П. с. получают, вводя в нефтяные, реже синтетические, масла 5-30 (обычно 10-20) % твёрдого загустителя. Процесс производства периодический. В варочных котлах готовят расплав загустителя в масле. При охлаждении загуститель кристаллизуется в виде сетки мелких волокон. Загустители с температурой плавления выше 200-300 °С диспергируют в масле при помощи гомогенизаторов, например коллоидных мельниц. При изготовлении в состав некоторых П. с. вводят Присадки (антиокислительные, антикоррозионные, противозадирные и др.) или твёрдые добавки (антифрикционные, герметизирующие).
П. с. классифицируют по типу загустителя и по области применения. Наиболее распространены мыльные П. с., загущенные кальциевыми, литиевыми, натриевыми мылами высших жирных кислот. Гидратированные кальциевые П. с. (солидолы) работоспособны до 60-80 °С, натриевые до 110 °С, литиевые и комплексные кальциевые до 120-140 °С. На долю углеводородных П. с., загущаемых парафином и церезином, приходится 10-15% всего выпуска П. с. Они имеют низкую температуру плавления (50-65 °С) и используются в основном для консервации металлоизделий.
В зависимости от назначения и области применения различают следующие типы П. с. Антифрикционные, снижающие трение скольжения и уменьшающие износ. Их применяют в подшипниках качения и скольжения, шарнирах, зубчатых и цепных передачах индустриальных механизмов, приборов, транспортных, с.-х. и др. машин. Консервационные, предотвращающие коррозию металлоизделий. В отличие от др. покрытий (окраска, хромирование) они легко удаляются с трущихся и др. поверхностей при расконсервировании механизма. К уплотнительным П. с. относятся арматурные (для герметизации прямоточных задвижек, пробковых кранов), резьбовые (для предотвращения заедания тяжелонагруженных или высокотемпературных резьбовых пар), вакуумные (для герметизации подвижных вакуумных соединений).
Лит.: Бонер К. Дж., Производство и применение консистентных смазок, пер. с англ., М., 1958; Синицын В. В., Подбор и применение пластичных смазок, 2 изд., М., 1974; Фукс И. Г., Пластичные смазки, М., 1972.
В. В. Синицын.
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Смотреть что такое "Пластичные смазки" в других словарях:
- (консистентные смазки) мазеобразные смазочные материалы, получаемые введением в жидкие нефтяные или синтетические масла твердого загустителя (мыла, парафина, силикагеля, сажи и др.). При нагрузках, меньших предела прочности (обычно 0,1 0,5 кПа),… … Большой Энциклопедический словарь
- (grease) – это трехкомпонентная коллоидная система, состоящая из базового масла (дисперсионной среды), загустителя (дисперсной фазы) и модификаторов – маслорастворимых присадок, наполнителей и др., например, литол, солидол. EdwART. Словарь… … Автомобильный словарь
- (консистентные смазки), мазеобразные смазочные материалы, получаемые введением в жидкие нефтяные или синтетические масла твёрдого загустителя (мыла, парафина, силикагеля, сажи и др.). При нагрузках, меньших предела прочности (обычно 0,1 0,5 кПа) … Энциклопедический словарь
- (консистентные смазки, от лат. consisto состою, застываю, густею), мазе или пастообразные смазочные материалы, получаемые введением твердых загустителей в жидкие нефтяные или синтетич. масла и их смеси. Как правило, П. с. (в литературе их для… … Химическая энциклопедия
Высоковязкие мази, получаемые путём загущения нефт. или синтетич. масел мылами, твёрдыми углеводородами, органич. пигментами и др. продуктами; применяются гл. обр. для смазывания трущихся соединений механизмов, когда непрерывная подача жидкой… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Смазки консервационные - вещества для антикоррозионной защиты металлических изделии п деталей машии. Смазки различного типа широко используются при хранении военной техники. Наибольшее распространение получили С. к. жидкие и С. к. пластичные. Пластичные смазки, кроме… … Словарь военных терминов - пластичные смазки, предназначенные для герметизации зазоров в механизмах и оборудовании, уменьшения трения и износа деталей, предотвращения задира и схватывания трущихся пов стей. У. с. чаще всего используют в сальниковых уплотнениях насосов,… … Химическая энциклопедия
Пластичные смазки для уменьшения и предотвращения износа трущихся деталей, снижения трения скольжения. Для приготовления А. с. используют гл. обр. нефтяные масла малой и средней вязкости (v50 от 20 до 50 мм 2/с, где v50 кинематич. вязкость при 50 … Химическая энциклопедия
Пластичные смазки , используются повсеместно. Они обслуживают промышленные станки и конвейеры, сельскохозяйственную технику и городской электротранспорт, подшипниковые узлы, работающие на предельных скоростях и при высоких температурах. Подобные условия эксплуатации диктуют особое внимание к качеству продукта, соответствию всех его характеристик ГОСТу и условиям использования. Пластические смазки позволяют экономить на смазочном материале и успешно применяются как закладные и консервационные, обеспечивая герметичную защиту узла. Свойства смазки определяют компоненты, которые входят в её состав: масло, загуститель, добавочные модифицирующие присадки.
Одним из важнейших условий работы подшипника является правильная его смазка. Недостаточное количество смазочного материала или неправильно выбранный смазочный материал неизбежно приводит к преждевременному износу подшипника и сокращению срока его службы.
Пластичная смазка определяет долговечность подшипника не в меньшей мере, чем материал его деталей. Особенно возросла роль смазки с повышением напряженности работы узлов трения: с повышением частот вращения, нагрузок и в первую очередь температуры (наиболее значительного фактора, обусловливающего долговечность смазочного материала в подшипнике).
Пластичная смазка в подшипниковых узлах выполняет следующие основные функции:
- образует между рабочими поверхностями необходимую упруго гидродинамическую масляную пленку, которая одновременно смягчает удары тел качения о кольца и сепаратор, увеличивая этим долговечность подшипника и снижая шум при его работе;
- уменьшает трение скольжения между поверхностями качения, возникающее вследствие их упругой деформации под действием нагрузки при работе подшипника;
- уменьшает трение скольжения, возникающее между телами качения, сепаратором и кольцами;
- служит в качестве охлаждающей среды;
- способствует равномерному распределению тепла, образующегося при работе подшипника, по всему подшипнику и предотвращает этим развитие высокой температуры внутри подшипника;
- защищает подшипник от коррозии;
- препятствует проникновению в подшипник загрязнений из окружающей среды.
Смазывание подшипника пластичной смазкой
Смазывание подшипников качения в основном выполняется с помощью пластичных смазочных материалов (пластичных смазок) и жидких масел.
Главными критериями выбора вида смазочного материала являются рабочие условия подшипников качения, а именно:
Жидкие масла являются, несомненно, наиболее предпочтительными для смазывания подшипников. Во всех случаях, где это возможно, следует применять именно их. Существенным преимуществом жидких масел по сравнению с пластичной смазкой является улучшенный отвод тепла и частиц изношенного материала от узлов трения, а также отличная проникающая способность и отличное смазывание. Однако по сравнению с пластичной смазкой недостатками жидких масел являются конструкционные расходы, необходимые для того, чтобы удержать их в подшипниковом узле, а также опасность их утечки. Поэтому на практике по возможности стараются применять пластичные смазочные материалы. Основное преимущество пластичной смазки перед жидким маслом заключается в том, что она более длительное время работает в узлах трения и снижает, таким образом, конструкционные расходы. Более 90% всех подшипников качения смазываются именно пластичной смазкой .
Пластичные смазки - это мазеобразные продукты, чьи состав и свойства разработаны для снижения трения и износа при превышении широчайшего предела температур и периода времени. Смазки бывают твердыми, полужидкими или мягкими, состоящими из:
- загустителей,
- смазочной жидкости, выступающей в качестве базового масла,
- добавок (присадок).
Рисунок 1.1 - Микроструктура пластичной смазки
Масло, присутствующее в смазочном материале, называется его базовым маслом. Пропорции базового масла могут изменяться в зависимости от типа и количества сгустителя и возможного применения смазки. Для большинства смазок, содержание базового масла колеблется от 85% до 97%.
В качестве базовых масел используют:
- минеральные масла,
- синтетические масла, в том числе сложноэфирные синтетические и силиконовые масла;
- на растительных маслах;
- на смеси вышеперечисленных масел (в основном минеральных и синтетических).
Наиболее широкого применяются пластичные смазки на основе минерального масла и металлических мыл, металлических комплексных мыл, неорганических и органических загустителей. Они пригодны для работы при температуре до 150 ºС.
Синтетические смазки превосходят минеральные по ряду качеств, таких как неокисляемость, низко- и высокотемпературные характеристики, устойчивость по отношению к жидким и газообразным реагентам. Специальное синтетическое базовое масло и загуститель играют немаловажную роль в определении вышеуказанных свойств.
Сложноэфирное синтетическое масло - это сочетание кислоты, спирта и воды в качестве субпродукта. Сложные эфиры высоких спиртов с двухосновными жирными кислотами формируют сложноэфирные масла, используемые в качестве синтетических смазочных масел и базовых масел. Такие пластичные смазки обычно используются для низких температур и высоких скоростей.
Различные виды силиконового базового масла имеют в своем составе метил силикона, фенил метил силикона, хлорофенилметил силикона и т.д. В дополнение к обычным металлическим и комплексным мылам, синтетические органические загустители имеют важное значение для производства силиконовых смазок. Они позволяют полнее использовать хорошие высокотемпературные характеристики силиконовых масел. Силиконовые смазки также имеют очень хорошие низкотемпературные параметры. Недостатком является малая нагружаемость смазочной пленки силиконовой смазки. Они непригодны для трения скольжения металла по металлу, так как может появиться значительный износ или рифление.
В последнее время получили распространение пластичные смазки на основе перфторированного полиэфирного масла (PFPE) , обладающего исключительной термической стабильностью и нетоксичностью, способностью работать в условиях глубокого вакуума и нейтральностью к широкому спектру химических веществ. Смазки с использованием PFPE разрабатываются специально для эксплуатации в условиях:
- высоких температур - до 300 ºС;
- глубокого вакуума - остаточное давление до 10 -10 Па и менее;
- агрессивных сред;
- возможного контакта с пищевыми продуктами;
- контакта с различными полимерами.
Растительные масла в качестве базовых масел пластичных смазок применяются крайне редко. В основном, когда требуются применение возобновляемых ресурсов и возможность биологического распада. Масло из семян рапса — очень экономически эффективное натуральное эфирное базовое масло. Узкий температурный диапазон ограничивает возможности использования. Подсолнечное масло имеет более широкий температурный диапазон. Однако более высокая цена ограничивает экономические возможности использования.
Для снижения себестоимости в ряде случаев смешиваются дешевые и дорогие виды или сорта базовых масел. Однако при этом эксплуатационные свойства пластичных смазок, основанные на смешанных маслах, могут ухудшиться.
Загустители делятся на мыльные и немыльные , и сами по себе придают смазке определенные свойства. Мыльные смазки могут быть разделены на простые и сложные (комплексные) мыльные смазки, каждая из которых определяется названием катиона, на котором основано мыло (т.е. литиевые, натриевые, кальциевые, бариевые или алюминиевые мыльные смазки).
Смазочные вещества, изготовленные из алюминиевых мыл и минеральных масел, характеризуются прозрачностью, хорошим сцеплением и хорошей устойчивостью к воде. Они были очень важны в 1940-х годах, но в настоящее время их место занято другими смазками, например литиевыми. Это связано с тем, что смазки с алюминиевым мылом более устойчивы к сдвигу, имеют относительно низкую точку каплепадения (около 110 0 С), и они могут превращаться в гель. Максимальные температуры колеблются в пределах от 60 0 С до 100 0 С.
Рисунок 1.2 - Структура пластичной смазки на основе комплексного алюминиевого мыла и минерального базового масла
Смазочные материалы, производящиеся из комплексных алюминиевых мыл и минеральных или синтетических базовых масел имеют высокую температурную стабильность, хорошую водостойкость; расчетные температуры находятся в пределах до 140 º C, точка каплепадения в некоторых случаях может превышать 250 º C.
Смазки, производимые из бариевого или комплексного бариевого мыл с минеральными или синтетическими базовыми маслами имеют хорошую водостойкость, высокую нагружаемость и высокую устойчивость к сдвигам. Точка каплепадения для смазки на основе бариевого мыла составляет около 150 º C, точка каплепадения для смазок на комплексного бариевого мыла может превышать 220 º C в некоторых случая (в зависимости от их консистенции). За последние три десятилетия смазочные материалы на основе комплексного бариевого мыл хорошо зарекомендовали себя во всех областях промышленности. Промышленное производство смазок на основе комплексного бариевого мыла достаточно сложно.
Смазочные материалы основаны на минеральных или синтетических маслах со сгустителями в виде металлических мыл кальция точка каплепадения смазки на основе кальциевого мыла составляет менее 130 º C. Сегодня Са-12-гидроксистеарат используется почти для всех простых кальциевых смазок. Эти смазки разрушаются, если термически перегружены, т.к. вода в загустителе испаряется.
В применимых диапазонах температур приблизительно до 70 º C, смазки на основе кальциевых мыл становятся водоотталкивающими и полностью водостойкими. Соответственно, концентрация загустителя остается высокой. Если происходит перегрев, то образуется большое количество золы. Смазки на основе кальциевого мыла имеют ограничения только при использовании для роликоподшипников, но эти смазки используются в качестве герметичной смазки для предотвращения попадания воды. Современные смазки на основе комплексного кальциевого безводного мыла имеют диапазон температур, превышающий 120/130 º C, а также точку каплепадения свыше 220 º C. Они имеют хорошую водостойкость в указанном диапазоне температур.
Смазки на основе минеральных или синтетических масел, загущенные литиевым мылом (рисунки 1-2), отвечают современным стандартам высокого качества, широкого применения и относятся к универсальным смазкам. Сегодня Li-12-гидростеарат используется практически во всех простых литиевых смазках. Они водонепроницаемы, имеют высокую точку каплепадения (около 180 º C), и имеют хорошие и очень хорошие высокотемпературные характеристики, зависящие от базового масла и его вязкости. Смазки на основе комплексных литиевых мыл характеризуются высокой термической стойкостью с точкой каплепадения, превышающей 220 º C, а также высокой стойкостью к окислению.
Смазочные материалы, изготовленные с применением натриевых или комплексных натриевых мыл и минеральных масел, имеют хорошие адгезионные свойства. Вместе с водой они превращаются в эмульсию, и таким образом, совершенно теряют водостойкость. Малое количество воды поглощается без этого вредного воздействия, но если будет большее количество воды, то смазка превратиться в жидкость и у нее появиться способность к вытеканию. Натриевые смазки имеют относительно малые низкотемпературные характеристики, с диапазоном расчетных температур от -20 до 100 º C. Смазки на основе комплексного натриевого мыла имеют лучшую стойкость к высоким температурам (до 160 º C), и водостойкость в пределах до 50 º C. Смазки на основе комплексных натриевых мыл, содержащие минеральные или синтетические масла, считаются хорошими смазками для высокотемпературных и длительных применений.
Гелевая смазка содержит неорганический загуститель, т.е. бентонит или силикагель. Этот загуститель состоит из очень тонко распределенных твердых частиц. Пористая поверхность этих частиц имеет свойство поглощать масла. Гелевые смазки не имеют четко определенной точки каплепадения или точки плавления. Они применяются в широком диапазоне температур, водостойкие, но сопротивляемость коррозии часто относительно слабая, что подходит для использования при высоких скоростях и больших нагрузках.
Полимочевины - это синтетические органические загустители для смазочных материалов. Их точки каплепадения и точки плавления в зависимости от их консистенции превышают 220 0 С. Они обладают превосходной водостойкостью и хорошей смазочной способностью для металлопластиковых пар трущихся деталей и для эластомеров в зависимости от типа базового масла и вязкости. Полиуретановые смазки (таблица 3.10) на основе отдельных видов минеральных или синтетических масел являются хорошими смазками, используемыми длительное время и при высоких температурах.
Использование пластиков как синтетических органических загустителей привело к новым разработкам в области смазочных материалов. PTFE (тефлон) - один из самых термоустойчивых загустителей для высокотемпературных смазок и смазок длительного использования, базовыми маслами которых являются высококачественные масла, такие как перфторалкиловое сложноэфирное синтетическое масло. Смазки, загущенные PTFE, не имеют определенных точек каплепаденияи точек плавления. Из-за своей сравнительно низкой точки плавления, PE (полиэтилен) достаточно редко используется в качестве загустителя.
Присадки препятствуют износу и коррозии, обеспечивают дополнительный эффект снижения трения, улучшают сцепление смазки и предотвращают повреждения при пограничном и смешанном процессе трения. Таким образом, присадки улучшают качество, технические характеристики и, особенно, области применения смазки.
В качестве стандартных смазочных материалов для закрытых подшипников используются пластичные смазки на основе литиевого загустителя и минерального масла с консистенцией NLGI 2 или 3, обеспечивающие работу в диапазоне температур -20 ... 100 ºС. В случае эксплуатации в особых условиях применяются специализированные пластичные смазки. Ниже приведены характеристики и основное назначение пластичных смазок применяемых в некоторых видах подшипников российского производства и ряда зарубежных производителей.
Для нормальной работы подшипников достаточно небольшого количества смазочного материала. Переполнение подшипникового узла смазкой приводит не только к большим механическим потерям, но и к ухудшению ее свойств из-за повышенной температуры и непрерывного перемешивания всей массы смазок - последняя размягчается и может вытекать из подшипникового узла. Правильное количество смазки для подшипников качения зависит от конфигурации подшипника, скорости, дополнительной направляющей поверхности и уплотнений. Общих правил использования не существует из-за разницы направляющей поверхности подшипников качения и конфигурации.
Для смазывания подшипников выпускается большое разнообразие пластичных смазок . Некоторые из них, в зависимости от области применения.
Информация частично взята с сайта http://www.snr.com.ru/e/lubrications_1_2.htm
Область применения пластичных смазок:
- Смазки общего назначения
Смазки пластичные общего назначения применяются во всех областях машиностроения, металлургии, транспорта, сельского хозяйства. Работают в узлах трения при температуре до +70 о С.
Графитная смазка
Солидол Ж
Солидол С
Смазки пластичные для повышенных температур применяются в энергетике, металлургии, химической и пищевой промышленности. Работоспособны при температуре до +110 о С.
Консталин
Смазка 1-13
- Многоцелевые смазки
Многоцелевые пластичные смазки для узлов трения машин и механизмов различных отраслей промышленности, сельского хозяйства и транспорта. Работоспособны при температуре от -30 о С до +130 о С в условиях повышенной влажности.
Фиол-1, Фиол-2
Литол-24
Лимол
- Термостойкие смазки
Смазки для узлов трения, работающих при температурах свыше +150 о С.
ВНИИНП-246
ВНИИНП-231
ВНИИНП-219
ВНИИНП-210
ВНИИНП-207
Циатим-221
Смазка Графитол
- Низкотемпературные смазки
Пластичные смазки для применения в узлах трения при температурах ниже -40 о С.
Лита
смазка ГОИ-54п
Циатим-203
Зимол
- Химически стойкие смазки
Смазки, стойкие к воздействию агрессивных химических сред.
ВНИИНП-294
ВНИИНП-283
ВНИИНП-282
Циатим-205
- Приборные смазки
Приборные смазки для узлов трения приборов и точных механизмов, работающих при невысоких нагрузках.
Смазка ОКБ-122-7
Циатим-201
- Автомобильные смазки
Смазки пластичные для применения в узлах автомобилей.
Смазка №158
Шрус-4
- Железнодорожные смазки
Смазки пластичные, разработанные для железнодорожного транспорта.
ЖТ-79Л, ЖТ-72
ЛЗ ЦНИИ
СТП-з, СТП-л
- Металлургические смазки
Металлургические смазки созданы специально для применения в металлургии.
Смазка ЛС-1П
- Смазки индустриальные
Узкоспециализированные смазки для различных отраслей промышленности.
- Смазки электроконтактные
Смазки токопроводящие для электрических контактов.
УВС Суперконт
УВС Экстраконт
УВС Примаконт
ЭПС-98
- Смазки консервационные
Пластичные смазки, предназначенные для защиты от коррозии.
Смазка консервационная пушечная ПВК
- Смазки канатные
Канатные смазки и пропиточные составы.
Торсиол-35, Торсиол-55
Канатная БОЗ
- Смазки резьбоуплотнительные (резьбовые)
Смазки для уплотнения резьбовых соединений
Арматол-60
Арматол-238
Резьбол Б
Компания Центр-Ойл производит пластичные смазки.
По своей консистенции, смазочные материалы делятся на три категории:
Их применяют в узлах, где невозможно обеспечить постоянное обмывание всей поверхности трения , либо на материалах, которые препятствуют нормальной адгезии жидких масел.
К тому же, их удобно наносить на детали (закладывать внутрь) при сборке узлов, для которых не предусмотрена система орошения при работе.
Технология производства и состав
С точки зрения физических свойств, пластичные смазки, это дисперсия твердых загустителей в жидкой основе. Причем загуститель добавляется настолько высокоструктурированный, что достаточно небольшого процента: не более 10%-15%.
Стандартный состав подобных материалов, следующий:
Основа
Жидкая среда, представляет собой обычное нефтяное либо синтетическое масло, которое получают по тем же технологиям, что и обычные материалы.
Для изготовления сложных и дорогих составов исходные основы могут смешиваться, согласно техническому заданию разработчика. Объем базового жидкого масла: 70%-90%.
Нефтяные основы производятся методом гидроочистки, с помощью водорода. Таким образом снижается сернистость и удаляются асфальтовые составляющие.
Последний пункт особенно важен для повышения у готового продукта антиокислительных свойств. Органические пластичные смазки для автомобилей применяются в несильно загруженных узлах, работающих на невысоких скоростях.
Синтетическая основа, как правило, кремнийорганическая. На ее базе создаются масла для работы в нагруженных скоростных подшипниках, а также редукторах, работающих на высоких оборотах.
Загуститель (10%-15%)
Он не просто добавляется в жидкую основу, для получения однородного состава требуется определенная температура в процессе смешивания, и специальные миксеры.
Затем состав охлаждается до температуры окружающей среды, и после этого физико-химические свойства пластичных смазок не меняются. Разумеется, при соблюдении температурного режима эксплуатации.
В качестве загустителя используются высокомолекулярные соли жирных кислот (более привычное определение – мыло). В составах премиум класса применяются твердые углеводороды, а также неорганические соединения (полимеры, карбамиды, и пр.)
Присадки
Как и любой другой продукт, пластичная смазка содержит присадки. Они улучшают свойства, если базовые характеристики не удовлетворяют заказчика.
Набор свойств типичный:
- противоизносные (противозадирные);
- защита от коррозии;
- соединения, препятствующие окислению самого продукта;
- повышающие адгезию;
- антифрикционные.
Состав наполнителей (10%-20%): тальк, графит, медный порошок мелкого помола, дисульфид молибдена, слюда, и пр.
Основное свойство пластичных смазок
Поскольку полутвердые масла должны удерживаться на поверхности изделий, важной характеристикой является температура каплепадения. Дело в том, что при вращении узлов трения, температура неотвратимо повышается.
Вместе с ней снижается вязкость пластичного материала. После критического нагрева, смазка переходит в жидкое состояние, и просто стекает с рабочей поверхности.
Учитывая критичность этих параметров, определение температуры каплепадения пластичных смазок относится к обязательной процедуре испытаний продукта.
Методика следующая:
Применение и разновидности пластичных смазок
Проведем краткий обзор популярных продуктов. В последнее время производители предлагают новейшую технологию: металлоплакирование.
Этот термин означает, что на рабочей поверхности трения образуется тончайший слой металла, обладающего низким коэффициентом трения.
В качестве примера рассмотрим популярный среди автомобилистов продукт: МС 1000 смазка пластичная металлоплакирующая.
В составе присутствует цинк, который обеспечивает противоизносные свойства. Благодаря постоянной сменяемости масла в рабочей зоне, этот слой само восстанавливается.
Blue MC 1510 высокотемпературная пластичная смазка – предназначена для высоконагруженных подшипников, работающих при высоких температурах. Этот состав выдерживает перепады от -40°C до +350°C.
Обратите внимание
Высокая температура каплепадения сохраняет подшипники при экстремальных температурах: масляная пленка не разрушается, расслоения основы и присадок не происходит.
Срок службы исчисляется сотнями тысяч километров. Благодаря уникальным свойствам, этот продукт имеет допуски ведущих автозаводов.
Пластичная смазка Molykote Longterm изготавливается с добавлением литиевых присадок. Обладает антифреттинговыми свойствами и усиленной адгезией. Такой состав позволяет использовать смазку на высоконагруженных узлах в течение длительного времени без замены.
Основное применение
– муфты, подшипники, шлицевые соединения на крупных агрегатах и строительной технике. Также популярно нанесение подобных пластичных смазок на резьбовые соединения.
Графитовая смазка пластичная изготавливается методом добавления мелкодисперсного порошка в готовый состав при сохранении вязкости.
Применяемость достаточно широкая : от бытовой техники до автомобилей и промышленных агрегатов.
Неплохие антифрикционные и температурные показатели, однако графитовая смазка не выдерживает высоких оборотов рабочего узла. Поэтому перед приобретением следует изучить характеристики устройства, которое будет смазываться.
Водостойкая пластичная смазка для лодочных моторов выпускается практически всеми производителями, и обладает следующими свойствами:
- Высокая степень защиты от коррозии.
- Адгезия и стойкость нанесенного слоя выше среднего.
- Практически нулевая гигроскопичность, нерастворимость в воде.
- Способность к консервации металлических деталей.
- Температурные показатели не относятся к основному требованию допуска.
Виды пластичных смазок для автомобилей — видео
Итог
Пластичные смазки представлены большим разнообразием типов, однако ни одна из них не является универсальной. Для каждого агрегата следует подбирать необходимый состав продукта.
Пластические смазки состоят из двух компонентов: жидкой основы (минеральные, растительные, синтетические и другие масла) и загустителя (твёрдые углеводороды, различные соли высокомолекулярных жирных кислот – мыла, высокодисперсные силикагели и бентониты, другие продукты органического и неорганического происхождения). В своём составе содержат присадки , улучшающие эксплуатационные характеристики. В состав смазок вводят различные наполнители : графит, дисульфид молибдена, порошкообразные металлы или их окислы, слюду и др. Мыла – это соли высших жирных кислот, включающие ионы щелочных металлов (кальция, натрия).
Работа пластичной смазки
Загуститель – металлическое мыло, образует ёмкость для масла. Мыло образует решётчатый волоконный каркас, заполненный маслом. Выдавливание масла из этой губки происходит под воздействием механических сил и температур. Благодаря наличию структурного каркаса пластичные смазки ведут себя при небольших нагрузках как твёрдые тела (под действием собственного веса не растекаются, удерживаются на наклонных и вертикальных плоскостях), а под воздействием нагрузок, превышающих прочность структурного каркаса, текут подобно маслам. Однако, при снятии нагрузки, течение смазки прекращается и она вновь приобретает свойства твёрдого тела.
Преимущества пластичных смазок:
- способность удерживаться в негерметичных узлах трения;
- работоспособность в широких температурном и скоростном диапазонах;
- лучшая смазывающая способность;
- более высокие защитные свойства от коррозии;
- работоспособность в контакте с водой и другими агрессивными средами;
- большая экономичность.
Недостатки пластичных смазок:
- плохая охлаждающая способность;
- более высокая склонность к окислению;
- сложность подачи к узлу трения.
В зависимости от загустителя различают:
- кальциевые;
- натриевые;
- литиевые;
- синтетические.
В зависимости от температуры каплепадения различают:
- низкотемпературные;
- среднетемпературные;
- высокотемпературные.
По назначению пластичные смазочные материалы бывают:
- антифрикционные;
- защитные;
- уплотнительные.
Характеристики пластичных смазок:
- Температура каплепадения – это температура, при которой от смазки, нагретой в стандартных условиях, выделяется первая капля масла. Эта температура должна быть больше на 10…20 °С температуры узла трения. Диапазон работы традиционных пластичных смазочных материалов – от -30 °С до +140 °С. Температура каплепадения: литиевых смазок – +170…+200 °С, комплексных кальциевых и бариевых – +230…+260 °С. Верхний температурный предел работоспособности литиевых смазок лежит в пределах +110…+130 °С, а комплексных кальциевых – +150…+160 °С.
- Консинстенция характеризует степень жёсткости пластичных смазок. Её измеряют стандартными пенетрометрами, погружая в смазочный материал тарированный конус. Глубина погружения (в сотых долях сантиметра) за 5 секунд при температуре +25 °C называется числом пенетрации . Чем больше это число, тем меньше консистентность смазки. Высокое число пенетрации – смазка мягкая, низкое число – смазка жёсткая. С повышением температуры плотность пластичных смазок уменьшается. Чтобы установить характер такого изменения, число пенетрации определяют при +25 °С, +50 °С, +75 °С. Для работы в узлах трения со значительными тепловыми колебаниями выбирают материал с более пологой кривой пенетрации. Этот показатель можно использовать при оценке единообразия различных партий смазки.
- Вязкость характеризует течение смазки после нарушения связей в её структурном каркасе в результате приложения критической нагрузки. Вязкость смазок зависит от температуры и от условий течения, то есть скорости деформации. С повышением температуры и увеличением скорости деформации вязкость смазок уменьшается. Особенно чувствительна вязкость смазок к изменению скорости деформации. Вязкость смазки определяет условия заправки в узлы трения при низких температурах, влияет на пусковые и установившиеся моменты сдвига подшипников, характеризует прокачиваемость по мазепроводам.
- Наличие воды в смазке приводит к коррозии деталей узлов трения. Максимальное наличие воды: в кальцевых смазках – не выше 4%, в натриевых – не выше 0,5%, в защитных – наличие воды не допускается.
- Испаряемость определяется в процентах улетучившегося масла при заданной температуре в строго регламентированное время. Потеря масла из-за испаряемости приводит к относительному повышению содержания загустителя в смазке и увеличению предела прочности, вязкости, а также изменению других эксплуатационных свойств смазок.
- Водостойкость – способность смазок не растворяться в воде, не поглощать её из окружающей среды, не смываться и не изменять значительно своих свойств при контакте с ней. Стандартного метода определения водостойкости нет. При необходимости, в каждом отдельном случае в нормативно-техническую документацию записывают определённую методику (кипячение в горячей воде, смываемость с вращающегося подшипника или пластины).
- Несущая способность смазывающей плёнки учитывает критическую температуру разрушения смазывающей плёнки, критическое давление, пластифицирующее действие и адгезионные силы, антифрикционные и противоизносные свойства, противозадирные и другие характеристики. Смазки в своем составе содержат поверхностно-активные вещества, поэтому их смазочная способность значительно выше, чем масла наполнителя. Несущую способность смазывающей плёнки смазок в граничном слое оценивают по результатам испытаний на трение и износ, к числу которых относится также метод оценки противоизносных и противозадирных свойств на четырехшариковой машине трения.
- Антикоррозионные свойства характеризуют коррозионное действие смазки на металлы. Определяют методом погружения металлических пластин в смазку, выдержку в ней при заданной температуре с последующим визуальным определением наличия на пластине следов коррозионного воздействия. Появление коррозионных пятен на пластинах, значительное их потемнение, изменение цвета и внешнего вида смазки в зоне контакта с пластинами указывает на недостаточную антикоррозионную стабильность смазки.
- Механические примеси при эксплуатации пластичных смазочных материалов не допускаются.
- Наличие кислот и щелочей . Наличие кислот не допускается. Оптимальным является нейтральный состав. Щёлочь (до 0,2%) в смазке допускается для связывания кислот, образующихся при эксплуатации.
Типы пластичных смазок
Кальцевые (солидолы) – влагостойкие, могут содержать до 4% влаги, имеют хорошую механическую стабильность, имеют низкий коэффициент внутреннего трения, смешиваясь с водой, не образуют эмульсии. Используются в условиях высокой влажности при температуре -30…+55 °С. Расплавляясь, теряют содержащуюся в них воду, после охлаждения не восстанавливают свои физико-химические свойства.
Натриевые – чувствительны к влаге, соединяясь с водой, образуют эмульсию и выделяют коррозирующие щелочи и кислоты. Применяются при отсутствии контакта с водой при температуре -30…+150 °С. Обладают хорошей маслянистостью, хорошими уплотняющими свойствами и восстанавливают свои характеристики после расплавления.
Кальциево-натриевые – по влагостойкости и температурному диапазону занимают промежуточное место. Они эффективны для применения в условиях небольшой влажности при температуре 0…+110 °С.
Литиевые – в основе лежит литиевое мыло, имеющее положительные свойства кальциевых и натриевых смазок, но без их недостатков. Имеют хорошую маслянистость, отличную температурную устойчивость. Применяются при температуре -50…+150 °С при возможности проникновения воды.
Смазки с синтетическими маслами – в качестве масла используют полиальфаолефины эфирных и силиконовых масел, которые отличает большая устойчивость против старения, чем у минеральных масел. Загустители – литиевое мыло, бентонит. Имеют очень малые потери на трение и работают при температуре -70…+150 °С.
Краткий ассортимент пластичных смазок приведен в .
Таблица 5.2 – Ассортимент пластичных смазок
| Наименование | Замена | Область применения |
|---|---|---|
| Смазка индустриальная ИП-1 | ИП-1-Л, ИП-1-З | Для централизованной смазки подшипников скольжения и качения, направляющих и других узлов трения, для закладной смазки зубчатых муфт. |
| Солидол синтетический УСС-1 | УСС-2 | Для смазки под давлением подшипников скольжения и качения в холодное время года в условиях повышенной влажности, для смазки пресс-маслёнками. |
| Консталин УТС-1 | УТС-2 | Для смазки подшипников скольжения и качения, для цепных передач в условиях, полностью исключающих контакт смазки с водой, для механизмов доменного оборудования: втулок барабанов лебёдки управления конусами, подшипников и шарниров направляющих устройств, подшипников качения скиповой лебёдки, для кузнечно-прессового оборудования. |
| Индустриально-металлургическая №10 | Для смазки бронзовых подшипников скольжения, рабочих валков прокатных клетей и для других узлов трения, работающих при повышенных нагрузках и средних скоростях. | |
| Графитная УСС-А | Для смазки тяжелонагруженных открытых зубчатых передач, централизованной смазки высоконагруженных мест трения. Для цепей лебёдки управления конусами. | |
| ЦИАТИМ 201, 202 | Для смазки подшипников скольжения и качения (со скоростью вращения до 3000 об./мин. – 201; со скоростью вращения до 30000 об./мин. – 202). | |
| Литиевая 203, 208 | Для смазки узлов трения в условиях высоких удельных давлений (до 500 МПа – 203; до 2400 МПа – 208). | |
| Канатная | Для смазки стальных канатов. |
Присадки к пластическим смазкам
Антикоррозийные – используют при работе во влажной среде, при консервации и при хранении.
Антиокислительные – замедляют окисление при высокой температуре.
Антизадирные – соединения фосфора, хлора и серы повышают несущую способность смазочного слоя, иногда отрицательно влияют на подшипниковую сталь.
Маркировка пластичных смазок
Маркировка пластичных смазок обозначается буквами в следующем порядке:
- Область применения:
- У – универсальная;
- И – индустриальная;
- П – прокатная;
- А – автотракторная;
- Ж – железнодорожная;
- Наименование группы (для универсальных смазок):
- Н – низкотемпературная;
- С – среднеплавкая;
- Т – тугоплавкая;
- Марка и специфические свойства:
- М – морозостойкая;
- В – влагостойкая;
- З – защитная;
- К – канатная.
Примеры маркировки:
- смазка УНЗ (универсальная, низкоплавкая, защитная);
- смазка УСС-1 (универсальная, среднеплавкая, синтетическая).
| < |
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.
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.
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 | |
| Мыльные | ||||
| 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 |
| Всего | 100,00 | 97,5 | 100,00 | 45,2 |
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.
