Пластичные смазки – специальные технические составы, имеющие двухкомпонентную основу. По классификации располагаются между жидкими и твердыми смазками. Это позволяет им найти применение в тех узлах качения и парах трения, где организовать постоянную смазывающую циркуляцию не представляется возможным.
Ключевые вектора использования пластичных смазок:
Свойства пластичных смазок определяет их состав. Основным компонентом, как правило, является жидкое масло. Его доля в объеме вещества до 90%. Дополнительными элементами состава являются загустители и добавки. В общей массе вещества они могут занимать до 20%.
Загустители еще называют металлическим мылом. Это связано с его структурой и физическими свойствами. Они имеют хорошо организованную кристаллическую структуру, впитывают масло и удерживают его. Таким образом, на узлах трения и качения создается защитная пленка, а для некоторых модификаций и герметизирующая, и консервирующая база.
Дисперсионная среда или масло, – ключевой элемент пластичной смазки. Исходя из его физико-химических свойств можно дать одну из классификаций техническому составу:
Загустители – не менее важный компонент. Он придает смазке пластичности. Не позволяет растекаться по поверхности трущихся деталей даже при высокой рабочей температуре.
![]()
В качестве агрегата могут использоваться:
Добавки – специфический элемент в составе пластиной смазки. Они, как правило, улучшают одно или несколько свойств базового сырья.
В основном их делят на 3 неравные категории:
Для добавок используются следующие компоненты: графит, порошки металлов, таких как, цинк, свинец, медь, ряд иных твердых добавок или сложные соединения, например, дисульфид молибдена.
При отсутствии нагрузки и без повышения температуры пластичные смазки представляют собой очень вязкую среду. Фактически проявляются свойства твердого тела, сохранение формы. Добавив кинетическую и температурную составляющую, мы получаем практически текущую среду, проявляющую свойства жидкости. Для каждой модификации пластичной смазки это температурная и кинетическая граница своя.
В основном пластичные смазки призваны пролонгировать эксплуатационный ресурс пар трения или качения. Снизить износ узлов, зубьев и шестерней в механизмах. Кроме этого, в отдельных случаях пластичные смазки как раз равномерно распределяют нагрузку для более плавного и равномерного износа – это снижает вероятность заклинивания механизма. В отдельных случаях, технический состав защищает деталь от агрессивной среды или препятствует проникновению в отдельные сегменты системы влаги, пара или иного инородного проявления.
Стоит отметить, что есть ряд вечных пластичных смазок. То есть составов, не меняющих физико-химических свойств на всем протяжении эксплуатации. Они закладываются в механизм единовременно и навсегда. Есть и долго играющие вариации, с периодом замены 7-10 лет. Но в основном пластичные смазки требуют периодического обновления. У каждой вариации свой уникальный интервал, зависящий от множества факторов.
Еще одна особенность пластичных смазок – это антикоррозионные свойства. Более 90% модификаций продукта обладают этой особенностью. Кроме этого, существуют специальные антикоррозионные и герметизирующие смазки. Ими покрывают деталь или узел, требующий длительной транспортировки или хранения.
Отдельные вариации герметизирующих смазок великолепно пропускают электрический импульс или обладают хорошим коэффициентом вязкости в условиях полного вакуума.
Перспективное направление в сегменте изготовления пластичных смазок – это основа в виде натурального растительного масла. Такие компоненты абсолютно безопасны для окружающей среды и многие производители активно двигаются в этом векторе.
![]()
Где и когда использовать ту или иную пластичную смазку? – подскажет температура ее плавления и граница разложения ее дисперсной составляющей (масла). Классификация пластичных смазок в России зависит от консистенции, состава и области применения. Частичные характеристики и таблица сравнения будет приведена чуть ниже.
По консистенции пластичные смазки можно разделить на три большие подгруппы: полужидкие, пластичные и твердые.
Деление пластичных смазок по консистенции | ||
полужидкие | гель | упаковываются в специальные тубы |
пластичные | вязкий крем | упаковываются в тубы или короба |
твердые | жевачкообразная масса | упаковываются в жестяную банку или ведро |
По составу, как мы уже частично упомянули в первом разделе, ПС делят на 4 подкатегории: мыльные, углеводородные, органические и неорганические.
Классификация пластичных смазок по составу | ||
Название | Основа для загустителя | |
1. | мыльные | соли высших карбоновых кислот |
2. | органические | термостабильные органические компоненты |
3. | неоргнические | Высокодисперсные термостабильные соединения |
4. | углеводородные | тугоплавкие углеводороды, такие как парафин или синтетический воск |
Купить пластичную смазку проще всего ориентируясь на ГОСТ 23258-78. Он дает классификацию по направлениям использования. Такая градация удобна как производителям агрегатов, так и непосредственно оператору (пользователю).
Классификация пластичных смазок по вектору использования | ||
№ | Название | Вектор использования |
1. | Канатные | Используются на поверхности и у сердечника. |
2. | Уплотнительные | Уменьшают зазоры в шестернях и зубьях пар трения и качения. |
3. | Антифрикционные | Самая распространенная категория. Используется для снижения трения и износа двух или более частей взаимодействующих деталей. |
4. | Консервационные | Создают защитный слой и снижают на 95% коррозионные процессы на поверхности металлических деталей. |
Одна из проблем применения пластичных смазок – это совместимость различных составов. Очень важно, что взаимодействующие компоненты не конфликтовали между собой, ведь даже хорошо вычищенный узел может содержать от 20 до 40% старой смазки.
Решить данный вопрос с минимальными затратами поможет синяя пластичная смазка от СУПРОТЕК. Ее свойства, а главное, физико-химические характеристики мы разберем ниже.
Новые составы от компании Супротек – это модифицированные пластичные смазки, позволяющие продлить эксплуатационный срок автомобильных подшипников и ШРУСов в 1,5-2 раза. Триботехнический состав применяется также, как и любая другая пластичная смазка. Стоит отметить, что удаление старой заводской смазки не требуется, так как компоненты полностью совместимы.
Уникальность составов – это вхождение мелкодисперсного активного минерала. Под воздействием температуры и кинетической силы он восстанавливает геометрию и создает защитный металлический слой на поверхностях пар трения и качения. Независимые тесты составом СУПРОТЕК проводились на легковых, грузовых автомобилях, а также квадроциклах. Везде была показана максимальная эффективность.
А толщина образованного металлического слоя в некоторых местах достигали 0,15 мм.
Стоит отметить, что составы полностью готовы к употреблению и не требуют специальных условий для применения. Рабочий температурный диапазон от -40 до +140 градусов Цельсия. Пластичные смазки СУПРОТЕК – это демократичные цены и возможность сэкономить на дорогостоящем ремонте авто. Новая линейка заметно выделяется на полках, имея отличительный символ S синего цвета и 2 шестерни на упаковке. Продлите эксплуатационный ресурс вашего авто или специального транспортного средства вместе с пластичными смазками от компании СУПРОТЕК!
А. Скобельцин
Пластичные смазки – самостоятельный вид материалов, обеспечивающих надежность и долговечность техники (ранее их называли консистентными). Их мировое производство составляет около миллиона тонн в год, что значительно меньше выпуска смазочных масел (около 40 млн. т/год).
Итак, пластичная смазка – это структурированная высокодисперсная система, которая состоит, как правило, из базового масла и загустителя. При обычных температурах и малых нагрузках она проявляет свойства твердого тела, т. е. сохраняет первоначальную форму, а под нагрузкой начинает деформироваться и течь подобно жидкости. После снятия нагрузки пластичная смазка вновь застывает. Основное ее назначение – уменьшить износ поверхностей трения и продлить тем самым срок службы деталей машин и механизмов. В отдельных случаях смазки не столько уменьшают износ, сколько упорядочивают его, предотвращают трение и заклинивание смежных поверхностей, препятствуют проникновению агрессивных жидкостей, абразивных частиц, газов и паров. 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 долго работающим (с большим периодом замены).
Почти все смазки обладают антикоррозийными свойствами. Для защиты металлических поверхностей от коррозии при транспортировке и длительном хранении разработаны консервационные смазки. Для герметизации зазоров в механизмах и оборудовании, а также соединений трубопроводов и запорной арматуры созданы уплотнительные смазки с лучшими герметизирующими свойствами, чем у масел.
Некоторые смазки специального назначения увеличивают коэффициент трения, изолируют или, наоборот, проводят ток, обеспечивают работу узлов трения в условиях радиации, глубокого вакуума и т. п. По составу это сложные коллоидные системы, состоящие из жидкой основы, которая называется дисперсионной средой, и твердого загустителя – дисперсной фазы, а также наполнителей и присадок. В качестве дисперсионной среды используют различные масла и жидкости. Около 97% пластичных смазок готовят из нефтяных продуктов. Применяются и синтетические масла для смазок, работающих в специфичных и экстремальных условиях: сложные эфиры, фторуглероды и фторхлоруглероды, полиалкиленгликоли, полифениловые эфиры, кремнийорганические жидкости.
Изза высокой стоимости такие масла растространены не очень широко.
В отдельных случаях используют растительные масла. Работы в этом направлении весьма перспективны, поскольку материалы на основе компонентов биосферного происхождения значительно безопаснее для окружающей среды, чем минеральные аналоги.
Класс | Диапазон пенетрации, м·10–4, перемешанной смазки (60 двойных ударов) при 25 °С | Визуальная оценка консистенции смазки |
---|---|---|
000 | 445…475 | Очень мягкая, аналогичная вязкому маслу |
00 | 400…430 | То же |
0 | 355…385 | Мягкая |
1 | 310…340 | » |
2 | 265…395 | Вазелинообразная |
3 | 220…250 | Почти твердая |
4 | 175…205 | Твердая |
5 | 130…160 | Очень твердая, мылообразная |
6 | 85…115 | То же |
Область применения смазки во многом определяется температурой плавления и разложения дисперсной фазы, а также ее концентрацией и растворимостью в масле. От природы загустителя зависят антифрикционные и защитные свойства, водостойкость, коллоидная, механическая и антиокислительная стабильность смазки. Для придания этих свойств в состав вводят соли высших карбоновых кислот, высокодисперсные органические и неорганические вещества, тугоплавкие углеводороды.
В связи с ужесточением режимов эксплуатации узлов трения в большую часть современных пластичных смазок вводят добавки – присадки и наполнители. Используют присадки следующих типов: противоизносные, противозадирные, антифрикционные, защитные, вязкостные и адгезионные. Многие из них – многофункциональные, т.е. улучшают несколько свойств одновременно.
В качестве наполнителей используются высокодисперсные, нерастворимые в маслах вещества, улучшающие эксплуатационные характеристики смазки, но не образующие в ней коллоидной структуры. Чаще применяют наполнители с низким коэффициентом трения: графит, дисульфид молибдена, сульфиды некоторых металлов, полимеры, комплексные соединения металлов и др. Оксиды цинка, титана и одновалентной меди, алюминия, олова, бронзы и латуни широко используют в резьбовых, уплотнительных и антифрикционных смазках для тяжелонагруженных узлов трения скольжения. Обычно эти наполнители добавляют в объеме от 1 до 30% количества смазки.
За рубежом широко используется две классификации, разработанные Национальным институтом по пластичным смазкам (NLGI). Классификация по вязкости группирует все смазки на 9 классов по диапазону пенетрации. Величину пенетрации определяют методом погружения стандартного металлического конуса в пластичную смазку в течение определенного времени. Чем глубже погрузится конус, тем меньше класс NLGI, мягче смазка и, соответственно, тем легче она будет выдавливаться из зоны трения. Смазки с высоким номером NLGI, напротив, будут создавать дополнительное сопротивление и плохо возвращаться в зону трения. Другая, достаточно широко признанная классификация группирует пластичные смазки в 5 классов, основываясь на областях применения на автомобилях.
В России используется несколько систем классификации – по консистенции, по составу и областям применения. По консистенции смазки разделяют на полужидкие, пластичные и твердые. Пластичные и полужидкие представляют собой коллоидные системы, состоящие из дисперсионной среды, дисперсной фазы, присадок и добавок. Твердые смазки до отвердения остаются суспензиями, состоящими из смолы или другого связующего и растворителя. В них в качестве загустителя используют дисульфид молибдена, графит, технический углерод и т. п. После отверждения (испарения растворителя) твердые смазки превращаются в золи с низким коэффициентом сухого трения.
Применение | Класс по NLGI | Обслуживание |
---|---|---|
Шасси | LA | Мягкие условия, частая замена |
LB | Редкая замена, высокие нагрузки, контакт с водой | |
Подшипники колес | GA | Мягкие условия |
GB | Средние условия, типичные для большинства автомобилей | |
GC | Жесткие условия, высокие температуры, эксплуатация в режиме частых пусков и остановок |
По составу смазки разделяют на четыре группы.
1. Мыльные. В качестве загустителя используются соли высших карбоновых кислот (мыла). Наиболее распространены кальциевые, литиевые, бариевые, алюминиевые и натриевые смазки. Мыльные смазки в зависимости от жирового сырья называют условно синтетическими, на основе синтетических жирных кислот, или жировыми – на основе природных жирных кислот, например синтетические или жировые солидолы.
2. Неорганические. В качестве загустителя использованы термостабильные высокодисперсные неорганические вещества. Это силикагелевые, бентонитовые, графитные смазки и др.
3. Органические. Для их получения используют термостабильные, высокодисперсные органические вещества. Это полимерные, пигментные, полимочевинные, сажевые смазки и др.
4. Углеводородные. В качестве загустителей используют тугокоплавкие углеводороды: петролатум, церезин, парафин, различные природный и синтетический воск.
По области применения ГОСТ 23258–78 разделяет смазки на антифрикционные, консервационные, уплотнительные и канатные. Такая классификация более удобна для разработчиков техники. Антифрикционные смазки уменьшают износ и трение сопряженных деталей. Консервационные смазки снижают коррозионное разрушение металлоизделий. Уплотнительные смазки герметизируют зазоры и неплотности узлов и деталей. Канатные смазки наряду со снижением коррозионного разрушения стальных канатов также снижают износ отдельных проволок при их трении друг о друга.
Немаловажная проблема – совместимость смазок разного состава. При замене смазочного материала в узле трения не всегда полностью удаляется предыдущая закладка. Так, в шарнирах рулевого управления автомобилей после четырехкратного шприцевания остается до 40% «старой» смазки. При смешении «старой» и «новой» смазок ухудшаются эксплуатационные характеристики смеси по сравнению с исходным продуктом. Эта смесь вытекает из узла трения либо чрезмерно уплотняется, снижая надежность узла. Следовательно, при выборе новой смазкизаменителя потребителю полезно знать, можно ли смешивать смазки разных марок. Основным фактором, определяющим совместимость смазок, является природа загустителя. Жидкая основа, присадки и добавки существенного влияния на совместимость не оказывают. Со смазками всех марок совместимы консервационные материалы, загущенные тугоплавкими углеводородами (парафином, церезином). Совместимы почти все продукты, загущенные стеаратом натрия и оксистеаратом лития. Плохо совместимы смазки с силикагелем, стеаратом лития и полимочевиной.
Загуститель | Стеарат кальция | Комплекс кальциевого мыла | Стеарат лития | Оксистеарат лития | Стеарат натрия | Силикагель | Полимочевина | Церезин, парафин |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Стеарат кальция | С | Н | Н | С | С | Н | Н | С |
Комплекс кальциевого мыла | Н | С | Н | С | С | С | С | С |
Стеарат лития | Н | Н | С | С | Н | Н | Н | С |
Оксистеарат лития | С | С | С | С | С | С | Н | С |
Стеарат натрия | С | С | Н | С | С | С | – | С |
Силикагель | Н | С | Н | С | С | С | – | С |
Полимочевина | Н | С | Н | Н | – | – | С | С |
Церезин, парафин | С | С | С | С | С | С | С | С |
Условные обозначения: С – совместимы; Н – несовместимы; «–» – нет данных.
Сейчас в России вырабатывается примерно 150 наименований пластичных материалов в количестве 45…50 тыс. т/год. По структуре производства мыльных смазок Россия значительно отстает от Западной Европы и США, где основными являются литиевые смазки – в США 60% общего объема и в Западной Европе 70%. В России их доля невелика – 23,4%, или около 10 тыс. т/год.
Современные смазки на 12-гидроксистеарате лития, например типа Литол24, хорошо работают в широком диапазоне температур – от –40 до +120 °С, имеют хорошие эксплуатационные свойства, заменяют многие устаревшие продукты, такие как консталин, 113, солидолы и др. Это перспективные и конкурентоспособные материалы.
Более перспективны смазки, приготовленные на комплексном литиевом мыле. Они работают в более широком диапазоне температур (от –50 до +160…200 °С), нагрузок и скоростей. Комплексная литиевая смазка ЛКСметаллургическая в ряде случаев заменяет ИП1, 113, ВНИИНП242, Литол24. Комплексные литиевые смазки также применяются в оборудовании текстильной, станкостроительной, автомобильной и других отраслей промышленности, в подшипниках ступиц колес автомобилей.
Основу отечественного ассортимента – 44,4% – составляют устаревшие гидратированные кальциевые смазки (солидолы), доля которых в развитых странах, например в США, не превышает 4%. Производство натриевых и натриевокальциевых смазок в России составляет 31% общего объема, или до 12,5 тыс. т/год. Эти материалы имеют хорошие характеристики и применяются при температурах от –30 до +100 °С. Доля прочих мыльных смазок в России невелика – 0,3%, или 89 т/год. Это продукты на алюминиевых, цинковых, смешанных мылах (литиевокальциевых, литиевоцинковых, литиевоцинковосвинцовые, бариевосвинцовые и др.), а также получаемые путем смешения готовой смазки с металлическим порошком.
Доля немыльных смазок, приготовленных на неорганических загустителях (аэросилы, силикагели, сажа, бентонит), в России всего 0,2%, или менее 10 т/год. Главным образом это узкоспециализированные термостойкие (до 200…250 °С) и химически стойкие смазки. В США доля этих материалов – 6,7%. Немыльные смазки готовят на органических загустителях – полиуреатах, пигментах. Полиуреатные продукты нового поколения, приготовленные на нефтяных и синтетических углеводородных маслах, работают при температурах до 220 °С и по этому показателю близки к термостойким тефлоновым смазкам на основе перфторполиэфиров, выгодно отличаясь от последних значительно меньшей ценой. В США доля производства этих материалов составляет 6% и непрерывно увеличивается. В России полиуретановые смазки не выпускают.
Объемы производства отечественных углеводородных материалов составляют 3 тыс. т/год. В основном это консервационные и канатные смазки. Полужидкие смазки типа Трансол200, Редукторная вырабатывают в России в объеме всего около 20 т/год.
Тип смазки | 1992 г. | 2000 г. | ||
---|---|---|---|---|
% | тыс. т | % | тыс. т | |
Литиевые | 17,23 | 16,8 | 21,75 | 9,83 |
Литиевые комплексные | 0,16 | 0,16 | 0,09 | 0,04 |
Натриевые и натриево-кальциевые | 2,28 | 2,22 | 28,83 | 13,03 |
Кальциевые гидратированные | 62,67 | 61,1 | 41,42 | 18,72 |
Кальциевые комплексные | 0,42 | 0,41 | 0,93 | 0,42 |
Прочие мыльные | 1,36 | 1,33 | 0,29 | 0,1316 |
Неорганические | 0,08 | 0,08 | 0,02 | 0,008 |
Органические | – | – | – | 0,0004 |
Углеводородные | 6,46 | 6,3 | 6,64 | 3,0 |
Полужидкие | 9,23 | 9 | 0,04 | 0,02 |
Анализ отечественного ассортимента смазок позволяет сделать следующие выводы. В России сохраняется неблагоприятная структура ассортимента: большая доля низкокачественных гидратированных кальциевых смазок и незначительная доля высокоэффективных литиевых. Комплексные литиевые смазки выпускают в малых количествах. Большинство пластичных материалов массового применения морально устарело еще 20…30 лет назад, ассортимент практически не обновляется.
Экономический рост, особенно в автомобильной, металлургической, нефтегазодобывающей отраслях промышленности, стимулирует рост потребления пластичных материалов, в том числе высококачественных автомобильных смазок, смазок для металлургического оборудования, работающего при максимальной температуре до 150 °С, а также арматурных и резьбовых.
Tribology Wikipedia > Что такое смазка?
Содержание
Смазка представляет собой полутвердую жидкость, состоящую из жидкой смазки, смешанной с загустителем. Масло смазывает, а загуститель удерживает масло и обеспечивает сопротивление потоку. В качестве загустителей в смазке используются мыла (металлический элемент, такой как литий, кальций, натрий или алюминий, прореагировавший с жирной кислотой) или мелкие частицы смазочной добавки, такой как политетрафторэтилен (ПТФЭ) или свинец [1]. Консистенция смазки такова, что ее можно резать ножом, а также она может течь под небольшим давлением. Подобно масляным смазкам, присадки добавляются в смазку для улучшения несущей способности, стойкости к окислению и защиты от коррозии [2].
Смазка имеет сложную реологию, поэтому является специальной смазкой. Он имеет многофазную формулу, в которой присутствуют как жидкости, так и твердые вещества. Кроме того, реологические свойства смазки зависят как от скорости сдвига, так и от продолжительности сдвига. Смазку можно определить, исходя из ее реологических характеристик, как «смазку, которая под действием малых нагрузок при обычных температурах проявляет свойства твердого тела, а при приложении нагрузки и при критической величине начинает деформироваться и вести себя как жидкость наоборот» [3].
Консистентная смазка состоит из 65-95% базового масла, 3-30% загустителя и 0-10% присадок. Все эти составляющие придают смазке полутвердую структуру. Взаимодействие между маслом и системой загустителя определяет текучесть или реологию смазки [4].
Вязкость: Течение консистентной смазки сильно нелинейно из-за уменьшения вязкости с увеличением скорости сдвига, называемого разжижением при сдвиге. Как правило, вязкость достигает максимального плато при низких скоростях сдвига и минимального плато при высоких скоростях сдвига.
Напряжение сдвига: При очень низких напряжениях поведение жидкости в смазках не наблюдается в течение разумного времени. В этих условиях волокнистые контакты могут ограничивать поток смазки за счет механического препятствия. Говорят, что пластичные смазки проявляют явное поведение текучести, т. е. они испытывают необратимое течение только после приложения минимального напряжения или деформации, называемого «пределом текучести» [5]. Предел текучести важен по ряду практических причин, так как, например, он предотвращает утечку смазки и определяет ее уплотняющую способность в подшипнике.
Рис. 1 Схема реологического поведения базового масла (ньютоновское) и пластичной смазки (разжижение при сдвиге с пределом текучести) [4]
Течение смазки выше предела текучести неньютоновское, т. е. зависимость между напряжением сдвига и скоростью сдвига нелинейна. В этом отношении консистентные смазки классифицируются как разжижающиеся при сдвиге материалы: их вязкость снижается (часто на несколько порядков1) при увеличении скорости сдвига или напряжения. Поэтому в случае смазки правильнее использовать термин «кажущаяся сдвиговая вязкость», а не вязкость, чтобы просто выразить соотношение между напряжением сдвига τ и скоростью сдвига γ̇. С увеличением скорости сдвига, в конце концов, в смазках также достигается ньютоновское значение вязкости. Обычно она отличается от вязкости базового масла и в первую очередь зависит от вязкости базового масла, а также от типа и количества загустителя. Различия в реологическом поведении смазки и ее базового масла показаны на рис. 1, где тангенс (δ) — это вязкость базового масла, а тангенс (ε) — «кажущаяся ньютоновская вязкость» смазки, которая равна достигается только при достаточно высоких скоростях сдвига [6].
Рис. 2. Механизм образования масляной пленки согласно Cann et al. [8]
Согласно Cann et al. [8], структура смазки начинает распадаться на более мелкие комки перепутанных волокон, разделенных базовым маслом, на сравнительно большом расстоянии от контакта Герца. Происходит прогрессивный сдвиг этих частиц по мере их приближения к области входа, пока они не уменьшатся до более мелких отдельных частиц, которые частично отбрасываются в стороны контакта. Было высказано предположение, что вклад загустителя в формирование пленки полностью зависит от того, как загуститель влияет на устойчивость смазки к сдвигу. Чем более устойчива смазка к сдвигу, тем выше способность волокон загустителя выдерживать скорости сдвига и напряжения во входной зоне, и, таким образом, тем больше увеличивается толщина пленки. Таким образом, более толстая пленка, наблюдаемая при смазке, загущенной кальцием, по сравнению с пленкой, полученной при использовании смазки, загущенной литием, объясняется более высокой устойчивостью к сдвигу. Однако мы отмечаем, что устойчивость к сдвигу также является функцией скорости сдвига.
Рис. 3 Механизм образования масляной пленки по Вильямсону [14]
Эти же смазки были испытаны Williamson [14] на средних скоростях. В отличие от того, что было обнаружено Канном и др. [8]. на малых оборотах литиевая смазка давала более толстую пленку, чем кальциевая. Кроме того, это исследование показало, что тип загустителя влияет не только на степень, в которой он способствует увеличению эффективной вязкости базового масла, но и на то, как он влияет на реологию смазки в контактном входе. Действительно, в условиях испытаний, использованных в этом исследовании, было обнаружено, что поведение смазок было либо ньютоновским (в литиевых и кальциевых смазках), либо истончением при сдвиге (в смазках на основе полимочевины). Следовательно, как ранее указывалось в литературе [15], эти результаты привели авторов к выводу, что не вся смазка в контактном входе разлагается. Вместо этого часть его может образовывать «ядро» объемной смазки, которое остается нетронутым. Соответственно, целые смазочные структуры будут сохраняться и вовлекаться в контакт. Таким образом, механизм образования пленки, предложенный на рисунке 2, был немного изменен в соответствии с рисунком 3. Было высказано предположение, что толщина этого сердечника связана с пределом текучести смазки, контролирующим сопротивление смазки пластической деформации.
[1] Baart, P. , 2011. Механизмы консистентной смазки в уплотнениях подшипников (докторская диссертация, Технический университет Лулео).
[2] Cann, P.M.E., 1996. Понимание консистентной смазки. В серии «Трибология» (том 31, стр. 573–581). Эльзевир.
[3] Юсиф А.Е., 1982. Реологические свойства консистентных смазок. Износ, 82(1), стр. 13–25.
[4] Де Лаурентис, Н., 2016. Экспериментальное исследование влияния состава смазки на трение в контактах EHL.
[5] Balan, C., & Franco, J.M., 2001. Влияние геометрии на переходный и установившийся поток консистентных смазок. Трибологические операции, 44(1), 53–58.
[6] Гегнер, Дж. (ред.), 2013 г. Трибология: основы и достижения. Совет директоров – книги по запросу.
[7] Darrak, I., Vergne, P., Mazuyer, D., Truong-Dinh, N., & Girodin, D., 2003. Природа и свойства смазочной фазы в консистентной смазке.
[8] Cann, P.M., Williamson, B. P., Coy, R.C., & Spikes, H.A., 1992. Поведение смазок в эластогидродинамических контактах. Journal of Physics D: Applied Physics, 25(1A), A124.
[9] Briscoe, HM, 1990. Почему космическая трибология? Международная трибология, 23(2), 67–74.
[10] Альборн, Г. Х., Хинрикс, Дж. Т., и Перрин, Б. Дж., 1975, апрель. Системы смазки с длительным сроком службы. В Европейском симпозиуме по космической трибологии, Frascati.
[11] Hilton, M.R., & Fleischauer, P.D., 1992. Применение пленок твердой смазки в космических кораблях. Технология поверхностей и покрытий, 54, 435–441.
[12] Вест С.Е., 1993. Смазка механизмов космических аппаратов. JHATD, 14(1), 68–75.
[13] Кэмпбелл-младший, Вашингтон, Марриотт, Р.С., и Парк, Дж.Дж., 19 лет84. Данные дегазации для выбора материалов космического корабля.
[14] Darrak, I., Vergne, P., Mazuyer, D., Truong-Dinh, N., & Girodin, D., 2003. Природа и свойства смазочной фазы в консистентной смазке.
[15] Mutuli, S., Bonneau, D., & Frène, J., 1989. Поля скоростей в контактах, смазываемых консистентной смазкой. Наука о смазочных материалах, 2(1), 25–44.
[16] ТАБОР, Д. Современные проблемы трения и смазки. Природа 182, 980–981 (1958). https://doi.org/10.1038/182980a0
Теги: смазка смазка смазка смазка масло Свойства смазки
Манодж Раджанкунте Махадешвара
В настоящее время я работаю аспирантом в Университете Лидса. Ранее я закончила магистратуру по престижной совместной магистерской программе Erasmus Mundus (магистр трибологии). Я также получил степень бакалавра в области машиностроения в ВТУ, Белгаум, Индия. Я работаю менеджером по социальным сетям в Tribnet, а также у меня есть свой канал на YouTube Tribo Geek.
Американское общество по испытаниям и материалам (ASTM) определяет консистентную смазку как: «От твердого до полужидкого продукта дисперсии загустителя в жидкой смазке. Могут быть включены другие ингредиенты, придающие особые свойства» (ASTM D 288, Стандартные определения терминов, касающихся к нефти).
Как следует из этого определения, консистентная смазка состоит из трех компонентов. Этими компонентами являются масло, загуститель и присадки. Базовое масло и пакет присадок являются основными компонентами в рецептурах консистентных смазок и, как таковые, оказывают значительное влияние на поведение консистентной смазки. Загуститель часто называют губкой, удерживающей смазку (базовое масло плюс присадки). Добавляя правильную смазку в программу технического обслуживания, вы гарантируете, что ваше предприятие работает с максимальной производительностью.
Рисунок 1. Структура смазки
Большинство пластичных смазок, производимых сегодня, используют минеральное масло в качестве жидкостного компонента. Эти смазки на основе минерального масла обычно обеспечивают удовлетворительные характеристики в большинстве промышленных применений. При экстремальных температурах (низких или высоких) смазка на основе синтетического базового масла обеспечивает лучшую стабильность.
Загуститель представляет собой материал, который в сочетании с выбранной смазкой создает структуру от твердой до полужидкой. Основным типом загустителя, используемого в современных смазках, является металлическое мыло. Эти мыла включают литий, алюминий, глину, полимочевину, натрий и кальций. В последнее время все большую популярность набирают смазки комплексного типа загустителя. Их выбирают из-за их высокой температуры каплепадения и отличной несущей способности.
Комплексные смазки изготавливаются путем объединения обычного металлического мыла с комплексообразователем. Наиболее широко используется комплексная смазка на литиевой основе. Их изготавливают из комбинации обычного литиевого мыла и низкомолекулярной органической кислоты в качестве комплексообразователя.
Немыльные загустители также завоевывают популярность в специальных приложениях, таких как высокотемпературные среды. Бентонит и кремнеземный аэрогель являются двумя примерами загустителей, которые не плавятся при высоких температурах. Однако существует ошибочное мнение, что, хотя загуститель может выдерживать высокие температуры, базовое масло будет быстро окисляться при повышенных температурах, что потребует частых интервалов повторной смазки.
Присадки могут играть несколько ролей в консистентной смазке. К ним, прежде всего, относятся усиление существующих желательных свойств, подавление существующих нежелательных свойств и придание новых свойств. Наиболее распространенными присадками являются ингибиторы окисления и коррозии, противозадирные, противоизносные и снижающие трение присадки.
В дополнение к этим добавкам в смазку могут быть добавлены граничные смазки, такие как дисульфид молибдена (молибден) или графит, чтобы уменьшить трение и износ без неблагоприятных химических реакций с металлическими поверхностями при больших нагрузках и низких скоростях.
Таблица 1. Соответствие NLGI
Функция смазки состоит в том, чтобы оставаться в контакте с движущимися поверхностями и смазывать их, не вытекая под действием силы тяжести, центробежного действия или выдавливаясь под давлением. Его главное практическое требование состоит в том, чтобы он сохранял свои свойства под действием сил сдвига при всех температурах, которые он испытывает во время использования. Например, строительным объектам для работы с максимальной производительностью требуется специализированная смазка для тяжелых условий эксплуатации.
Смазка и масло не взаимозаменяемы. Смазка используется, когда использование масла нецелесообразно или неудобно. Выбор смазочного материала для конкретного применения определяется соответствием конструкции оборудования и условий эксплуатации желаемым характеристикам смазочного материала. Смазка обычно используется для:
Машины, которые работают с перерывами или находятся на хранении в течение длительного периода времени. Поскольку смазка остается на месте, может мгновенно образоваться смазочная пленка.
Машины, которые труднодоступны для частой смазки. Высококачественные смазки могут смазывать изолированные или относительно недоступные компоненты в течение длительного периода времени без частого пополнения. Эти смазки также используются в герметизированных на весь срок эксплуатации устройствах, например, в некоторых электродвигателях и коробках передач.
Машины, работающие в экстремальных условиях, таких как высокие температуры и давления, ударные нагрузки или малая скорость под большой нагрузкой.
Изношенные компоненты. Смазка сохраняет более толстые пленки в зазорах, увеличенных из-за износа, и может продлить срок службы изношенных деталей, которые ранее смазывались маслом.
Смазка действует как герметик, сводя к минимуму утечку и предотвращая попадание загрязняющих веществ. Благодаря своей консистенции смазка действует как герметик, предотвращая утечку смазки, а также предотвращая попадание коррозионно-активных загрязняющих веществ и посторонних материалов. Он также помогает сохранить эффективность изношенных уплотнений.
Жир легче содержать, чем масло. Масляная смазка может потребовать дорогостоящей системы циркуляционного оборудования и сложных удерживающих устройств. Для сравнения, смазка благодаря своей жесткости легко удерживается упрощенными и менее дорогостоящими удерживающими устройствами.
Смазка удерживает твердые смазочные вещества во взвешенном состоянии. Твердые смазочные материалы тонкого помола, такие как дисульфид молибдена (moly) и графит, смешивают со смазкой при работе в условиях высоких температур или при экстремально высоких давлениях. Смазка удерживает твердые частицы во взвешенном состоянии, в то время как твердые частицы осаждаются из масел.
Уровень жидкости не нужно контролировать и контролировать.
Как и в случае с маслом, смазка обладает собственным набором характеристик, которые необходимо учитывать при ее выборе для конкретного применения. Например, если вы работаете в среде с высоким давлением, большая часть ваших потребностей в смазке будет удовлетворена смазкой для тяжелых условий эксплуатации. Характеристики, обычно встречающиеся в технических паспортах продуктов, включают следующее:
Прокачиваемость — это способность смазки прокачиваться или проталкиваться через систему. С практической точки зрения прокачиваемость — это легкость, с которой смазка под давлением может течь по линиям, соплам и фитингам систем подачи смазки.
Это способность смазки выдерживать воздействие воды без изменения ее смазывающей способности. Мыльная/водная пена может суспендировать масло в смазке, образуя эмульсию, которая может смыть или, в меньшей степени, уменьшить смазывающую способность путем разбавления и изменения консистенции и текстуры смазки.
Консистенция смазки зависит от типа и количества используемого загустителя и вязкости базового масла. Консистенция смазки – это ее устойчивость к деформации под действием приложенной силы. Мера согласованности называется проникновением. Проникновение зависит от того, изменилась ли консистенция в результате обработки или работы. Методы ASTM D 217 и D 1403 измеряют проникновение необработанных и обработанных смазок. Для измерения пенетрации конус заданного веса опускают в смазку на пять секунд при стандартной температуре 25°C (77°F).
Глубина в десятых долях миллиметра, на которую конус погружается в смазку, называется проникновением. Пенетрация 100 соответствует твердой смазке, а пенетрация 450 — полужидкой. NLGI установил номера согласованности или номера классов от 000 до 6, соответствующие указанным диапазонам чисел пенетрации. В Таблице 1 перечислены классификации смазок NLGI, а также описание консистенции их соотношений с обычными полужидкостями.
Температура каплепадения является показателем термостойкости смазки. По мере повышения температуры смазки проникновение увеличивается до тех пор, пока смазка не станет жидкой и желаемая консистенция не потеряется. Температура каплепадения – это температура, при которой смазка становится достаточно жидкой, чтобы капать. Температура каплепадения указывает верхний температурный предел, при котором смазка сохраняет свою структуру, а не максимальную температуру, при которой смазку можно использовать.
Это способность смазки сопротивляться химическому соединению с кислородом. Реакция смазки с кислородом приводит к образованию нерастворимой смолы, шлама и лакообразных отложений, которые вызывают вялую работу, повышенный износ и уменьшение зазоров. Длительное воздействие высоких температур ускоряет окисление смазок.
Высокие температуры вредят смазкам больше, чем маслам. Смазка по своей природе не может рассеивать тепло за счет конвекции, как циркулирующее масло. Следовательно, не имея возможности отводить тепло, чрезмерные температуры приводят к ускоренному окислению или даже коксованию, когда смазка затвердевает или образует корку.
Эффективность смазывания консистентной смазкой зависит от консистенции консистентной смазки. Высокие температуры вызывают размягчение и кровотечение, в результате чего жир стекает с нужных участков. Минеральное масло в смазке может вспыхивать, гореть или испаряться при температуре выше 177°C (350°F). Вот почему крайне важно иметь качественную высокотемпературную смазку для такого типа окружающей среды.
Если температура смазки достаточно понизится, она станет настолько вязкой, что ее можно будет классифицировать как твердую смазку. Прокачиваемость страдает, и работа оборудования может стать невозможной из-за ограничений крутящего момента и требований к мощности.