Автомобильные пластичные смазки

2. Назначение, состав и получение пластичных смазок
Пластичные смазки предназначены для применения в узлах трения, где масло не удерживается или невозможно обеспечить непрерывное пополнение его запаса.
Пластичные (консистентные) смазки — особый класс смазочных материалов, которые получают загущением смазочных масел (дисперсионная среда) твердыми веществами (дисперсионная фаза). В этой системе твердая фаза (загуститель) образует структурный каркас, который удерживает в своих ячейках жидкую дисперсионную среду. В качестве такого структурного каркаса используются жирные соли мягких металлов.

3. Но могут применяться и мыло, парафин или пигмент. Название металла, как правило, переносят на саму смазку — натриевая, кальциевая, литиевая, бариевая, магниевая, цинковая, стронциевая и т. д.
Если на долю дисперсионной среды (масло) приходится основная масса (70—95 %), то дисперсионная фаза (загуститель) составляет 5—30 %.
При заданных условиях такая смазка находится в пластичном мазеобразном состоянии. При достижении определенной температуры предела пластичная смазка плавится и расслаивается.
Пластичные смазки не стекают с наклонных и вертикальных поверхностей и удерживаются в узлах трения при действии высоких нагрузок и инерционных сил.

4. Пластичные смазки нашли широкое применение в качестве защитных, герметизирующих, антифрикционных и противоизносных материалов.
На долю дисперсной среды в пластичных смазках приходится 70—95 % массы, как правило, это минеральные масла. Для получения большего интервала рабочих температур используют такие синтетические жидкости, как силиконы и диэфиры.
Кроме дисперсионной среды и загустителя смазки могут содержать стабилизаторы и модификаторы коллоидной структуры, присадки и наполнители для придания или улучшения функциональных свойств, а также красители. Действие смазки гораздо сложнее, чем масла. Поэтому для грамотного выбора того или иного состава необходимо знать его свойства.

5.Эксплуатационные свойства пластичных смазок. Температура каплепадения
В пластичной смазке при нагревании происходит необратимый процесс разрушения кристаллического каркаса, и смазка становится текучей. Переход из пластичного состояния в жидкое условно выражают температурой каплепадения, т. е. температурой, при которой из стандартного прибора при нагревании падает первая капля смазки. Температура каплепадения смазок зависит от вида загустителя и его концентрации.

6. По температуре каплепадения смазки делят на тугоплавкие (Т), среднеплавкие (С) и низкоплавкие (Н). Тугоплавкие смазки имеют температуру каплепадения выше 100 °С; низкоплавкие — до 65 °С. Во избежание вытекания смазки из узла трения температура каплепадения должна превышать температуру рабочего узла на 15—20 °С.

7. Механические свойства
Механические свойства смазок характеризуются пределом прочности смазок при сдвиге и пенетрацией.
Предел прочности — это минимальное удельное напряжение, которое нужно приложить к смазке, чтобы изменить ее форму и сдвинуть один слой смазки относительно другого. При меньших нагрузках пластичные смазки сохраняют свою внутреннюю структуру и упруго деформируются подобно твердым телам, а при больших давлениях структура разрушается, и смазка ведет себя как вязкая жидкость.

8. Предел прочности зависит от температуры смазки — с повышением температуры он уменьшается. Этот показатель характеризует способность смазки удерживаться в узлах трения, противостоять сбросу под влиянием инерционных сил. Для рабочих температур предел прочности не должен быть ниже 300—500 Па.
Пенетрация — условный показатель механических свойств смазок, численно равный глубине погружения в них конуса стандартного прибора за 5 с. Пенетрация — показатель условный, не имеющий физического смысла, и не определяет поведение смазок в эксплуатации.

9. В то же время, так как этот показатель быстро определяется, им пользуются в производственных условиях для оценки идентичности рецептуры и соблюдения технологии изготовления смазок.
Число пенетрации характеризует густоту смазок и колеблется от 170 до 420.

10. Эффективная вязкость
Вязкость смазки при одной и той же температуре может иметь различное значение, которое зависит от скорости перемещения слоев относительно друг друга. С увеличением скорости перемещения вязкость уменьшается, так как частицы загустителя ориентируются по ходу движения и оказывают меньшее сопротивление скольжению. Увеличение концентрации и степени дисперсности загустителя приводят к увеличению вязкости смазки. Вязкость смазки зависит от вязкости дисперсной среды и технологии приготовления смазки.

11. Вязкость смазки при определенной температуре и скорости перемещения называется эффективной вязкостью и рассчитывается по формуле
η_эф = τ/D
где т — напряжение сдвига; D — градиент скорости сдвига.
Показатель вязкости имеет большое практическое значение. Он определяет возможность подачи смазок и заправки в узлы трения с помощью различных заправочных устройств. Вязкость смазки определяет также расход энергии на ее перекачку при перемещении смазанных деталей.

12. Коллоидная стабильность
Коллоидная стабильность — это способность смазки сопротивляться расслаиванию.
Коллоидная стабильность зависит от структурного каркаса смазки, который характеризуется размерами, формой и прочностью связей структурных элементов. Следовательно, на коллоидную стабильность оказывает влияние вязкость дисперсной среды: чем выше вязкость масла, тем труднее ему вытекать.
Выделение масла из смазки увеличивается с повышением температуры, увеличением давления под действием центробежных сил.

13. Сильное выделение масла недопустимо, так как смазка может ухудшить или потерять полностью свои смазочные свойства. Для оценки коллоидной стабильности используют различные приборы, способные выпрессовывать масло под действием нагрузки.
Водостойкость
Водостойкость — это способность смазки противостоять размыву водой. Растворимость смазки в воде зависит от природы загустителя. Наилучшей водостойкостью обладают парафиновые, кальциевые и литиевые смазки. Натриевые и калиевые — водорастворимые смазки.

14. Классификация, применение и обозначения пластичных смазок
Пластичные смазки подразделяются на четыре группы:
— антифрикционные — для снижения износа и трения скольжения сопрягаемых деталей;
— консервационные — для предотвращения коррозии при хранении, транспортировке и эксплуатации;
— канатные — для предотвращения коррозии и износа стальных канатов;
— уплотнительные — для герметизации зазоров, облегчения сборки и разборки арматуры, манжет, резьбовых, разъемных и любых подвижных соединений.

15. Антифрикционные смазки являются самой многочисленной группой пластических смазок и делятся на следующие подгруппы:
С — общего назначения;
О — для повышенной температуры;
М — многоцелевые;
Ж — термостойкие (узлы трения с рабочей температурой >150 °С);
Н — низкостойкие (узлы трения с рабочей температурой

22. ЛСЦ-15 — применяется в шлицевых соединениях, шарнирах и осях приводов педалей, стеклоподъемниках; обладает высокой водостойкостью, адгезией (прилипаемостью) к металлам, хорошими консервационными свойствами.

23. Морозостойкие смазки
Морозостойкие смазки работоспособны во всех узлах трения в условиях Крайнего Севера и Арктики.
Зимол — морозостойкий аналог смазки Литол-24.
Лита — многоцелевая морозостойкая рабоче-консервационная смазка, водостойкая.
ЦИАТИМ-201 — основная морозостойкая смазка для автомобилей, обладает посредственными противозадирными свойствами, при хранении выделяет масло. Зимол и Лита, уступая ей по морозостойкости, превосходят по противоизносным свойствам, работоспособности при повышенных температурах.

24. В соответствии с классификацией API в зависимости от величины пенетрации смазки разделяют на классы (табл. 2.15).

Пластичные смазки

Применение качественных смазочных материалов в промышленном производстве значительно увеличивает срок эксплуатации оборудования. Широкое распространение получили «пластичные», ранее называемые «консистентные» смазки. Их основа — масло, в которое вводятся загустители и присадки. Благодаря добавкам, базовое масло приобретает густоту. Нанесенное на детали, оно сохраняет структуру и форму.

Под влиянием нагрузок смазка превращается в вязкую жидкость, деформируется и нейтрализует разрушающие воздействия внешних факторов. После работы оборудования защитная пленка принимает исходную консистенцию. Пластичные материалы препятствуют механическому износу оборудования, предотвращают коррозию металла, дестабилизирующее воздействие агрессивной среды и высоких температур.

Виды пластичных смазок

Любая пластичная смазка на 85-95%: состоит из базы — масла. В качестве основы используются:

1. Минеральные масла — являются продуктами нефтепереработки.
2. Синтетические — производятся на химических производствах из газообразных углеводородов, кремнийорганических соединений.
3. Растительные и животные — имеют органическое происхождение. Большинство растительных масел получают путем переработки семян растений, а животные синтезируют из говяжьего, бараньего и прочих жиров.

Превалирующее число пластичных смазок имеют в основе минеральное масло, поскольку способ его получения отличается дешевизной, а качество продукции отвечает требованиям производства.

После добавления в масло загустителя оно приобретает новые качественные характеристики.

Применение

В металлургии, машиностроении, текстильной промышленности, кораблестроении и прочих производствах применяются смазочные материалы. Направлений использования может быть несколько:

1. Консервация оборудования. Сохранить промышленные агрегаты в целости при остановке производства или транспортировке оборудования позволяет покрытие их поверхности слоем смазки.
2. Предотвращение износа. Повысить срок полезного использования позволяют антифрикционные материалы с максимальными показателями скольжения. Среди них выделяют группы с выраженными защитными свойствами разного характера. Например — термостойкие смазки, предназначенные для механизмов, работающих при температуре от 100° С; морозостойкие; химически стойкие — нейтрализующие воздействие вредных летучих соединений на химических производствах; приборные. Наиболее распространены смазки общего назначения. Их применяют для обработки подшипников, зубчатых механизмов в автомобилестроении, на буровых установках предприятий добывающей промышленности и прочих производственных комплексах.
3. Защита прокатного оборудования в металлургии.
4. Увеличение трения. Такую защиту применяют на технологических узлах, где недопустимо проскальзывание трущихся поверхностей.
5. Обработка канатов производственного назначения, выполненных из стали. Применяются канатные смазки с высокой плотностью.
6. Уплотнение. Пластичные индустриальные смазки — отличный материал для герметизации зазоров зубчатых механизмов, подшипников, разного рода подвижных соединений.

Наиболее «бюджетными» являются смазки общего назначения — Салидол Ж, Салидол С, Графитная. Они используются при температуре до 70°С. Более термостойким считается Косталин (выдерживает до 110°С), Смазка 1-13.

Удобны в использовании многоцелевые защитные покрытия. Допущение ошибки выбора исключено, риск поломок сведен к минимуму. Например, Фиол-1 (2), Литол-24 препятствуют трению и защищают поверхность деталей при температуре до 130°С, то есть справляются со всеми типичными задачами.

Продукт повышенной термостойкости — ВНИИНП 246 (207, 210, 219, 231), Графитол. Они сохраняют вязкость при температуре до 150°С. Работая при экстремально низких температурах, следует приобрести Зимол, Циатим 203, Литу.

Распространенная консервационная смазка — ПКВ.

Для обработки канатов использую Торсиол-35 (55), Канатную смазку.

Определить назначение смазки позволяют маркировки:

• У — универсальная (Н, Т, С — низкотемпературная, тугоплавкая и среднеплавкая соответственно);
• И — индустриальная;
• Ж — железнодорожная;
• А — автопрокатная;
• П — прокатная;
• К — канатная;
• М, В, З — морозостойкая, влагостойкая, защитная соответственно.

Для выбора оптимального варианта пластичной смазки стоит ознакомиться с компонентами, благодаря которым продукт приобретает те или иные качества.

Состав и емкость

В зависимости от типа загустителя различают несколько видов пластичных смазок.

Мыльные

В них добавляются соли высших карбоновых кислот (мыла), синтетические вещества. Среди них наиболее распространены:

1. Кальциевые. Широко известны Солидолы, относящиеся к этой группе. Их положительные свойства — влагостойкость и механическая стабильность. Сфера применения ограничена. При воздействии температур свыше 55°С смазка плавится, теряет влагу и не способна восстановить прежние свойства после завершения работы оборудования. Среди кальциевых покрытий выделяют комплексные (К), безводные и гидратированные.
2. Натриевые — с добавлением натриевого мыла. Натриевые покрытия защищают механизмы, работающие при температуре до 150°С, однако не обеспечивают необходимый уровень влагозащитны.
3. Литиевые — с добавлением литиевого мыла. Продукт отличается пластичностью, термостойкостью и выдерживает температуры -50…+150°С. При использовании литиевых материалов защита от влаги, механических повреждений гарантирована.

В промышленности используют смазки с мылом бария, алюминия. Распространено производство комбинированных продуктов, например — кальциево-натриевых смазок. Они являются «средним звеном» между вышеприведенными разновидностями и справляются с задачами термо, -влаго защиты. Если в названии указано 2 компонента, первым пишется тот, которого в структуре больше.

Углеводородные

В качестве загустителей используются углеводороды: парафин, озокерит, воски природного происхождения и прочие твердые углеводороды.

Неорганические

В неорганические пластичные смазки вводят вещества, позволяющие получить максимально термостабильный состав. Стандартные составляющие неорганических покрытий — силикагель, графит, асбест, вспененная окись кремния, бетонные соединения.

Органические

Загустители органических смазок — полимочевина, сажи, поликарбамиды, тефлон. В итоге получается продукт, стабильный при высоких температурах и механических воздействиях. Например, тефлоновые покрытия выдерживают температуры до 250°С, оставаясь при этом вязкими и прекрасно защищая от трения. Существенный недостаток – дороговизна используемых компонентов.

Около 44% отечественного рынка занимают кальциевые смазки — солидолы. На долю натриевых и комбинированных приходится около 31% рынка. Малая доля (менее 0,5%) приходится на использование термостойких и химически стойких продуктов с загустителями в виде селикагелей, бетонита, сажи. Высокой термостойкостью и относительно низкой ценой отличаются полиуретановые смазки. К сожалению, в РФ производство таких защитных средств не налажено, и предприятия обращаются к импортным производителям.

Смазочные материалы закупаются в ведрах по 5 л, 20 л или бочках объемом 200 л.

Характеристики

Охарактеризовать свойства продукта позволяют качественные параметры пластичной смазки для использования в промышленности:

1. Несущая способность. Защитное покрытие оценивается по ряду показателей: предельное давление, противоизносные и противозадирные свойства. Показатели анализируются в ходе испытаний на износостойкость, в том числе — на четырехшариковой машине трения.
2. Теплостойкость, морозостойкость. Во время проверки качества анализируется температура каплепадения. При высоких температурах одни материалы могут распадаться на фракции, другие — термоупрочняться, теряя свойства. При низких температурах некоторые виды смазки теряют пластичность, блокируют взаимное перемещение узлов сопряжения. Универсальные средства пластичны при температуре -30…+140°С. Литиевые покрытия выдержат около 200°С, а Са+Ва имеет температуру каплепадения 230…260°С.
3. Вязкость. Данный показатель изменяется прямо пропорционально температуре и скорости деформации.
4. Консистенция. В зависимости от типа загустителя смазка может быть мягкой или твердой. Пластичные допускаются к использованию в автоматических системах подачи масел. Консистенция определяется прибором — пенетрометром, и измеряется числом пенетрации (равно глубине погружения при температуре 25°С в течение 5 сек.). Показатель также фиксируют при температурах 50°С, 75°С, и строят кривую. Плавная линия указывает на высокую термостойкость.
5. Содержание воды. Антикоррозионные материалы не должны содержать воду. В составе кальциевых фиксируется до 4% Н2О, а в натриевых — до 0,5% Н2О.
6. Антикоррозионные свойства. Покрытие считается нестабильным, если при нанесении продукта на металле появились следы коррозии.
7. Водостойкость. Стойкой является защита, не растворяемая в воде, не смываемая под воздействием влаги. Обработанные детали кипятят, вращают под водой, пытаясь определить степень водостойкости.
8. Испаряемость. При высокой температуре защитная пленка может улетучиваться, чем ниже испаряемость, тем лучше.
9. Наличие механических включений. Выявление примесей говорит о низком качестве смазки.
10. Содержание кислот, щелочей. В идеале состав смазки должен быть нейтрален, однако незначительное наличие щелочи допускается (до 0,2%).

Пластичные смазки, подобранные в соответствии с условиями работы, не «текут» при больших нагрузках и максимально сохраняют оборудование в рабочем состоянии.

Топ-5 смазок

Условия производства диктуют выбор определенной разновидности смазки. Используемые при соблюдении эксплуатационных характеристик, хорошо себя зарекомендовали смазки отечественного и зарубежного производства.

EFELE MG-213 EP 2

Синяя пластичная смазка российского производства изготовлена на основе минерального масла и литиевого комплекса, содержит противозадирные присадки. Рабочий диапазон температур составляет -30…+160°С. EFELE MG-213 EP 2 стабильна при воздействии влаги, устойчива к смыванию, ее несущая способность составляет 2800 Н. Покрытие гарантирует защиту деревообрабатывающего, полимерного, металлургического оборудования.

Agrinol Grapfite NLGI 2

Украинский производитель Агринол предлагает пластичную высоковязкую смазку, загущенную кальциевым мылом и 10% графитом. Агринол сохраняет работоспособность при температуре -20…+70°С, но не термостойкость основной козырь защитного покрытия. Вязкая масса защищает узлы трения скольжения тяжелых тихоходных механизмов. Агринолом обрабатывают домкраты, рессоры, открытые шестеренчатые передачи, ходовые винты.

ORLEN LITEN LT-43

Смазка Орлен польского производства — средство универсальной защиты для подшипников, валиков распределения и прочих механизмов. Основу составляет минеральное масло, дополненное литиевым мылом и присадками. Продукт сохраняет работоспособность при температуре -30…+130°С, устойчив к воздействию влаги.

MANNOL 8114 MP-2 Multipurpose Grease

Масло Маннол немецкого производства изготовлено на основе высокоочищенного минерального масла. В качестве загустителя используется литиевое мыло, для повышения антикоррозионных свойств добавлены присадки. Особенность защитного покрытия заключается в длительном сохранении свойств во влажной и загрязненной среде. Рабочая температура -30…+120°С. В промышленности Маннол используется как многоцелевая смазка для машин и механизмов.

Лукойл Полифлекс Оптимум 3-100

Смазка российского производства Полифлекс Оптимум 3-100 относится к универсальным многоцелевым. В ее основе — минеральное масло, загущенное литиевым мылом, улучшенное с помощью антикоррозионных присадок. Диапазон рабочих температур составляет -40…+120°С. Продукт имеет низкий коэффициент трения, хорошую водостойкость и высокую механическую стабильность. Может применяться для обработки подшипников промышленного оборудования, узлов лесозаготовительной и строительной техники.

Пластичные смазки остаются лидерами по использованию в промышленности. Анализ технических показателей позволяет выбрать смазочное покрытие, обеспечивающее лучшую защиту в соответствующих условиях производства.