Смазки для уменьшения силы трения

Смазка для узлов трения машин

Смазка для узлов трения машин – это смазочный материал, который в первую очередь характеризуется высокими антифрикционными характеристиками. В зависимости от нагрузки и скорости движения трущихся деталей, такой смазочный продукт различается адгезивными и противозадирными свойствами. Учитывается также температура и условия эксплуатации, в связи с чем состав различается термо- и морозостойкостью, а также антиокислительными свойствами.

Для открытых узлов трения и закрытых механизмов без постоянной подачи смазки, как правило, применяются консистентные пасты, способные удерживаться на поверхности длительное время. Жидкие масла чаще используются в системах автоматической подачи, например, в двигателях внутреннего сгорания.

Применение оптимального смазочного состава всегда оправдывается, так как снижая трение, уменьшается износ деталей и расход энергии. Современные смазочные материалы способны обеспечить не только плавную работу механизма, но и защитить его от агрессивного воздействия среды.

Антифрикционные смазки используются во всех областях народного хозяйства, где применяется техника, для подачи или обработки:

• шариковых и игольчатых подшипников качения;
• подшипников скольжения, втулок и вкладышей;
• редукторов и открытых шестеренчатых и червячных передач;
• цепных передач;
• шариковых и роликовых опор;
• поршневых механизмов;
• направляющих деталей.

Составы, виды и свойства

Главным элементом, обеспечивающим антифрикционные свойства смазки, является базовое масло. Применяются 4 вида: нефтяные, синтетические, органические и полусинтетические (обычно смесь нефтяных и синтетических). Выбор базового масла влияет на температурную стабильность и агрессивность состава к полимерам, резинам, эластомерам.

В базовое масло вводятся присадки, формирующие устойчивость к окислению, а также активные вещества, которые способны модифицировать верхний слой материала детали, создав защитную разделительную пленку и повысив адгезию.

Для термостойких смазывающих материалов применяются более вязкие масла, для морозостойких − жидкие, а в универсальных пастах − средней вязкости. Что касается наилучшей защиты от коррозии здесь лидируют нефтяные масла, а органические, синтетические и полусинтетические − используются в смазках, контактирующих с пластиковыми деталями и резиной.

При этом использование чисто органического масла имеет специализированное назначение, так как для металлов оно не обеспечивает должный уровень защиты от влаги и кислорода. При этом добавление органики в состав, увеличивает противозадирные свойства материала. Синтетические масла используются в составе термостойких смазок.

Консистентные смазывающие вещества получают путем введения в масло загустителя. Применяются мыльные, углеводородные, неорганические и органические загустители. Мыльные, в свою очередь, делятся на натриевые, кальциевые и алюминиевые, литиевые и комплексные. Наиболее распространенное применение в качестве загустителя нашло литиевое мыло. Такие пасты характеризуются повышенной термоустойчивостью и отлично сопротивляются вымыванию водой.

К углеводородным относятся парафины, церезины, петролатумы и др. Такие загустители применяются для смазывающих материалов, работающих под значительными нагрузками при больших скоростях.

Неорганические загустители – силикагели и бентониты, обеспечивают составу низкую испаряемость, а в большинстве случаев и отсутствие точки каплепадения. Используются в термостойких пастах и гелях. Силикагель также применяется для гидрофобизации антифрикционных смазок, работающих в условиях высокой радиоактивности.

Органические загустители такие, как сажа, полимочевина, полимеры используются в специальных смазочных продуктах для пищевого, сантехнического, фармацевтического и медицинского оборудования.

Нередко в консистентные пасты вводят плакирующие добавки. Это твердые мелкодисперсные включения: графит, алюминий, медь, керамика, дисульфид молибдена, политетрафторэтилен. Такие включения значительно повышают антифрикционные свойства паст и предотвращают вытеснение смазки под высоким давлением.

Наряду с повышением скольжения, твердые добавки формируют и другие качества. Например, политетрафторэтилен делает смазку химически устойчивой и диэлектрической. Дисульфид молибдена – термостойкой с большой несущей способностью. Медь и графит добавляют в токопроводящие скользящие пасты.

Передовые компании постоянно работают над составами антифрикционных смазочных продуктов для всех видов оборудования. Используют комбинации, способные взаимно усиливать те или иные характеристики. В результате ассортимент современных смазок для узлов трения машин занимает целый ряд позиций, разделяющихся не только по свойствам, но и по целевому назначению. Применение таких материалов позволяет наилучшим образом защитить дорогостоящее оборудование и полностью окупается экономией на энергозатратах.

Топ лучших смазок для ответственных узлов трения

Компаунд Dow Corning DC 7 – предназначен для обработки трущихся поверхностей в агрессивных и запыленных условиях при высокой температуре до 250°C. Особенность продукта в способности создавать на поверхности устойчивый сухой слой. К такому антифрикционному покрытию не прилипает пыль, через него не проникает влага. Компаунд востребован для открытых механизмов.

Molykote BR2 Plus от компании Dow Corning – литиевая пластичная смазка на основе минерального масла с ингибитором коррозии и противозадирной присадкой. В состав включены наполнители – графит и дисульфид молибдена. Состав предназначен для обработки узлов трения, работающих под большими нагрузками с низкими и средними скоростями. Работает при температуре от -30 до +130°C.

Molykote Multigliss – дисперсия на основе минерального масла с включением графитового наполнителя. Вещество также включает ингибитор коррозии и имеет универсальное многоцелевое назначение. Аэрозоль применяют как для удаления ржавчины, разборки болтовых соединений, так и для смазывания направляющих и цепных, шестеренчатых передач. По диапазону рабочих температур -50. +50°C относится к морозостойким.

EFELE MG-214 – универсальная пластичная смазка 3-го класса консистенции на основе минерального масла, загущенного литиевым мылом без дополнительных включений. Состав применяется как для периодического смазывания, так и для автоматической подачи в узлы трения. Также используется для подшипников и передач в колесной и гусеничной спецтехнике. Работает в широком диапазоне от –40 до +120°С.

Weicon AL-F – специализированный смазочный продукт для узлов трения в пищевом оборудовании. Соответствует HSF-H2 немецкому закону о качестве и безопасности пищевых продуктов (LMBG). Состав на основе минерального масла и литиевого загустителя предназначен для снижения трения в подшипниках скольжения и качения, направляющих, гибких валов в полимерных трубках. Нейтрален к большинству пластиков.

Источник

Колонка тех.эксперта

Пластичные смазки и их классификация

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.

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.

Достоинства и недостатки смазок.

К достоинствам следует отнести способность удерживаться, не вытекать и не выдавливаться из негерметизированных узлов трения, более широкий, чем у масел, температурный диапазон применения. Перечисленные достоинства позволяют 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.

Состав пластичных смазок.

Масло является основой смазки, и на него приходится 70–90% от ее массы. Свойства масла определяют основные свойства смазки.

Загуститель создает пространственный каркас смазки. Упрощенно его можно сравнить с поролоном, удерживающим своими ячейками масло. Загуститель составляет 8–20% от массы смазки.

Добавки необходимы для улучшения эксплуатационных свойств. К ним относятся:

• присадки — преимущественно те же, что используются в товарных маслах (моторных, трансмиссионных и т. п.). Представляют собой маслорастворимые поверхностно-активные вещества и составляют 0,1–5% от массы смазки;
• наполнители — улучшают антифрикционные и герметизирующие свойства. Представляют собой твердые вещества, как правило, неорганического происхождения, нерастворимые в масле (дисульфид молибдена, графит, слюда и др.), составляют 1–20% от массы смазки;
• модификаторы структуры — способствуют формированию более прочной и эластичной структуры смазки. Представляют собой поверхностно-активные вещества (кислоты, спирты и др.), составляют 0,1—1% от массы смазки.

Основные показатели качества смазок.

• Пенетрация (проникновение) – характеризует консистенцию (густоту) смазки по глубине погружения в нее конуса стандартных размеров и массы. Пенетрация измеряется при различных температурах и численно равна количеству миллиметров погружения конуса, умноженному на 10.
• Температура каплепадения – температура падения первой капли смазки, нагреваемой в специальном измерительном приборе. Практически характеризует температуру плавления загустителя, разрушения структуры смазки и ее вытекания из смазываемых узлов (определяет верхний температурный предел работоспособности не для всех смазок).
• Предел прочности на сдвиг – минимальная нагрузка, при которой происходит необратимое разрушение каркаса смазки и она ведет себя как жидкость.
• Водостойкость – применительно к пластичным смазкам обозначает несколько свойств: устойчивость к растворению в воде, способность поглощать влагу, проницаемость смазочного слоя для паров влаги, смываемость водой со смазываемых поверхностей.
• Механическая стабильность – характеризует тиксотропные свойства, т.е. способность смазок практически мгновенно восстанавливать свою структуру (каркас) послу выхода из зоны непосредственного контакта трущихся деталей. Благодаря этому уникальному свойству смазка легко удерживается в негерметизированных узлах трения.
• Термическая стабильность – способность смазки сохранять свои свойства при воздействии повышенных температур.
• Коллоидная стабильность – характеризует выделение масла из смазки в процессе механического или температурного воздействия при хранении, транспортировке и применении.
• Химическая стабильность – характеризует в основном устойчивость смазок к окислению.
• Испаряемость – оценивают количество масла, испарившегося из смазки за определенный промежуток времени, при нагреве до максимальной температуры применения.
• Коррозионная активность – способность компонентов смазки вызывать коррозию металла узлов трения.
• Защитные свойства – способность смазок защищать трущиеся поверхности металлов от воздействия коррозионно-активной внешней среды (вода, растворы солей и др.).
• Вязкость – определяется величинами потерь на внутреннее трение в смазке. Фактически определяет пусковые характеристики механизмов, легкость подачи и заправки в узлы трения.

Пластичные смазки по консистенции занимают промежуточное положение между маслами и твердыми смазочными материалами (графитами).

Несмотря на отсутствие в качестве критериев разбивки на классы других характеристик смазок, эта классификация признана основополагающей во всех странах. Некоторые производители указывают в документации не только класс смазки, но и уровень пенетрации.

Классификация пластичных смазок.

Следует отметить, что не все нижеперечисленные классификации являются общепринятыми для отечественных и зарубежных производителей.

Классификация по типу масла (основы)

• На нефтяных маслах (полученных переработкой нефти).
• На синтетических маслах (искусственно синтезированных).
• На растительных маслах.
• На смеси вышеперечисленных масел (в основном нефтяных и синтетических).

Классификация по природе загустителя

• Мыльные — это смазки, для производства которых в качестве загустителя применяют мыла (соли высших карбоновых кислот). В свою очередь, их подразделяют на натриевые (созданы в 1872 г.), кальциевые и алюминиевые (созданы в 1882 г.), литиевые (созданы в 1942 г.), комплексные (например, комплексные кальциевые, комплексные литиевые) и др. На мыльные приходится более 80% всего производства смазок.
• Углеводородные — смазки, для производства которых в качестве загустителя используются парафины, церезины, петролатумы и др.
• Неорганические — смазки, для производства которых в качестве загустителя используются силикагели, бентониты и др.
• Органические — смазки, для производства которых в качестве загустителя используются сажа, полимочевина, полимеры и др.

Классификация по области применения. В соответствии с ГОСТом 23258-78 смазки делятся на следующие группы.

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

В свою очередь, антифрикционная группа делится на подгруппы: смазки общего назначения, многоцелевые смазки, термостойкие, низкотемпературные, химически стойкие, приборные, автомобильные, авиационные и т.д.

В автомобилях наибольшее распространение получили антифрикционные смазки многоцелевые (Литол-24, Фиол-2М, Зимол, Лита) и антифрикционные смазки автомобильные (ЛСЦ-15, Фиол-2У, ШРБ-4, ШРУС-4, КСБ, ДТ-1, № 158, ЛЗ-31).

Классификация смазок по консистенции (густоте).

Разработана NLGI (Национальный институт смазочных материалов США). Согласно этой классификации смазки делят на классы в зависимости от уровня пенетрации (см. выше) — чем больше численное значение пенетрации, тем мягче смазка. Классификация NLGI пластичных смазок по консистенции приведена в табл. 8.1 (соответствует сортам по DIN 51818. DIN — Институт стандартов Германии).

Наименование смазок.

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-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.

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 (по различным оценкам несколько тысяч наименований).

Источник