Пластичные смазки

Пластичные смазки используют для уменьшения трения и из­нашивания трущихся деталей и частично в качестве защитных и уплотнительных материалов. Их применяют в основном в местах, из которых жидкие масла вытекают, а также в тех узлах, доступ к которым ограничен или затруднен и, следовательно, он.и должны, работать длительное время без смены смазочного материала. К таким узлам трения относятся подшипники качения, шарнирные соединения и другие сопряженные трущиеся детали.

В процессе применения смазки подвергаются давлению, на­греву, загрязнению и сбрасыванию с движущихся деталей. При неблагоприятных условиях смазка выдавливается из узла трения или из нее в результате разрушения структуры вытекает масло. Эти причины отражаются на структуре, свойстве, способности смазок удерживаться в узлах трения и учитываются при их про­изводстве.

Нагрев смазки в узле трения в большой мере зависит от окру­жающей температуры. В холодное время года смазки сильно за* густевают, теряют пластичность, что ухудшает смазывание тру­щихся деталей и затрудняет подачу смазочного материала в узел трения через пресс-масленки. Чтобы надежно заполнить смазкой узел трения шарнирного типа, необходимо создать давление поряд­ка 100...200 кгс/см² и даже более.

Смазка в узле трения при недостаточной его герметизации улавливает грязь, частицы изнашивания и влагу, что неблаго­приятно сказывается на трущихся деталях и механизме в целом.

В соответствии с назначением и условиями применения пласти­чные смазш должны удовлетворять следующим общим требова­ниям:

— обладать необходимыми механическими свойствами, осо­бенно в области высоких рабочих температур, и не слишком загу­стевать при низких температурах (эти свойства смазок оцени­ваются такими показателями, как предел прочности, эффективная вязкость и пенетрация);

— обладать достаточной теплостойкостью, т. е. не плавиться при нагревании (оценивается по температуре каплепадения);

— не распадаться при хранении и в узлах трения на масло и загуститель (это свойство оценивается по показателю коллоидной стабильности);

— не разрушаться под действием воды (оценивается водо­стойкостью смазки);

— быть стабильными в химическом отношении (оценивается по степени окисляемости в лабораторных условиях);

— обладать хорошими защитными свойствами и не вызывать коррозии металла (оценивают защитные свойства по способности удерживаться на смазываемой поверхности и коррозионному воз­действию на металл);

— надежно изолировать неплотности смазываемых узлов и герметизируемые соединения.

СВОЙСТВА СМАЗОК

Требования к качеству каждой марки пластичных смазок отражены в показателях,-предусмотренных стандартами. Рассмот­рим показатели качества, наиболее важные для смазок, приме­няемых на автомобильной технике.

Предел прочности — это минимальное удельное напряжение, при котором происходит разрушение каркаса смазки в результате сдвига одного ее слоя относительно другого. При небольшом напряжении смазка проявляет упругую деформацию, а при боль­шем начинает течь.

Предел прочности определяют по ГОСТ 7143—73 на пластометре при 50°С. Для различных смазок предел прочности состав­ляет 1...3 гс/см². С повышением температуры предел прочности уменьшается, а при понижении, наоборот, увеличивается. У неко­торых синтетических смазок после нагревания и последующего охлаждения происходит термоупрочнение, т. е. переход из пла­стичного состояйпя в твердое.

Предел прочности- характеризует способность смазок сопро­тивляться вытеканию через неплотности узла трения, противо­стоять сбрасыванию с движущихся деталей под влиянием инер­ционных сил и удерживаться, не стекая и не сползая, «а наклон­ных и вертикальных поверхностях.

Эффективная вязкость —это показатель, отражающий такое состояние смазки, когда она начинает течь, уподобляясь жидко­сти, под воздействием внешнего давления и температуры, разру­шающих каркас смазки.

Однако между вязкостью истинной жидкости и вязкостью"пла­стичной смазки имеется различие. Вязкость смазки зависит от скорости смещения слоев относительно друг друга, поэтому ее и называют эффективной. Чем больше скорость сдвига слоев, тем меньше вязкость смазки (рис. 47). Уменьшение вязкости в данном случае объясняется размельчением частиц каркаса и ориентацией их по ходу смещения слоев. С увеличением скорости вязкость смазки приближается к вязкости масла, на котором смазка при­готовлена. При прекращении движения смазка снова становится пластичной.

С повышением температуры эффективная "вязкость смазки уменьшается, а с понижением.— увеличивается. Поэтому при опре­делении эффективной вязкости смазок учитывают скорость дефор­мации (градиент) сдвига и температуру. Градиент сдвига определяют как отношение скорости взаимного перемещения слоев смазки к расстоянию между ними (размерность см/(с-см)= = с-').

Эффективную вязкость сма­зок определяют в лаборатории на автоматическом капиллярном вискозиметре при 0° С, градиенте сдвига 10 с"¹ и выражают в пуазах.

С помощью эффективной вязкости оценивают прокачивае-мость смазки по мазепроводам к узлам трения, потерю энергии на трение в механизмах и величину усилий в пусковой период, когда вязкость смазки максимальна. Для обеспечения хорошей прокачиваемости эффективная вязкость смазки не должна превышать 2500 П при 0°С и градиенте сдвига 10 с~'.

Пенетрация характеризует густоту (мягкость или твердость) смазки и определяется в лаборатории горючего по глубине погружения в смазку конуса массой 150 г за 5 с при 25° С и выра­жается в десятых долях миллиметра глубины погружения конуса. Эта глубина погружения называется числом пенетрации. Чем мягче смазка, тем глубже погружается конус и тем больше число пенетрации.

Ввиду несовершенства методики определения показатель пене­трации смазок принимается в довольно широких пределах, поряд­ка 150.„350.

Пенетрация условно показывает способность смазку сопро­тивляться выдавливанию из узла трения скольжения, а также определяет легкость подачи смазки в трущуюся пару.

Температурой каплепадения называется та температура,.при которой падает первая капля смазки, помещенной в капсюле при­бора (рис. 48) и нагреваемой в стандартных условиях (ГОСТ 6793—74). Температура каплепадения зависит в основном от вида загустителя: у смазок на кальциевых мылах 70...90° С, на -ком­плексных кальциевых мылах до 200° С, на натриевых мылах 120... 150° С, на литиевых 170...210° С.

Температура каплепадения характеризует способность выте­кания смазки из разогретого узла трения {предел работоспособ--Ности смазки при высоких температурах). Для предупреждения вытекания необходимо, чтобы температура каплепадения смазки была на 15... 20°С выше рабоней температуры смазываемой детали.

Коллоидной стабильностью на­зывается способность смазок сопро­тивляться выделению из них масла во время хранения и применения. Показатель коллоидной стабильно­сти определяют согласно ГОСТ 7142^-74 по количеству масла, вы­давленного из смазки в специаль­ном приборе, и выражают в процен­тах по массе. Величина коллоидной стабильности зависит от вида загу­стителя и вязкости масла. Чем мельче частицы каркаса, тем ста­бильнее смазка. Лучшей стабильно­стью отличаются смазки на литие­вых мылах. С понижением вязкости масла, применяемого для изготов­ления смазок, коллоидная стабиль­ность становится хуже, так как маловязкое масло труднее удержи­вается в ячейках каркаса загусти­теля. Повышение температуры так­же способствует разделению смазок на загуститель и масло, что необ­ходимо учитывать при организации хранения смазок.

Выделение масла сопровожда­ется ухудшением свойств смазки: она становится чрезмерно.густой, на поверхности образуется корка. При вытекании выделившегося ма­сла из тары хранимая смазка при­ходит в полную негодность.

Водостойкость смазки оцени­вается как положительная, если

под влиянием воды смазка сохраняет свои свойства. Водостой­кость смазки зависит от растворимости загустителя в воде: если загуститель растворяется в воде, смазка оказывается неводостой­кой, и нао_борот. Натриевые мыла растворимы в воде, а кальцие­вые, литиевые мыла и углеводородные загустители в воде не раст­воряются.

Химическая стабильность смазок характеризует их устойчи­вость против окисления кислородом воздуха во время хранения

и применения. Окисление сопровождается уплотнением смазок и образованием агрессивных продуктов, вызывающих коррозию. Химическую стабильность смазок определяют по количеству кис­лорода, поглощенного при окислении смазки в стандартных усло­виях, и по наличию продуктов окисления.

Защитные свойства определяют по степени изменения поверх­ности металлических пластин с нанесенным слоем смазки, поме­щенных в среду с повышенной влажностью. Кроме того, при оценке защитных свойств определяют способность смазок сопро­тивляться сползанию и смыванию с поверхностей.

Коррозионность смазок оценивают по степени коррозирования металлических пластинок при контакте с испытуемой смазкой в условиях испытания по ГОСТ 5757—67. Коррозию металла узлов трения могут вызвать свободные органические кислоты или щелочи, а также продукты окисления смазок, образующиеся непосредственно в узлах трения.

Классификация пластичных смазок. Смазки разде­лены (ГОСТ 23258—78) на четыре группы: антифрик­ционные, консервационные (защитные), уплотнитель-ные и канатные. Наиболее обширная группа смазок — антифрикционные. Они предназначены для снижения износа и трения соединяемых деталей. В свою оче­редь антифрикционные смазки делят на подгруппы, обозначаемые индексами: С — общего назначения (работоспособны до 70°С); О — для повышенной тем­пературы (до 110°С); М — многоцелевые (работо­способны от —30 до +l30°C и в условиях повышен­ной влажности); Ж — термостойкие (150°С и выше); Н — морозостойкие (ниже —40 °С); И — противоза-дирные и противоизносные; П — приборные; Д — при-работочные; X — химически стойкие.

Консервационные, или защитные, смазки, обозна­чаемые буквой 3, предназначены для предотвращения коррозии металлических поверхностей при хранении и эксплуатации техники. Ушютнительные (А—арма­турные, Р — резьбовые, В — вакуумные) и канатные (К) смазки в автотракторной технике применяют ог­раниченно.

Кроме назначения и области применения, в обозна­чении указывают тип загустителя, рекомендуемый тем­пературный диапазон применения и консистенцию (густоту). Загуститель обозначают первыми двумя буквами металла, входящего в состав мыла: Ка-~ кальциевое, На — натриевое, Ли — литиевое, Ли-Ка — смешанное литиево-кальциевое. Рекомендуемый тем­пературный диапазон указывают дробью: в числите­ле— уменьшенная в 10 раз без знака минус мини-мальная температура, а в знаменателе — уменьшенная в 10 раз максимальная температура эксплуатации.

Консистенцию обозначают условным числом от О до 7.

В качестве примера рассмотрим обозначение смазки М Ли 4/13—3 (Литол-24). Это смазка — анти­фрикционная многоцелевая (М), загущена литиевыми мылами (Ли), работоспособна в интервале темпера­тур от —40 до +130°С (4/13). Цифра 3 —это услов­ное число, характеризующее консистенцию смазки, определяемую по глубине погружения (в десятых до­лях миллиметра) стандартного металлического кону­са в смазку. Обозначение должно быть указано в стан­дартах, технических условиях на смазки, а также в технической документации, регламентирующей их применение.

Марки, состав и область применения наиболее ши­роко распространенных в автотракторной технике сма­зок приведены в таблице 21.

К пластичным смазкам относят солидолы разных марок, отличающиеся содержанием загустителя, а сле­довательно, температурным диапазоном работоспо­собности. Солидолам присущи хорошие водостойкость и коллоидная стабильность. Жировые и синтетические солидолы обладают примерно одинаковыми эксплуа­тационными свойствами и взаимозаменяемы. Анало­гичны свойства у смазки 1-13, однако у нее при улуч­шенной термостойкости хуже влагоустойчивость.

Подвеску тракторов и другие тяжелонагруженные узлы трения смазывают смазкой УСсА, которая по основным показателям аналогична солидолам, но для повышения антифрикционных свойств в нее введено около 10 % графита. В небольшом количестве для ав­тотракторной техники поступает смазка ЦИАТИМ-201, характеризующаяся хорошими низкотемпературными свойствами.

Значительно расширяется область применения вы­сококачественной смазки «Литол-24» с увеличенным до 1...2 тыс. ч сроком смены. Перспективно ее исполь­зование в подшипниках одноразового заполнения (на­ряду со смазкой № 158). Это позволяет уменьшить трудоемкость технического обслуживания тракторов и автомобилей, повысить надежность работы техники.

Шариковые однорядные подшипники с одноразо­вой смазкой имеют двусторонние уплотняющие метал­лические кольца. Смазкой подшипники заполняют при