Пластичные смазки: ассортимент и применение – Основные средства

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. Из-за 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 смазки-заменителя 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.

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 Литол-24, хорошо работают в широком диапазоне температур – от –40 до +120 °С, имеют хорошие эксплуатационные свойства, заменяют многие устаревшие продукты, такие как консталин, 1-13, 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 ЛКС-металлургическая в ряде случаев заменяет ИП-1, 1-13, ВНИИНП-242, Литол-24. 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 натриево-кальциевых 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 (литиево-кальциевых, литиево-цинковых, литиево-цинковосвинцовые, бариево-свинцовые 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 Трансол-200, Редукторная вырабатывают в России в объеме всего около 20 т/год.

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.

Журнал зарегистрирован в Комитете РФ по печати. Регистрационное свидетельство ПИ ФС 77—65322.

Материалы: http://os1.ru/article/7133-plastichnye-smazki-assortiment-i-primenenie

Автомобиль включает в себя десятки узлов, в которых взаимодействуют движущиеся детали, сделанные из металлов или их сплавов. И в каждом таком узле возникают большие силы трения, обусловленные немалыми скоростями вращения и высокими механическими нагрузками.

Для нейтрализации негативных последствий трения необходимо использовать эффективные смазки. Среди всех видов смазочный материалов в автомобиле чаще всего применяют литиевые смазки. О них мы и расскажем в данном материале.

Литиевые смазки – вязкие гелеобразные субстанции, содержащие в своем составе литий. Такие смазки появились в сороковых годах прошлого столетия и в настоящее время представляют собой доработанные почти до идеала многоцелевые антифрикционные смазочные вещества, производимые как в России, так и за её рубежами, путем обогащения простых нефтяных масел литиевым мылом.

По внешнему виду различные виды литиевых смазок могут отличаться как по цвету (от бледно-желтого, до темно коричневого), так и по степени вязкости, что определяет специфику каждой конкретной смазки.

Популярные у современных автомобилистов литиевые смазки находят широкое применение и в других областях:

• радиотехнические приборы;
• авиационное оборудование;
• измерительные механизмы высокой точности;
• машины и механизмы, подлежащие консервации, в том числе тяжелая индустриальная и военная техника;
• робототехника.
• всевозможные узлы, в которых протекают процессы трения, качения, скольжения;

Литиевые смазки характеризуются следующими эксплуатационными свойствами:

• Термостойкость. Литиевые смазки могут успешно применяться в самых суровых климатических условиях, начиная от морозных северных широт, в которых температура воздуха опускается до минус 60 °С, до горячих цехов, в которых механизмы должны выдерживать температуру более 100 °С.
• Вязкость. Литолы оптимальным способом обволакивают поверхности металлических деталей, защищая их от воздействия неблагоприятных факторов агрессивной среды. Данное свойство литийсодержащие эмульсии сохраняют как при низких, так и при высоких температурах.
• Химическая устойчивость. Специальные присадки позволяют защищать металлические детали от окисления воздухом и водой. В то же время, отдельные виды литолов, могут неблагоприятно повлиять на пластиковые или алюминиевые элементы, что может ограничить область их применения только металлическими (не алюминиевыми) узлами.
• Простота очистки деталей. Большинство литиевых смазок легко смываются обычной водой, что упрощает и удешевляет процедуру очистки деталей.
• Способность к восстановлению. Литиевая смазка может восстанавливать молекулярные связи на поверхности трущихся деталей, что является основным условием восстановления их работоспособности, профилактики разрушения и продления срока службы.

Основное назначение автомобильных антифрикционных смазок – не просто снижение трения, а повышение работоспособности автомобиля, продление его жизненного цикла. Срок службы подвижных металлических деталей легко достигается путем своевременного ухода за ними, который заключается в очистке и смазывании. Для нормальной работы автомобиля (особенно в послегарантийный период) необходимо регулярно проверять уровень смазки во всех узлах и своевременно ее заменять при обнаружении недостачи или сгущения.

Тревожными сигналами о необходимости применения смазки являются нехарактерные для нормально работающих механизмов посторонние звуки: скрипы, стуки, жужжание и пр. Кроме того, профилактическая смазка металлических деталей машины рекомендуется не только при ее консервации, но и при длительном хранении без эксплуатации (например, на время отпуска, командировки, вахты и пр.).

При этом литиевые смазки необходимо применять строго по назначению, так как для различных узлов автомобиля требуются различные их составы:

• Для ШРУСов применяются литиевые смазки с добавлением дисульфида молибдена. Такие смазки хорошо предохраняют механизмы, в которых имеют место высокие скорости вращения, как от механических воздействий, так и от кратковременного нагревания до 130 – 150°С.
• Для смазки тросов, резьбовых соединений, цепей и других трущихся деталей успешно применяется литиевая смазка с добавлением тефлона. Этот вид смазочных материалов имеет особо высокую устойчивость к внешним агрессивным факторам (перепады температур, влажность, загрязненность и запыленность), что способствует надежной защите открытых деталей от коррозии и окисления.
• Для защиты труднодоступных узлов автомобиля, работающих под высоким механическим давлением, применяют комплексные смазки с содержанием кондиционера металла. Такие смазки могут длительно выполнять свои функции, без необходимости их периодической замены.
• Для всех остальных узлов и деталей машин могут применяться универсальные литиевые смазки, имеющие сбалансированные универсальные качества (эффект отталкивания воды, хорошую липкость, широкий температурный диапазон, устойчивость к внешним неблагоприятным воздействиям).

Материалы: http://avtonov.com/%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B8%D0%B5%D0%B2%D0%B0%D1%8F-%D1%81%D0%BC%D0%B0%D0%B7%D0%BA%D0%B0/

От узлов шасси автомобиля требуется длительная работа без обслуживания, в том числе без пополнения их смазочными материалами. Увеличение средних скоростей автомобилей, внедрение перспективных конструкторских разработок, направленных на повышение надежности, безопасности, снижение металлоемкости, ведет, как правило, к уменьшению габаритов узлов шасси и ужесточению режимов работы смазочных материалов.

В автомобильной технике используется 15— 20 марок пластичных смазок. Большая часть их рассчитана на весь срок службы автомобиля и применяется только при сборке автомобилей, а б эксплуатации используют не более 3—5 типов смазок. Число механизмов, узлов и деталей автомобиля, смазываемых пластичными смазками (ступицы колес, подшипники электрооборудования, сцепление, точки смазки шасси, рулевого управления, кузова и др.), значительно больше, чем смазываемых маслами (двигатель, коробка передач, задний мост, картер руля). В новых моделях автомобилей смазки вытеснили масло из рулевого механизма, исчезают подшипники ступиц колес с закладной смазкой (вместо них применяют закрытые подшипники) и др.

Пластичные смазки по свойствам занимают промежуточное положение между маслами и твердыми смазками. Они сочетают свойства твердого тела и жидкости, что связано с их строением. Грубой моделью смазки может служить кусок ваты, пропитанный маслом. Волокна ваты соответствуют частицам дисперсной фазы, а масло, удерживаемое в вате, дисперсионной среде смазки. Наличие структурного каркаса придает смазке свойства твердого тела. Под действием собственного веса оп не разрушается, однако достаточно приложить нагрузку, как каркас разрушается и смазка деформируется как пластичное тело. После снятия нагрузки течение смазки прекращается, и каркас практически мгновенно восстанавливается.

В качестве загустителей (веществ, из которых образованы твердые частицы дисперсной фазы) используют вещества органического или неорганического происхождения: мыла, парафин, пигменты и др. Содержание загустителя в пластичных смазках составляет от 5 до 30 %. В небольших количествах в смазках присутствуют другие компоненты: присадки, твердые добавки, свободные щелочи или кислоты, диспергаторы и др. Однако основные эксплуатационные свойства определяются именно загустителем, поэтому смазки обычно называют по типу загустителя.

Наибольшее распространение получили мыльные смазки, загущенные солями жирных кислот. При производстве смазок мыла получают нейтрализацией высших жирных кислот гидроксидами металлов (щелочами) .

За рубежом для этой цели применяют индивидуальные жирные кислоты и природные жиры (животные), в СССР — синтетические жирные кислоты, природные жиры. Известны смазки, загущенные мылами лития, натрия, калия, магния, кальция, цинка, стронция, бария, алюминия, свинца. Однако наиболее широко распространены только кальциевые, литиевые, натриевые, бариевые и алюминиевые смазки, загущенные мылами соответствующих металлов.

Длительное время в нашей стране основными смазками для старых моделей автомобильной техники являлись кальциево-натриевые смазки типа Солидол, 1-13, ЯНЗ -2 и др. Эти смазки недостаточно водостойки, работоспособны в узком интервале температур,.обладают низкой механической стабильностью, быстро выбрасываются, вытекают из подшипников и других узлов трения. Указанными недостатками и обусловливается ограниченная работоспособность данных смазок, а следовательно, частая их смена в автомобильных узлах при эксплуатации.

С 1970 г. в СССР начато производство комплексных кальциевых, бариевых и других смазок. Для автомобильного транспорта особенно перспективной явилась разработка высококачественных многоцелевых пластичных смазок на оксистеарате лития типа Литол-24. В настоящее время «Ли-тол-24» получил наиболее широкое распространение для смазки узлов легковых автомобилей. Для этого вида техники используются и некоторые другие литиевые смазки, ЛСЦ -15, Фиол-1, Фиол-2, Фиол-2у, ШРУС -4. Среди новых смазок есть бариевая смазка ( ШРБ -4), натриевая ( КСБ ). Выпускаются также немыльные смазки: углеводородная, ВТВ -1, силикаге-левые Лимол и Силикол.

При сборке автомобилей на Волжском автозаводе смазками смазывают около 130 различных точек. Подавляющее большинство точек смазывают четырьмя смазками: ЛСЦ -15, Литол-24, ВТВ -1 и Фиол-1. Остальные смазки являются более узкоспециализированными. Например, при сборке автомобилей на ВАЗ е используют 12 смазок:

Создание новых моделей автомобилей и узлов к ним, а также необходимость повышения ресурса отдельных узлов потребовали внедрения перспективных смазок. Так, при сборке шаровых шарниров с тефлоном на ВАЗ е была применена дисульфидмолибденовая смазка «Лимол», так как другие смазки не выдерживали нагрева, предусмотренного технологией сборки шарнира.

Недостаточная долговечность игольчатых подшипников карданного вала автомобиля ВАЗ послужила причиной замены в них «Литола-24» на «Фиол-2у». Появление на автомобиле вакуумного усилителя потребовало применения новой смазки «Силикол» и т. д. При подборе смазок для конкретного узла трения решающее значение имеют их эксплуатационные характеристики. Для оценки этих характеристик в СССР имеется около 20 стандартизованных методов испытаний.

Смазки в первую очередь характеризуются консистенцией. Консистенцию смазок определяют показателем пенетрации по ГОСТ 5346—78 при 25 °С. В сосуд со смазкой погружается металлический конус под действием собственного веса (1 Н). Чем больше глубина погружения, тем «мягче» смазка и тем больше величина (число) пенетрации.

Кроме консистенции смазки характеризуются температурами каплепа-дения и сползания, пределом прочности на сдвиг, вязкостью при различных температурах, механической стабильностью, испаряемостью, коллоидной стабильностью, окисляемостью, антикоррозионными и защитными

свойствами, водостойкостью, содержанием кислот, щелочей и механических примесей (абразивы).

Для того чтобы облегчить подбор смазок и их заменителей, в табл. 1.18 приведены основные марки смазок, применяемые при изготовлении и эксплуатации автомобилей, с оценкой их свойств по пятибалльной системе: 1 балл — характеристики смазки по данному показателю неудовлетворительные; 2 балла — недостаточно удовлетворительные; 3 балла — удовлетворительные; 4 балла — хорошие; 5 баллов — отличные.

Наибольшим их достоинством является широкий температурный интервал, работоспособность при температуре до 120—130 °С и высокая механическая стабильность. Последнее свойство особенно важно для герметизированных узлов, в частности для подшипников скольжения и шарнирных соединений, т. е. для таких узлов, в которых вся смазка подвергается деформации. Из-за низкой механической стабильности смазка «Солидол С» в процессе эксплуатации разупрочняется и вытекает из узлов, в то время как «Литол-24» сохраняет свои свойства, удерживается в узле и обеспечивает длительную работу подшипников качения и скольжения без смены и пополнения. Поэтому периодичность смены смазки при применении «Литола-24» по сравнению со смазкой «Солидол С» в шарнирах рулевых и реактивных тяг увеличена в 3 раза, а в шлицевых соединениях карданного вала — в 5—6 раз. Срок службы смазки до замены в подшипниках ступиц колес при переходе со смазки 1-13 на «Литол-24» увеличивается в 2—3 раза. Одним из основных видов повреждения подшипников в процессе эксплуатации является пит-тинг поверхностей трения. Появление питтинга зависит от антипиттинго-вых свойств пластичных смазок. Из этих данных следует, что наихудшими антипиттинговыми свойствами обладают смазки «Солидол С», смазки же ЦИАТИМ -201, ЯНЗ -2 и 1-13 близки между собой, а «Литол-24» и особенно смазка № 158 значительно превосходят их по этому показателю.

В зависимости от типа автомобилей и режимов их эксплуатации для смазок «Солидол С», ЦИАТИМ -201, ЯНЗ -2 и 1-13 характерно питтинговое поражение роликов и беговых дорожек подшипников ступиц колес при пробегах автомобилей от 40 до 80 тыс. км. В то же время на смазке «Ли-тол-24» нарушений нормальной работы подшипников не наблюдается при пробегах свыше 100 тыс. км.

Высокими эксплуатационными свойствами обладает смазка ШРУС -4, которая была разработана специально для шарниров равных угловых скоростей автомобиля «Нива». В дальнейшем ее стали использовать и в шарнирах ВАЗ -2108 и других переднеприводных моделях. Кроме шарниров в новых моделях автомобилей ШРУС -4 смазывает ряд подшипников (в том числе и сцепления), детали карбюраторов и телескопических стоек. Равноценной замены для смазки ШРУС -4 в шарнирах привода колес нет. В хорошо защищенных узлах (шарниры и подшипники) смазка ШРУС -4 может служить до капитального ремонта автомобиля, что позволяет значительно снизить затраты на его техническое обслуживание.

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Остались вопросы по теме:

© 2007-2017 Строй-Техника.Ру - информационная система по строительной технике.

Материалы: http://stroy-technics.ru/article/plastichnye-avtomobilnye-smazki