки могут сохранять свою форму, не стекая с вертикальной поверхности и тем самым, удерживаясь в негерметизированных узлах трения. При нагрузках, превышающих предел прочности пластичных смазок, они начинают деформироваться, приобретая свойства вязкой жидкости. При прекращении деформирования пластичные смазки вновь становятся твердыми. Эти уникальные свойства пластичных смазок позволяют снизить нагрузку на узлы трения и их износ.

Состав пластичных (консистентных) смазок

Основой пластичной смазки является масло (нефтяное или синтетическое), занимающее 70-90 % от общей массы вещества. Именно от свойства масла зависят и свойства смазки.

Пространственный каркас смазки образует загуститель. Его можно сравнить с поролоном, ведь он имеет ячейки, в которых и удерживается масло. Что касается его общего состава в смазке, то это от 8 до 20% от общей массы.

И, естественно, одними из главных составляющих пластичной смазки являются добавки, которые улучшают эксплуатационные свойства продукта.

Добавки делятся на виды:

· Присадки - это те же вещества, что применяют для изготовления моторных и трансмиссионных масел.

· Наполнители - усовершенствуют герметизирующие и антифрикционные свойства пластичной смазки. Являются твердыми веществами, имеющими неорганическое происхождение, не растворяются в масле (графит и дисульфид молибдена);

· Модификаторы структуры - формируют эластичную и более прочную структуру консистентной смазки. От состава пластичной смазки зависят и показатели ее качества, а именно пенетрация (проникновение), температура каплепадения, прочность при сдвиге, водостойкость, механическая стабильность, испаряемость, коррозийная активность, вязкость и др.

Сферы применения пластичных смазок

Пластичные смазки используют во многих сферах деятельности человека. Например,

• Металлургическая промышленность . Для деталей и узлов вентиляторов, автоклавов, сушильных печей, воздуходувок и т.д. используют специальные высокотемпературные пластичные смазки, стойкие к давлению, ударным нагрузкам и обеспечивающие функциональную надежность в широком диапазоне температур.
• Горная промышленность . Существуют пластичные смазки, специально созданные для обработки деталей техники, работающей в тяжелых условиях. В этом случае данные смазки проявляют отличную аварийную антизадирную способность, водостойкость и защищают детали от коррозии и износа.
• Морская промышленность . На данный момент для узлов и деталей водяной техники разработаны специальные смазки, которые проявляют 100% стойкость к морской и пресной воде, обеспечивая хорошую защиту от коррозии.