Пластичные смазки используют для. Марки пластичных смазок и их применение. Противозадирные и противоизносные пластичные смазки

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:

скорость вращения,

колебания,

влияние окружающей среды (температура, влажность, агрессивность и др.).

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.

Применяемые для смазки автомобилей пластичные смазки по их основному назначению подразделяют на антифрикционные, защитные и уплотнительные.

Антифрикционные смазки снижают износ и трение сопряженных деталей механизмов, ниже приведены применяемые группы антифрикционных смазок.

Антифрикционные смазки общего назначения для обычных температур (группа С) используют для узлов трения с рабочей температурой до 70°С. К этой группе смазок относят; солидолы, смазки AM (карданные), ЯНЗ-2, графитную УСсА, ЛИТОЛ-24 и ЦИАТИМ-201.

Солидолы вырабатывают загущением индустриальных масел кальциевыми мылами Жирных кислот, получаемых на основе натуральных растительных масел (жировой солидол) или синтетических жирных кислот. Солидолы предназначены для смазывания грубых и малоответственных поверхностей трения машин и механизмов, ручного инструмента. Солидолы работоспособны в течение относительно малого срока времени.

Пресс-солидол С используют главным образом для поверхностей трения шасси автомобилей, к которым он подается под давлением; солидол С -- для смазывания подшипников качения и скольжения, шаровых, винтовых и цепных передач, тихоходных шестеренных редукторов и других узлов трения. Жировой солидол УС, представляющий собой однородную мазь от светло-желтого до темно-коричневого цвета, выпускают двух марок: УС-1 (пресс-солидол) и УС-2, работоспособность которых ограничена диапазоном температур от -50 до +65°С. В маркировке буквы обозначают: у -- универсальная, с -- синтетическая, с -- сред не плавкая. Гидратированная кальциевая смазка графитная УСсА применяется для смазывания рессор автомобилей, открытых зубчатых колес, торсионных подвесок, резьб домкратов. По внешнему виду -- это однородная мазь от темно-коричневого до черного цвета. Применять солидолы в качестве защитных смазок не рекомендуется, так как в них содержится до 3 % воды, которая может вызывать коррозию металла под слоем смазки.

Смазка ЯНЗ-2 -- автомобильная тугоплавкая кальциево-натриевая служит дня смазывания подшипников ступиц колес, червячного вала коробки передач, генераторов автомобилей и др. По внешнему виду это однородная мазь от светло-желтого до темно-коричневого цвета. Может заменять солидол.

Смазка ЛИТОЛ-24 -- универсальная смазка на литиевых мылах 12-оксистеариновой кислоты предназначена для поверхностей трения, для которых рекомендуются солидолы и смазка ЯНЗ-2.

До недавнего времени большую часть литиевых смазок готовили на мылах стеариновой кислоты -- ЦИАТИМ-201, которая предназначена для узлов трения, работающих при относительно низких нагрузках и невысоких температурах.

Смазки для повышенных температур (группа 0) используют для узлов трения с рабочей температурой до 110°С, К этой группе относятся смазки: ЦИАТИМ-202, ЛЗ-31, 1-13.

Смазка ЦИАТИМ-202 служит для смазывания подшипников качения, работающих в интервале температур -40 -- +110°С. Смазка токсична, и при работе с ней следует применять индивидуальные средства защиты. По внешнему виду это однородная мягкая мазь от желтого до светло-коричневого цвета.

Смазку ЛЗ-31 применяют для закрытых подшипников качения, не контактирующих с водой, а также для выжимного подшипника сцепления автомобилей ЗИЛ и ГАЗ, работающих в интервале температур от --40 до +20°С. По внешнему виду это мазь от светло-коричневого до светло-желтого цвета.

Смазка 1-13 на натриевых и натриево-кальциевых мылах предназначена для смазывания подшипников качения, опор карданного вала, первичного вала коробки передач, ступиц колес, оси и шарниров педалей управления. Смазка готовится загущением нефтяных масел натриево-кальциевым мылом касторового масла. Вариант указанной смазки -- смазка 1-ЛЗ, отличающийся присутствием антиокислителя дифениламина. Смазка по внешнему виду -- однородная мазь от светло-коричневого до коричневого цвета, применяется при температуре от --20 до +110°С„

Смазка Консталин (1 и 2) изготавливается на натриевых и натриево-кальциевых мылах, служит для поверхностей трения, работающих в условиях отсутствия влаги при температуре от --20 до +110°С. По внешнему виду -- это однородная мазь от светло-желтого до темно-коричневого цвета.

Редукторные (трансмиссионные) смазки (группа Т) предназначены для зубчатых и винтовых передач всех видов. К этой группе относится индустриальная кальциевая смазка ЦИАТИМ-208, Смазку используют для смазывания тяжелонагруженных шестеренных редукторов, работающих при температуре от--30 до +100°С. По внешнему виду это однородная вязкая жидкость черного цвета. Смазка токсична, поэтому при работе с ней следует применять индивидуальные средства защиты.

Морозостойкие смазки (группа Н) предназначены для поверхностей трения с рабочей температурой -- 40°С и ниже. К этой группе "относятся смазки ВНИИНП-257, ОКБ--122--7. Смазку ВНИИНП-257 применяют для смазывания шарикоподшипников и маломощных зубчатых передач. Смазка морозостойка, это мягкая консистентная мазь черного цвета, температура применения от -60 до + 150°С. Смазка ОКБ-122-7 служит для смазывания шарикоподшипников и других поверхностей трения, работающих в интервале температур от -40 до +ЮО°С. По внешнему виду это мазь от светложелтого до светло-коричневого цвета.

Химически стойкие смазки (группа X) предназначены для узлов трения, имеющих контакт с агрессивными средами. К этой группе откосятся смазки; ЦИАТИМ-205, ВНИИНП-279. Смазка ЦИАТИМ-205 предохраняет от спекания неподвижные резьбовые соединения., работающие при температуре --60 -- +50°С. По внешнему виду это однородная вазелинообразная мазь от белого до светло-кремового цвета.

К противозадирным и противоизносным смазкам (группа И) относится смазка ЦИАТИМ-203, которая служит для смазывания высоконагруженных шестеренных передач, червячных редукторов, опор скольжения и качения при температуре от -50 до +90°С. Это однородная мазь темно-коричневого цвета без комков.

Защитные (консервационные) смазки (группа К) предназначены для защиты металлических изделий и механизмов от коррозии при хранении, транспортировании и эксплуатации. Наиболее распространенной защитной

смазкой является технический вазелин (УН). Консерва-циснные смазки по объему производства занимают второе место после антифрикционных (около 15 % в общем объеме производства смазок). При правильном нанесении защитных смазок они препятствуют проникновению к металлической поверхности коррозионно-агрес-сибых веществ, влаги и кислорода воздуха, тем самым предотвращают коррозию в течение 10--15 лет. Для улучшения защитных и противокоррозионных свойств в смазки вводят специальные присадки. Наряду с пластичными защитными смазками используют жидкие консервационные масла, пленкообразующие ингибиро-ванные нефтяные составы (ПИНС), мастики и некоторые другие продукты нефтяного происхождения. Несмотря на широкое распространение консервационных пластичных смазок, они имеют ряд недостатков. Одним из серьезных является большая трудность нанесения и удаления их с защищаемых поверхностей по сравнению с жидкими продуктами. Чтобы нанести или удалить смазку, зачастую приходится разбирать механизм, что осложняет и удлиняет консервацию и расконсервацию изделий.

© Михаил Ожерельев

В автомобиле имеется достаточно много узлов, где для разделения трущихся поверхностей используются густые мазеобразные продукты, называемые пластичными смазками . О них и пойдет речь.

Пластичные смазки используют для уменьшения трения и износа узлов, в которых создавать принудительную циркуляцию масла нецелесообразно или невозможно. Например, колесные и шкворневые подшипники, шарниры рулевого управления и подвески, карданные и шлицевые соединения и т.д. Раньше этот список был достаточно обширный, а сегодня мы видим, что в автомобиле доля пластичных смазок среди прочих эксплуатационных материалов уменьшается. Причина тому - применение необслуживаемых узлов на основе инновационных конструкционных материалов (например, замена пары трения «втулка-палец» на шарнир из высокомолекулярной резины). Однако там, где использованию мазеобразных продуктов нет альтернативы, к ним сегодня предъявляются самые строгие требования, в том числе и экологического характера. Зачастую происходит так, что для каждого конкретного узла, будь то седельно-сцепное устройство или шарниры подвески кабины, рекомендуется лишь определенная марка эксплуатационного материала. Как выбрать правильный продукт? В этом нам и предстоит разобраться.

И твердые, и жидкие

© Михаил Ожерельев

Пластичные смазки по консистенции занимают промежуточное положение между жидкими маслами и твердыми смазочными материалами (графитами, например). При невысокой температуре и отсутствии нагрузки смазка сохраняет форму, приданную ей ранее, а при нагреве и под нагрузкой начинает слабо течь - настолько слабо, что зоны трения не покидает и через уплотнения не просачивается.

© Михаил Ожерельев

Основные функции пластичных смазок не отличаются от тех, что возлагаются на жидкие масла. Все то же самое: снижение износа, предотвращение задиров, защита от коррозии. Специфика лишь в области применения: пригодность для смазывания сильно изношенных пар трения; возможность использования в негерметизированных и даже в открытых узлах, где имеется вынужденный контакт с влагой, пылью либо агрессивными средами; способность прочно держаться на смазываемых поверхностях. Очень важным свойством пластичных смазок является длительный срок эксплуатации. Некоторые современные продукты практически не изменяют своих показателей качества за весь период работы в узле трения и поэтому могут закладываться одноразово, при сборке.

Если говорить об общих недостатках мазеобразных субстанций, то в первую очередь следует обратить внимание на отсут­ствие охлаждения (отвода теплоты) и выноса продуктов износа из зоны трения. К слову, возможно поэтому некоторые автопроизводители, разрабатывая такие узлы, как, например, колесные ступицы, нередко отдают предпочтение трансмиссионным маслам.

© Михаил Ожерельев

Самая простая пластичная смазка состоит из двух компонентов: масляной основы (минеральной или синтетической) и загустителя, под действием которых масло становится малоподвижным. Загуститель - каркас смазки. Упрощенно его можно сравнить с поролоном, удерживающим своими ячейками жид­кость. Чаще всего в качестве загустителя, содержание которого может составлять от 5 до 30% от массы продукта, используют кальциевые, литиевые или натриевые мыла (соли высших жирных кислот). Наиболее дешевы кальциевые смазки, получаемые загущением индустриальных минеральных масел кальциевыми мылами, - солидолы. Когда-то они были настолько общеупотребительными, что слово «солидол» стало обиходным обозначением пластичной смазки вообще, хотя это не совсем корректно. Солидолы не растворяются в воде и обладают очень высокими противоизносными действиями, однако нормально функционируют лишь в узлах с рабочей температурой до 50–65 °С, что очень ограничивает их применение в современных автомобилях. А наиболее универсальны литолы - смазки, полученные загущением нефтяных и синтетических масел литиевыми мылами. Они имеют очень высокую температуру каплепадения (около +200 °С), исключительно влагостойки и работоспособны практически в любых нагрузочных и тепловых режимах, что позволяет использовать их практически везде, где требуется пластичная смазка.

© Михаил Ожерельев

Также в качестве загустителя могут применяться углеводороды (парафин, церезин, петролатум) или неорганические соединения (глины, силикагели). Глиняный загуститель, в отличие от мыльного, не размягчается при высоких температурах, поэтому его часто можно найти в составе тугоплавких смазок. А вот углеводородные загустители используются в основном для производства консервационных материалов, поскольку их температура плавления не превышает 65 °С.

Помимо основы и загустителя в состав смазки включают присадки, наполнители и модификаторы структуры. Присадки практически те же, что используются в товарных маслах (моторных и трансмиссионных), они представляют собой маслорастворимые поверхностно-активные вещества и составляют 0,1–5% от массы смазки. Особое место в пакете присадок занимают адгезионные, то есть клейкие компоненты - они усиливают действие загустителя и повышают способность смазки держаться на металле. Чтобы подстраховать работу смазки в предельном тепловом и нагрузочном режиме, иногда в нее вводят твердые и нерастворимые в масле наполнители - как правило, дисульфит молибдена и графит. Такие добавки обычно придают смазке специфический цвет, например, серебристо-черный (дисульфит молибдена), синий (фталоцианид меди), черный (углерод-графит).

© Михаил Ожерельев

Свойства и стандарты

Область применения смазки определяется большим набором показателей, среди которых предел прочности при сдвиге, механическая стабильность, температура каплепадения, термическая стабильность, водостойкость и т.п. Но роль наиболее важных характеристик отводится температуре каплепадения и уровню пенетрации. По сути, именно эта пара является выходным параметром для оценки смазки.

Температура каплепадения показывает, до каких пределов можно нагреть смазку, чтобы она не превратилась в жидкость и, следовательно, не потеряла своих свойств. Измеряют ее очень просто: кусочек смазки определенной массы нагревают равномерно со всех сторон, плавно повышая температуру до тех пор, пока с него не упадет первая капля. Граница каплепадения смазки должна быть на 10–20 градусов выше максимальной температуры нагрева узла, в котором она используется.

© Михаил Ожерельев

Термин «пенетрация» (проникновение) своим появлением обязан методу измерения - показатель густоты полужидких тел определяется в приборе, называемом пенетрометром. Для оценки консистенции металлический конус стандартного размера и формы под собственным весом в течение 5 с погружают в смазку, нагретую до температуры 25°С. Чем мягче смазка, тем глубже войдет в нее конус и тем выше ее пенетрация, и наоборот, более твердые смазки характеризуются меньшим числом пенетрации. К слову, подобные тесты используются не только при производстве смазок, но и в лако­красочном бизнесе.

© Михаил Ожерельев

Теперь о стандартах. Согласно общепринятой классификации смазки принято различать по области применения и густоте. В соответствии с областью применения смазки делятся на четыре группы: антифрикционные, консервационные, уплотнительные и канатные. Первая группа разделена на подгруппы: смазки общего назначения, многоцелевые смазки, термостойкие, низкотемпературные, химически стойкие, приборные, автомобильные, авиационные. Применительно к транспортной сфере наибольшее распространение получили антифрикционные смазки: многоцелевые (Литол-24, Фиол-2У, Зимол, Лита) и специальные автомобильные (ЛСЦ-15, Фиол-2У, ШРУС-4).

© Михаил Ожерельев

Чтобы различать продукты по консистенции, во всем мире используется американ­ская классификация NLGI (National lubricating Grease Institute), которая делит смазки на 9 классов. Критерием деления является уровень пенетрации. Чем выше класс, тем гуще продукт. Пластичные смазки, используемые в автомобилях, чаще относятся ко второму, реже - к первому классу. Для полужидких продуктов, рекомендованных к использованию в системах централизованной смазки, выделено два обособленных класса. Они обозначаются кодами 00 и 000.

© Михаил Ожерельев

Раньше в нашей стране наименование смазок устанавливали произвольно. В результате одни смазки получили словесное название (Солидол-С), другие - номерное (№158), третьи - обозначение создавшего их учреждения (ЦИАТИМ-201, ВНИИНП-242). В 1979 году был введен ГОСТ 23258-78, согласно которому наименование смазки должно состоять из одного слова и буквенно-цифрового индекса (для различных модификаций). Отечественные нефтехимики этого правила придерживаются и сегодня. Что же касается импортной продукции, то за рубежом в настоящее время отсутствует единая для всех производителей классификация по эксплуатационным показателям. Большинство европейских производителей руководствуются немецким стандартом DIN-51 502, который устанавливает обозначение пластичных смазок, отображающее сразу несколько характеристик: назначение, тип базового масла, набор присадок, класс NLGI и диапазон рабочих температур. Например, обозначение K PHC 2 N-40 говорит о том, что данная пластичная смазка предназначена для смазывания подшипников скольжения и качения (литера К), содержит в своем составе противоизносные и противозадирные присадки (Р), произведена на базе синтетического масла (НС) и относится ко второму классу консистенции по NLGI (цифра 2). Максимальная температура применения такого продукта составляет +140 °С (N), а нижний эксплуатационный предел ограничен планкой –40 °С.

© Михаил Ожерельев

Некоторые мировые производители применяют свои собственные структуры обозначений. Скажем, система обозначения пластичных смазок Shell имеет следующую структуру: марка - «суффикс 1» - «суффикс 2» -
класс NLGI. К примеру, продукт Shell Retinax HDX2 расшифровывается как смазка с очень высокими эксплуатационными характеристиками для агрегатов, работающих в чрезвычайно тяжелых условиях (HD), содержащая дисульфит молибдена (X) и относящаяся ко второму классу консистенции NLGI.

Часто на этикетках зарубежных продуктов присутствует сразу два обозначения: собственная маркировка и код по стандарту DIN. По аналогии с жидкими маслами наиболее полные требования к эксплуатационным материалам отражаются в спецификациях автопроизводителей или производителей компонентов (Willy Vogel, British Timken, SKF). Номера соответствующих допусков также наносятся на этикетку смазочного материала рядом с обозначением его эксплуатационных свойств, но основная информация о рекомендованных к применению продуктах и сроках их замены содержится в руковод­стве по обслуживанию транспортного средства.

© Михаил Ожерельев

Смазки разных производителей (даже одинакового назначения) смешивать нельзя, так как они могут содержать разные по химическому составу присадки и другие компоненты. Также нельзя смешивать продукты с различными загустителями. Например, при смешивании литевой смазки (Литол-24) с кальциевой (солидол) смесь получает самые худшие эксплуатационные свойства. Из предлагаемых на рынке автомобильных пластичных смазок наиболее целесообразно выбирать те, которые рекомендованы изготовителем автомобиля.

Один из самых распространенных видов смазочных материалов – это пластичные смазки. Их выпуск составляет около миллиона тонн ежегодно.

Пластичные смазки (консистентные смазки) могут демонстрировать свойства жидкости или твердых тел исходя из нагрузки.

Состав пластичных смазок: жидкое масло, твёрдый загуститель, присадки, добавки.

Элементы загустителя пластичных смазок имеют коллоидную форму, формируют структуру, в ячейках структуры удерживается дисперсионная среда (масло).

Если температура среды обычная и нагрузки невелики, то смазка становится твердым телом – сохраняет изначальную плотную форму. А если нагрузка растет, то смазка изменяется, "подстраиваясь" под новые условия – она становится жидкой и течет. Когда же нагрузка идет на убыль, пластичная смазка снова затвердевает. Это заметно упрощает конструкцию и уменьшает вес узлов трения, не говоря уже о экологическом факторе.

Как изготовляют пластичные смазки?

Производят пластичные смазки путем добавления в нефтяные или синтетические масла 5-30 (обычно 10-20) % твёрдого загустителя. Весь процесс изготовления состоит из стадий. Сначала в котлах приготовляют расплав загустителя в масле. Когда он охлаждается, то кристаллизуется – внешне это напоминает сетку мелких волокон. При процессе выработки состав ряда пластичных смазок обогащается присадками (антиокислительными, антикоррозионными, противозадирными) или твердыми добавками (антифрикционные, герметизирующие).

Как классифицируются пластичные смазки?

По типу загустителя и по сфере применения. Самые распространенные - это мыльные пластичные смазки, загущенные кальциевыми, литиевыми, натриевыми мылами высших жирных кислот. Рабочий предел гидратированных кальциевых пластичных смазок (солидолов) равен +60...+80 °С, натриевых - +110 °С, эксплуатация литиевых и комплексных кальциевых смазок допустима до +120...+140 °С. Доля углеводородных пластичных смазок, загущенных парафином и церезином, составляет всего 10-15 % от производства пластичных смазок. Они обладают низкой температурой плавления (+50...+65 °С) и применяются, как правило, для консервации металлоизделий.

По задачам и сферам применения выделяют типы пластичных смазок:

Антифрикционные смазки . Они уменьшают трение скольжения и снижают износ. Сфера использования: подшипники качения, подшипники скольжения, шарниры, зубчатые и цепные передачи, транспортные и сельскохозяйственные машины

Консервационные смазки . Антикоррозионная защита металлических изделий. Они свободно удаляются с трущейся поверхности при расконсервировании детали

Уплотнительные пластичные смазки включают в себя арматурные смазки, резьбовые смазки (смазка для резьбовых соединений), вакуумные смазки

Пластичные смазки. Применение

Пластичные смазки обеспечивают длительную и надежную работу механизмов. Выработка пластичных смазок достигает 1 млн. тонн в год, и это куда меньше объема производства смазочных масел (примерно 40 млн. тонн/год).

Главное назначение пластичных смазок – снижение износа поверхностей трения, увеличение рабочего срока элементов машин и механизмов.

В некоторых случаях смазки призваны упорядочивать износ, не допуская трения и заклинивания поверхностей, а также воздействия агрессивных веществ, абразива. Есть и такие смазки, которые замене не подлежат вовсе (или имеют очень большие интервалы замены). Свойства подобных смазок не изменяются в течение всего периода работы.

Большинство смазок имеет антикоррозионные свойства. Чтобы обеспечить антикоррозионную защиту металлических поверхностей в процессе транспортировки или хранения нужны консервационные смазки. Уплотнительные смазки рассчитаны на герметизацию зазоров в узлах, а также герметизацию трубопроводов.

Ряд специальных смазок могут следующее: повышение коэффициента трения, токоизоляция или, напротив, токопроводность, работа в условиях радиации, вакуума...

Если смотреть на состав, то они состоят из жидкой основы (дисперсионная среда), твердого загустителя (дисперсная фаза) в сочетании с наполнителями и присадками.

Под дисперсионной средой могут подразумеваться разные масла и жидкости. Используются также синтетические масла для смазок, которые эксплуатируются в экстремальных условиях: сложные эфиры, фторуглероды, фторхлоруглероды, полиалкиленгликоли, полифениловые эфиры, кремнийорганические жидкости.

Сфера использования смазки зависит прежде всего от температуры плавления и разложения дисперсной фазы, а также от концентрации и растворимости в масле.

Загуститель влияет на антифрикционные свойства, устойчивость к воде, коллоидную, механическую и кислотостойкость смазки. Чтобы придать такие свойства смазке - в состав добавляют соли карбоновых кислот, высокодисперсные вещества, тугоплавкие углеводороды.

Из-за увеличения нагрузки и требований к эксплуатации узлов трения в современные пластичные смазки добавляют присадки и наполнители.

Присадки бывают: противоизносные , противозадирные , антифрикционные , защитные , вязкостные, адгезионные .

Некоторые из присадок оптимизируют сразу несколько свойств.

Что может быть наполнителем? Очень часто используют графит, дисульфид молибдена, полимеры (у них малый коэффициент трения). Если нужна смазка для тяжелонагруженного узла (трение скольжения), то берутся резьбовые уплотнительные или антифрикционные смазки с добавлением оксидов цинка, титана, алюминия, олова, бронзы, латуни.

Как правило, такие наполнители составляют от 1 до 30 % от смазки.

О классификациях смазок

В Европе рубежом есть 2 классификации, разработанные (NLGI).

Классификация по вязкости разбивает смазки на 9 классов по величине пенетрации. Величина пенетрации вычисляется путем погружения металлического конуса в пластичную смазку.

Чем больше в течение заявленного отрезка времени опустится конус – тем ниже класс NLGI, мягче смазка. Это не очень хорошо – мягкая смазка будет легко выдавливаться из зоны трения. А если класс NLGI велик, то очень густая смазка будет весьма неохотно возвращаться в зону трения и сопротивляться нагрузкам.

Другая классификация определяет 5 классов пластичным смазкам исходя из областей применения в автомобилях.

Смазки делятся по консистенции на полужидкие, пластичные и твердые.

Пластичные смазки и полужидкие смазки – это коллоидные системы, имеющие в своем составе дисперсионную среду, дисперсную фазу, и присадки с добавками.

Твердые смазки – тут сложнее, т.к. до отверждения они являются суспензиями (состав: смола + растворитель). Роль загустителя тут исполняют дисульфид молибдена или графит. А после отверждения, когда растворитель испаряется, твердые смазки становятся золями с малым коэффициентом сухого трения.

Состав смазки – тут выделяют 4 группы:

Мыльные . Загустителями могут быть соли карбоновых кислот (мыла). Кальциевые, литиевые, бариевые, алюминиевые и натриевые смазки. Исходя из жирового сырья, мыльные смазки могут называться условно синтетическими (если основа – синтетические жирные кислоты), или жировыми (если основа – природные жирные кислоты)


Неорганические. Загустителями могут быть термостойкие вещества. Силикагелевые, бентонитовые, графитные смазки


Органические. Чтобы изготовить такие смазки применяют термостабильные вещества. Полимерные, пигментные, полимочевинные, сажевые смазки


Углеводородные . Для загущения применяют тугокоплавкие углеводороды: петролатум, церезин, парафин, воск

Немалой проблемой является совместимость смазок с разным составом.

Когда происходит замена смазки, то часто узел трения не удается полностью освободить от прежней закладки.

Например, в шарнирах рулевого управления остается до 40% отработавшей смазки.

А когда смешивается "старая" смазка со свежей, то утрачиваются рабочие характеристики. Подобная смесь либо вытекает либо сильно уплотняется – это влияет на прочность узла.

Таким образом, никуда не уйти от вопроса, как смешивать разные смазки.

Главный фактор, обуславливающий совместимость смазок – это природа загустителя.

Основа и присадки с добавками несильно влияют на совместимость. Сначала о хорошем – легко могут быть совмещены консервационные материалы с загустителями в виде тугоплавких углеводородов (парафин, церезин). Также нет проблем с совместимостью у продуктов, загущенных стеаратом натрия и оксистеаратом лития.

А вот плохой совместимостью отличаются смазки с загустителями в виде силикагеля, стеарата лития и полимочевины.

Современные смазки на 12-гидроксистеарате лития, скажем, Литол-24, уверенно себя чувствуют в большом диапазоне температур от -40 до +120 °С, обладают хорошими рабочими свойствами, могут заменять устаревшие средства, например, консталин, солидолы и др.

Перспективными смазками являются те, что выработаны на комплексном литиевом мыле. Они рассчитаны на работу в более распространенном температурном диапазоне (от -50 до +160...+200 °С).

Литиевая смазка ЛКС-металлургическая в некоторых случаях заменяет ИП-1, 1-13, ВНИИНП-242, Литол-24. Кроме того, комплексные литиевые смазки используются в промышленности - в машиностроении, автомобилестроении, текстильной отрасли.

Костяк российского смазочного ассортимента на 44,4 % состоит из устаревших кальциевых смазок (солидолы), доля которых в развитых странах уже невелика.

Производственная доля натриевых и натриевокальциевых смазок в нашей стране составляет 31 % от объема. У таких материалов хорошие характеристики при рабочих температуре от -30 до +100 °С.

Что касается иных мыльных смазок, то они не очень распространены (0,3 %).

Немыльные смазки изготавливают с помощью органических загустителей. Современные полиуреатные продукты изготовленные на нефтяных и синтетических углеводородных продуктах, рассчитаны на температуры до + 220 °С, так что они напоминают термостойкие тефлоновые смазки на базе перфторполиэфиров, но имеют преимущество, поскольку обходятся дешевле.

Экономическое развитие автомобилестроения, металлургии, нефтегазодобычи активизирует увеличение потребления пластичных смазок, в частности, автомобильных смазок, смазок для металлургии, работающие при температуре до +150 °С.

Пластичные смазки использовались еще в XIV веке до н.э. египтянами для осей деревянных колесниц. Изготавливали их из оливкового масла, смешивая его с известью.

Современные смазки представляют собой многокомпонентные структуры, отвечающие многим, зачастую противоречивым требованиям, которые выдвигает специфика работы различных узлов.

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

К достоинствам пластичных смазок следует отнести способности:

Удерживаться

Не вытекать

Не выдавливаться из негерметизированных узлов трения

Более широкий, чем у масел, температурный диапазон применения

Все это позволяет упростить конструкцию узлов трения, следовательно, уменьшить их металлоемкость и стоимость. Некоторые смазки обладают хорошей герметизирующей способностью и хорошими консервационными свойствами.

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

По области применения в соответствии с ГОСТ смазки делятся на следующие группы:

• Антифрикционные смазки – снижают силу трения и износ различных трущихся поверхностей
• Консервационные смазки – предотвращают коррозию металлических поверхностей механизмов при их хранении и эксплуатации
• Уплотнительные смазки – герметизируют и предотвращают износ резьбовых соединений и запорной арматуры (вентили, задвижки, краны)
• Канатные смазки – предотвращают износ и коррозию стальных канатов

В автомобилях наибольшее распространение получили антифрикционные смазки многоцелевые.

В бывшем СССР до 1979 г. наименования смазок устанавливали произвольно.

В результате одни смазки получили словесное название (Солидол-С), другие – номер (№ 158), третьи – обозначение создавшего их учреждения (ЦИАТИМ-201, ВНИИНП-292). В 1979 г. был введен ГОСТ 23258-78 (действующий в настоящее время в России), согласно которому наименование смазки должно состоять из одного слова и цифры.

За рубежом фирмы-производители вводят наименование смазок произвольно из-за отсутствия единой для всех классификации по эксплуатационным показателям (за исключением классификации по консистенции).

Это привело к появлению огромного ассортимента пластичных смазок.

Не каждая смазка допускает перемешивание с другой, поэтому перед закладкой новой смазки рекомендуется тщательно удалить остатки старой. Сделать это необходимо еще и потому, что старая смазка содержит продукты износа. Отечественные автомобили смазываются в соответствии со своей картой смазки. В случае ее отсутствия можно воспользоваться таблицей.

Узел трения	Наименование смазки
Регулируемые подшипники ступицы, нерегулируемые подшипники полуоси	Литол-24, ЛСЦ-15, Зимол, Лита
Подшипники промежуточной опоры карданного вала	Литол-24, ЛСЦ-15
Подшипники генератора, стартера и других электродвигателей, оси октан-корректора распределителя зажигания	Фиол-2М*, Литол-24, Зимол, № 158, ЦИАТИМ-201
Игольчатые подшипники карданных шарниров	Фиол-2У*, ШРУС-4*, № 158
Шарниры равных угловых скоростей	ШРУС-4
Шарниры подвески и рулевого управления, имеющие пресс-масленки	ШРБ-4, ШРУС-4, Литол-24
Герметизированные разборные шарниры подвески	ШРБ-4*
Герметизированные шарниры рулевого управления	ЛСЦ-15*
Герметизированные неразборные шарниры подвески	ШРБ-4*
Шлицевые соединения	ЛСЦ-15*, Литол-24
Оси, валики, подшипники скольжения, петли, тросы в оболочках	ЛСЦ-15*, Литол-24, ЦИАТИМ-201
Гибкий вал спидометра	ЦИАТИМ-201
Переключатель указателей поворота	КСБ*
Шарниры и оси привода педалей газа, выключения сцепления	ЛСЦ-15*
Шарниры подвески и рулевого управления легковых автомобилей ГАЗ	ВНИИ НП-242*, Фиол-2У
Рессоры	Графитная, Лимол, ВНИИ НП-232
Монтаж деталей, работающих в контакте резина – металл	ДТ-1
Стеклоподъемники, замки, стопорные механизмы дверей	ЛСЦ-15*

* Применяется в качестве несменяемой на весь период эксплуатации.

Подделка или смазка, не соответствующая названию на упаковке, выявляется в некоторых случаях достаточно просто.

Встретив в розничной торговле смазку в банке или тюбике с обозначением неизвестной вам фирмы, обратите внимание на товарный знак изготовителя. Если таковой отсутствует на упаковке, желательно посмотреть на сертификат соответствия, где должен быть обязательно указан изготовитель смазки и другая ценная информация (срок действия сертификата, данные об испытательной лаборатории, проводившей анализ, информация об органе, выдавшем сертификат).

Например, вы взяли смазку Литол-24, вызывающую у вас сомнение. Попробуйте опустить небольшую емкость с небольшим количеством смазки в кипящую воду. Плавление проверяемой смазки означает, что это не Литол-24 и ее применение обязательно вызовет нежелательные последствия для узлов автомобиля.

Подавляющее большинство современных смазок (в т. ч. литиевые) имеют температуру каплепадения значительно выше +100 °С. Специалистам известны случаи продажи банок с наименованием ШРУС-4, которые были наполнены дешевой графитной смазкой, представляющей собой смесь порошкообразного графита и Солидола, с максимальной температурой применения +65 °С.

Зарубежные производители пластичных смазок – это в основном крупные нефтеперерабатывающие корпорации, известные автолюбителям по производимым ими качественным моторным и трансмиссионным маслам.