Главная / Статьи / Пластичные смазки

Пластичные смазки. Виды. Применение. Производитель

Виды смазок и их применение

Смазочные материалы широко применяются в современной технике, с целью уменьшения трения в движущихся механизмах (двигатели, подшипники, редукторы, и.т д), и с целью уменьшения трения при механической обработке конструкционных и других материалов на станках (точение, фрезерование, шлифование и т. д.). В зависимости от назначения и условий работы смазочных материалов (смазок), они бывают твёрдыми (графит, дисульфид молибдена, иодид кадмия, диселенид вольфрама, нитрид бора гексагональный и т. д.), полутвёрдыми, полужидкими (расплавленные металлы, солидолы, консталины и др), жидкими (автомобильные и другие машинные масла), газообразными (углекислый газ, азот, инертные газы).

Все жидкие смазочные материалы делятся на классы по вязкости (классификация SAE для моторных и трансмиссионных масел, классификация ISO VG (viscosity grade) для индустриальных масел), и на группы по уровню эксплуатационных свойств (классификации API, ACEA для моторных и трансмиссионных масел, классификация ISO для индустриальных масел.

По агрегатному состоянию делятся на:

- твёрдые,

- полутвёрдые,

- полужидкие,

- жидкие,

- газообразные.

 

По назначению:

 

- Моторные масла — применяемые в двигателях внутреннего сгорания.

 

- Трансмиссионные и редукторные масла — применяемые в различных зубчатых передачах и коробках передач.

 

- Гидравлические масла — применяемые в качестве рабочей жидкости в гидравлических системах.

 

- Пищевые масла и жидкости — применяемые в оборудовании для производства пищи и упаковки, где возможен риск загрязнения продуктов смазывающим веществом.

 

- Индустриальные масла (текстильные, для прокатных станов, закалочные, электроизоляционные, теплоносители и многие другие) — применяемые в самых разнообразных машинах и механизмах с целью смазывания, консервации, уплотнения, охлаждения, выноса отходов обработки и др.

 

- Электропроводящие смазки (пасты) — применяемые для защиты электрических контактов от коррозии и снижения переходного сопротивления контактов. Электропроводящие смазки изготавливаются консистентными.

 

- Консистентные (пластичные) смазки — применяемые в тех узлах, в которых конструктивно невозможно применение жидких смазочных материалов.

 

Пластичные смазки и их назначение

Пластичные смазки представляют собой густые мази, предназначенные для смазывания подшипников качения различных типов, шарниров, рычажных, кулачково-эксцентриковых систем и др.

В отличие от жидких масел, пластичные смазки обладают сдвиговой прочностью.

Пластичные смазки обладают следующими достоинствами:

  • удерживаются на наклонной и вертикальной поверхностях,
  • не выдавливаются из контакта,
  • обладают хорошей смазочной способностью в довольно широком интервале температуры,
  • способны герметизировать узел,
  • обеспечивают малый расход смазки,
  • позволяют упростить конструкцию узла, снизить металлоемкость, сократить затраты на обслуживание.

В России выпускается около 150 видов смазок. Смазки классифицируют по консистенции, составу и областям применения.

По консистенции смазки разделяют на полужидкие, пластичные и твердые.

Пластичные и полужидкие смазки представляют собой коллоидные системы, состоящие из дисперсионной среды, дисперсной фазы, а также присадок и добавок. Наибольшее применение пластичные смазки получили в подшипниках качения и скольжения, шарнирах, зубчатых, винтовых и цепных передачах, многожильных тросах.

Твердые смазки до отвердения являются суспензиями, дисперсионной средой которых служит смола или другое связующее вещество и растворитель, а загустителем – дисульфид молибдена, графит, технический углерод и др. После отвердения (испарения растворителя) твердые смазки представляют собой золи, обладающие всеми свойствами твердых тел и характеризующиеся низким коэффициентом сухого трения.

Наиболее распространенной группой являются пластичные смазки, которые по консистенции занимают промежуточное положение между жидкими маслами и твердыми смазочными материалами. В состав пластичных смазок входят: базовое масло (70-90%), загуститель и присадки.

Содержание загустителей в смазках составляет, как правило, 10-15%, при низкой загущающей способности – до 20-30% по массе. Именно загуститель в обычных условиях позволяет смазке вести себя как твердому телу, а при приложении нагрузки – течь как жидкости. Собственно говоря, разновидность и количество загустителя определяют эксплуатационные свойства пластичной смазки, поэтому по загустителю устанавливают тип смазки.

Улучшение качества смазок достигается введением различных присадок (0,001-5% по массе), в качестве которых обычно используются органические соединения, растворимые в дисперсионной среде и оказывающие существенное влияние на формирование структуры и реологические свойства смазок. В качестве антиокислительной присадки чаще всего используют ионол, антикоррозионной – нитрованный окисленный петролатум, противоизносной – трикрезилфосфат и т.д. Кроме присадок, характерных для масел, в пластичную смазку могут добавляться твердые добавки (антифрикционные, герметизирующие) такие, как дисульфид молибдена (MoS2) или графит.

По составу в зависимости от типа дисперсионной среды выделяют смазки на нефтяных (минеральных) и синтетических маслах. Из минеральных масел, используемых при изготовлении пластичных смазок, пластичных смазок в России наибольшее применение нашли индустриальные масла произведенные по ГОСТ 1707-51.

 

Классификация смазок

Твердые смазочные материалы не меняют своего состояния при любой температуре, обладают высокими механическими характеристиками, поэтому их используют в высоконагруженных узлах трения. Однако их трудно подводить в зоны трения. Они наносятся на трущиеся поверхности, как правило, однократно и могут обеспечить лишь относительно короткий период работы узла трения. В некоторых механизмах имеется возможность использовать твердые смазки многократно. На­пример, стержни из дисульфида молибдена используют для смазывания поверхности гребня колеса локомотива, который трется о боковую поверхность головки рельса при движении в кривых малого радиуса. При этом твердая смазка наносится на гребень колеса постоянно прижатым к нему стержнем, укрепленным в раме тележки локомотива.

Консистентные (пластичные) смазкипри условии эксплуатации сохраняются в полужидком состоянии, но с повышением температурыпереходят в жидкое состояние. Такая смазка лучше удерживается в узле трения и не стекает с деталей при остановках механизма. Она используется для недостаточно хорошо герметизированных узлов трения, но ее также трудно подвести в зоны трения, нельзя использовать в системах с циркуляцией смазочного материала.

Жидкие смазки при температурах эксплуатации находятся в жидком состоянии, ониполучили наибольшее распространение. Их выпуск составляет 90 % от всех видов смазок, около 60 % из них приходится на моторные масла, применяемые в двигателях внутреннего сгорания. Достоинства – широкая возможность выбора по свойствам, легкость подвода к зонам трения, возможность циркулировать в системе. Однако жидкие смазки имеют также недостатки: вытекают из плохо герметизированных узлов трения, не могут быть использованы в узлах с высокими механическими нагрузками, имеют ограничения по температуре применения. Основным сырьем для получения жидких минеральных масел являются продукты переработки нефти. Жидкие смазки классифицируются по назначению, способу очистки и способу получения.

В общем случае к смазочным материалам предъявляются следующие требования: наличие антифрикционных и антизадирных свойств; высокая химическая и физическая стабильность при условиях работы узла трения; способность отводить тепло и продукты износа от узла трения; минимальная токсичность и хорошие противопожарные характеристики; низкая химическая агрессивность к конструкционным материалам (окисляемость, коррозионная активность) и пр.

 

Виды смазок

При выборе базового масла учитывают область применения смазки. Так, в узлах трения с малыми нагрузками и высокими скоростями целесообразнее применять смазку, в составе которой находится маловязкое минеральное масло. Наоборот, для узлов трения, несущих большую нагрузку и работающих с низкими скоростями, целесообразно вводить в состав консистентной смазки высоковязкие масла.

В зависимости от входящего в их состав загустителя различают:

  • Мыльные смазки, для получения которых в качестве загустителя применяют соли высших карбоновых кислот (мыла). В зависимости от аниона мыла, смазки одного и того же катиона разделяют на обычные и комплексные (кальциевые, литиевые, бариевые, алюминиевые и натриевые). В отдельную группу выделяют смазки на смешанных мылах, в которых в качестве загустителя используют смесь мыл (литиево-кальциевые, натриево-кальциевые и др., первым указан катион мыла, доля которого в загустителе большая). Мыльные смазки в зависимости от применяемого для их получения жирового сырья называют условно синтетическими (анион мыла – радикал синтетических жирных кислот) или жировыми (анион мыла – радикал природных жирных кислот).
  • Кальциевые смазки называются солидолами (к солидолам относится также графитная смазка УСА). Это наиболее распространенные пока у нас в стране смазки благодаря своей дешевизне и удовлетворительным эксплуатационным характеристикам. При нагревании примерно до 80°С солидолы необратимо распадаются, и это делает невозможным их применение в таких узлах автомобиля, как, например, ступицы передних колес, подшипники водяного насоса, распределитель зажигания. Комплексные кальциевые смазки по сравнению с солидолами термически стабильны, обладают высокими противозадирными свойствами, но склонны к термоупрочнению и гигроскопичны (хранить их надо в герметичной таре). К этим смазкам относятся униолы.
  • Натриевые и натриево-кальциевые смазки (жировые консталины), обязаны своему распространению довольно высокой температуре плавления. Однако область их применения ограничена, так как они неводостойки – растворяются в воде, хорошо смываются водой с поверхностей и т. д. По современным меркам перечисленные смазки являются устаревшими, их производство постепенно прекращается.
  • Все большее распространение во всем мире благодаря своим ценным эксплуатационным качествам получают литиевые и комплексные литиевые смазки (литолы, ЦИАТИМ и др.). Комплексные литиевые смазки, в отличии от литиевых, работоспособны в более широком интервале температур и применяются в оборудовании текстильной, станкостроительной, автомобильной и др. отраслях промышленности.

Неорганические смазки, для получения которых в качестве загустителя используют термостабильные с хорошо развитой удельной поверхностью высокодисперсные неорганические вещества. К ним относят силикагелевые, бентонитовые, графитные, асбестовые и другие смазки.

Органические смазки, для получения которых используют термостабильные, высокодисперсные органические вещества. К ним относят полимерные, пигментные, полимочевинные, сажевые и другие смазки. Новое поколение полиуреатных смазок, приготовленных на нефтяных и синтетических углеводородных маслах, имея верхнюю температуру применения 220°С, по этому показателю вплотную приблизились к высокотемпературным тефлоновым смазкам на основе перфторполиэфиров, выгодно отличаясь от последних значительно меньшей стоимостью.

Углеводородные смазки, для получения которых в качестве загустителей используют высокоплавкие углеводороды. В основном это консервационные и канатные смазки.

 

Область применения смазок

По области применения, в соответствии с ГОСТ 23258-78, смазки подразделяются на:

1. Антифрикционные (снижение износа и трения сопряженных деталей).

2. Смазки узкоспециализированные (отраслевые).

3. Консервационные (предотвращение коррозии металлических изделий и механизмов при хранении, транспортировании и эксплуатации). В свою очередь они подразделяются на смазки общего назначения и канатные смазки (предотвращение износа и коррозии стальных канатов).

4. Уплотнительные (герметизация зазоров, облегчение сборки и разборки арматуры, сальниковых устройств, резьбовых, разъемных и подвижных соединений, в том числе вакуумных систем).

Самая большая группа смазок по области применения – антифрикционные смазки. Эта группа смазок в свою очередь включает:

  • Cмазки общего назначения (Солидол С, Солидол Ж, Графитин, Графитная Ж). Солидолы как наиболее дешевые смазки до недавнего времени были наиболее востребованы. В последнее время наметилась тенденция к сокращению выпуска солидолов. Это связано с заменой солидолов на многоцелевые смазки.
  • смазки общего назначения для повышенных температур.
  • термостойкие смазки (Циатим-221, ВНИИНП-207, ВНИИНП-210, ВНИИНП-214, ВНИИНП-219,ВНИИНП-231, ВНИИНП-233, ВНИИНП-235, ВНИИНП-246, ВНИИНП-247, Графитол, Аэрол, Силикол, Полимол, ПФМС-4С).
  • морозостойкие смазки (Циатим-203).
  • химическистойкие смазки (Циатим-205, ВНИИНП-279, ВНИИНП-280, ВНИИНП-282, ВНИИНП-283,ВНИИНП-294, ВНИИНП-295, ВНИИНП-298, Криогель).
  • приборные смазки (Циатим-201, Циатим-202, ВНИИНП-223, ВНИИНП-228, ВНИИНП-257,ВНИИНП-258, ВНИИНП-260, ВНИИНП-270, ВНИИНП-271, ВНИИНП-274, ВНИИНП-286, ВНИИНП-293,ВНИИНП-299).
  • полужидкие смазки (Циатим-208).
  • приработочные пасты (ВНИИНП-225, ВНИИНП-232).

К узкоспециализированным смазкам относятся:

  • авиационные смазки (Эра, ВНИИНП-254, ВНИИНП-261, ВНИИНП-281).
  • индустриальные смазки (ВНИИНП-273).

электроконтактные (ВНИИП-248, ВНИИП-502, Суперконт, Экстраконт, ЭПС-98).

  • Наиболее распространенной маркой среди уплотнительных смазок являются смазки следующих марок: ВНИИП-263, ВНИИП-291, ВНИИП-292.

Отметим, что обилие наименований отечественных смазок (по различным оценкам несколько тысяч наименований) связано с тем, что в бывшем СССР до 1979 г. наименования смазок устанавливали произвольно. В результате одни смазки получили словесное название (Солидол-С), другие – обозначение создавшего их учреждения (ЦИАТИМ-201, ВНИИНП-242). 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. Сейчас в России обязательным требованием к производителям смазок является выпуск продукции в соответствии с Государственными отраслевыми стандартами (ГОСТ), либо в соответствии с Техническими Условиями (ТУ). За рубежом фирмы-производители вводят наименование смазок произвольно из-за отсутствия единой для всех классификации по эксплуатационным показателям (за исключением классификации по консистенции), что также привело к появлению огромного ассортимента пластичных смазок.