Пластичные смазки — применение и классификация
Пластичные смазки — основные свойства
Пластичные смазки используются для уменьшения износа поверхностей трения, продления срока эксплуатации элементов узлов и агрегатов в различных механизмах и машинах промышленного назначения. Пластичная смазка представляет собой смазочный материал, который в зависимости от нагрузки может проявлять свойства твердого тела или жидкости.
При незначительных нагрузках смазки могут сохранять свою форму, не стекая с вертикальной поверхности и тем самым, удерживаясь в негерметизированных узлах трения. При нагрузках, превышающих предел прочности пластичных смазок, они начинают деформироваться, приобретая свойства вязкой жидкости. При прекращении деформирования пластичные смазки вновь становятся твердыми. Эти уникальные свойства пластичных смазок позволяют снизить нагрузку на узлы трения и их износ.
Основой пластичной смазки является масло (нефтяное или синтетическое), занимающее 70 — 90 % от общей массы вещества. Именно от свойства масла зависят и свойства смазки. Одними из главных составляющих пластичной смазки являются добавки, которые улучшают эксплуатационные свойства продукта. Добавки делятся на виды:
- Присадки — препараты, которые добавляется к смазочным материалам в небольших количествах для улучшения их эксплуатационных свойств. Используются с целью улучшения характеристик, обеспечения технических параметров или как ингибиторы коррозии или окисления смазочных материалов.
- Наполнители – усовершенствуют герметизирующие и антифрикционные свойства пластичной смазки. Являются твердыми веществами, имеющими неорганическое происхождение, не растворяются в масле (графит и дисульфид молибдена);
- Модификаторы структуры – формируют эластичную и более прочную структуру консистентной смазки.
От состава пластичной смазки зависят и показатели ее качества, а именно пенетрация (проникновение), температура каплепадения, прочность при сдвиге, водостойкость, механическая стабильность, испаряемость, коррозийная.
Классификация пластичных смазок по стандартам NLGI
NLGI (National Lubricating Grease Institute) является некоммерческой организацией, в состав которой входят ведущие мировые производители смазочных материалов и торговые организации, ассоциированные производители оборудования, промышленные поставщики, сервисные организации, научно — исследовательские и образовательные группы. Согласно информации, опубликованной NLGI в 2004 году, институт имеет представительства в 26 странах.
Классификация пластичных смазок по консистенции (NLGI), была разработана Национальным Институтом Смазок США. За основу был взят уровень пенетрации. Первый параметр, которым оперирует одноименная классификация, это «консистенция смазки» (степень ее густоты) — условная мера механической прочности, твердости. Выражается в номерах или степенях консистенции по системе NLGI (NLGI consistency numbers), которые устанавливаются по пенетрации.
В соответствии с методикой института, при помощи лабораторного метода «рабочей пенетрации» измеряется густота. Определение этого параметра производится с помощью пенетрометра с конусом, который опускают на пять секунд в смазку при температуре 25°С. Глубина погружения конуса измеряется и выражается в десятых долях миллиметра. Обычно пенетрацию определяют как у перемешанной, так и не перемешанной смазки. Разница этих показателей характеризует стабильность смазки и способность выдержать механические нагрузки. Кроме того, чем больше численное значение пенетрации, тем мягче смазка.
Классификация смазок по NLGI
National Lubricating Grease Institute (NLGI) — Национальный институт пластичных смазок (США) разработал классификацию смазок, которая приобрела международный статус.
Содержание
Категория качества автомобильных смазок NLGI
Обозначения
Обязательные испытания при определении категорий NLGI
Классификации NLGI
Категория качества автомобильных смазок NLGI
NLGI LA • NLGI LB • NLGI GA • NLGI GB • NLGI GC
Смазки категории NLGI LA
Используются для смазывания элементов ходовой части и шарнирных соединений легковых автомобилей и других транспортных средств с легким режимом работы.
Требования к качеству
Смазки должны удовлетворительно смазывать элементы ходовой части и шарнирные соединения при частой замене смазки (в легковых автомобилях через каждые 3200 км или чаще). Смазки должны быть стойкими к окислению и изменению консистенции, а также охранять шарниры и другие элементы ходовой части от коррозии и износа в условиях малой нагрузки. Обычно рекомендуются смазки консистенции NLGI 2, но так же могут быть использованы смазки и других степеней NLGI.
Смазки категории NLGI LB
Используются для смазывания элементов ходовой части и шарнирных соединений легковых автомобилей, грузовиков и других транспортных средств, работающих в условиях как легкого, так и тяжелого режима. Тяжелым называется такой режим, когда большой интервал замены смазки, большие нагрузки, вибрации, воздействие воды или других загрязнений. Это смазки высшего качества для ходовой части.
Требования к качеству
Смазки должны удовлетворительно смазывать элементы ходовой части и шарнирные соединения при температуре от -40 до +120 С при продленном интервале замены смазки (в легковых автомобилях более 3200 км). Смазки должны быть стойкими к окислению и изменению консистенции, а также охранять элементы ходовой части и шарниры от коррозии и износа, даже под воздействием грязи и больших нагрузок. Обычно рекомендуются смазки консистенции NLGI 2, но так же могут быть использованы смазки и других степеней NLGI.
Смазки категории NLGI GA
Используются для смазывания подшипников колес легковых автомобилей, грузовиков и других транспортных средств, работающих как в легком режиме при частой замене смазки в обычных условиях эксплуатации.
Требования к качеству
Смазки должны удовлетворительно смазывать подшипники при ограниченной температуре от -20 до +70 С. Дополнительных требований нет.
Смазки категории NLGI GB
Используются для смазывания подшипников колес легковых автомобилей, грузовиков и других транспортных средств, работающих как в легком, так и в умеренном режиме. Умеренный режим — это обычные условия эксплуатации, которые бывают у большинства машин.
Требования к качеству
Смазки должны удовлетворительно смазывать в широком интервале температур от -40 , до +120 и даже до +160 С. Смазки должны быть стойкими к окислению, испарению, изменению консистенции, хорошо защищать подшипники от коррозии и износа. Обычно рекомендуются смазки консистенции NLGI 2, но так же могут быть использованы и смазки других степеней NLGI — NLGI 1 и NLGI 3.
Смазки категории NLGI GC
Используются для смазывания подшипников колес легковых автомобилей, грузовиков и других транспортных средств, работающих как в легком, так и в тяжелом режиме. Тяжелый режим встречается в машинах, подшипники которых нагреваются до высокой температуры. Это транспортные средства с дисковыми тормозами, которые работают в «стоп-старт» режиме (автобусы, такси, городские полицейские автомобили и т.д.) или в режиме тяжелого торможения (буксировка, тяжелая езда в горах и т.д.). В настоящее время это смазки высшего качества для подшипников колес.
Требования к качеству
Смазки должны удовлетворительно смазывать в широком интервале температур от -40 , до +160 и даже до +200 С. Смазки должны быть стойкими к окислению, испарению, изменению консистенции, хорошо защищать подшипники от коррозии и износа. Обычно рекомендуются смазки консистенции NLGI 2, но так же могут быть использованы и смазки NLGI — NLGI 1 и NLGI 3.
Обозначения
Для обозначения категорий смазок, NLGI использует знак – символ NLGI, который присваивается лишь смазкам наивысшей категории: GC, LB и GC-LB (рис. 1). Смазки других категорий этим знаком не обозначаются, только на этикетке или в описании обычно указываются символы категории NLGI GA, NLGI GB, NLGI LA. В Европе американская система обозначения автомобильных смазок, основанная на назначении, пользуется редко, а аналогичной европейской системы нет.
Рис. 1. Знаки соответствия категориям NLGI.
Обязательные испытания при определении категорий NLGI
Типы смазок по NLGI
Hight-Performance Multiuse (HPM)
высокопроизводительные смазки для многоцелевого использования
HPM Core Spec — в разработке
базовая смазка
HPM Grease Core with enhanced Water Resistance (HPM + WR) — в разработке
базовая смазка + водонепроницаемость
HPM Grease Core with enhanced Salt Water Corrosion Resistance (HPM + CR) — в разработке
базовая смазка + устойчивость к короззии в соленой воде
HPM Grease Core with High Load Carrying Capacity (HPM + HL) — в разработке
базовая смазка + грузоподъемность
HPM Grease Core with enhanced Low Temp Performance (HPM + LT) — в разработке
базовая смазка + низкотемпературная устойчивость
NLGI LA
Эти составы предназначены для использования в легких рабочих режимах (легковые автомобили и аналогичные по рабочим нагрузкам транспортные средства). Применяются для обработки шарнирных узлов и узлов ходовой части.
Требуемое качество:
При систематической замене (для легковых ТС – максимум через 3,2 тыс.км) смазочные составы должны обеспечивать удовлетворительную обработку всех шарнирных сочленений и узлов ходовой. Также необходима полноценная защита от коррозии при малых рабочих нагрузках. Консистенция смазок не должна меняться, окисление недопустимо. Чаще всего применяются составы консистенцией NLGI-2, но возможно использование и иных степеней NLGI-классификации.
NLGI LB
Составы этого класса предназначены для работы как в легких, так и в сложных рабочих режимах (легковые автомобили, грузовики и аналогичные по условиям эксплуатации ТС). Применяются для обработки шарнирных узлов и деталей ходовой части. Сложным считается режим эксплуатации с повышенным интервалом замены смазки, значительными вибронагрузками и постоянным воздействием влаги и иных загрязнений. В подобных случаях необходимо применение составов высших категорий.
Требуемое качество:
Должно обеспечиваться удовлетворительное смазывание рабочих узлов (шарниров и деталей ходовой) при температурах -40º..+120ºС и при увеличенном промежутке между заменами смазочных составов (для легковых ТС – более 3,2 тыс. км). При этом консистенция смазок должна оставаться в рамках требований заявленного класса. Смазки неподвержены окислению и предохраняют рабочие узлы от корродирования и преждевременного износа, а также воздействия загрязняющих факторов даже при значительных нагрузках. Наиболее востребованы смазки с консистенцией типа NLGI-2, но возможно использование и составов иных степеней.
NLGI GA
Эти составы служат для обработки элементов подшипников в колесах машин, функционирующих в легком режиме (иными словами, при обычных условиях эксплуатации в сочетании с частой заменой смазки). Применяются как для легковых ТС, так и для грузовиков.
Требуемое качество:
Главное условие — обеспечение удовлетворительного смазывания при температурном интервале -20º..+70ºС. Дополнительные критерии отсутствуют.
NLGI GB
Эти составы служат для обработки подшипников в колесах машин, эксплуатируемых как в легких, так и в умеренных условиях. Умеренной называют обычную эксплуатацию, характерную для большинства ТС.
Требуемое качество: В разработке
Эти смазки должны работать в температурном интервале -40º..+120ºС (при определенных условиях – до +160 ºС). Обязательны стойкость к испарению и окислению, а также сохранение консистенции в рамках требований заявленного класса. Составы должны обеспечивать защиту подшипников от износа и корродирования. Чаще всего советуют обрабатывать подшипники смазками типа «2», но допустима и обработка типами «1» и «3».
NLGI GC
Составы этого класса предназначены для обработки подшипников в колесах ТС, функционирующих как в легких, так и в сложных условиях. К сложным относят условия работы, в которых наблюдается нагрев подшипников до более экстремальных температурных значений. Это автомобили, укомплектованные дисковыми тормозами, функционирующие в режимах «стоп-старт» или «сложных торможений». К первому типу относятся такси, автобусы и машины специального назначения, ко второму – машины, применяемые для буксировки либо езды по сложному рельефу (горы, бездорожье и пр.). Смазки этой категории имеют лучшее качество среди применяемых для подшипников составов.
Требуемое качество:
Смазочные составы обязаны обеспечивать удовлетворительную обработку подшипников в рабоче-температурном интервале -40º..+160ºС (в отдельных случаях – до 200 ºС). Главные требования – стойкость к окислительным реакциям и испарению при неизменности консистенции. Кроме того, необходимо обеспечение полноценной защиты подшипников от истирания и корродирования. Наиболее востребованы составы с консистенцией «2», но допустимо и применение типов «1» и «3» (по классификации NLGI).
Маркировка смазочных составов
Категории маркируют символьным обозначением «NLGI». Оно выдается лишь составам высших классов, таких как «LB», «GC», «GC-LB» (рис.1). Иные типы смазок этим знаком не маркируются, допустимо только указание на этикетке обозначение классов «GA, «GB» либо «LA». Это система маркировки, созданная в США, в ее основу положено назначение смазок. В Европе подобная классификация применяется достаточно редко, при этом ее европейский аналог отсутствует.
Рис.1 Знаки соответствия категорий NLGI
Тесты для выявления категории (обязательные)
| ASTM | Испытания | LA | LB | GA | GB | GC |
|---|---|---|---|---|---|---|
| D 217 | Пенетрация | + | + | + | + | + |
| D 566 | Температура каплепадения | + | + | + | + | + |
| D 1264 | Вымывание водой | — | — | — | + | + |
| D 1742 | Температура выделения масла | — | + | — | + | + |
| D 1743 | Предохранение от ржавления | — | + | — | + | + |
| D 2266 | Износ на ЧМШТ | + | + | — | + | + |
| D 2596 | Предельное давление на ЧМШТ | — | + | — | — | + |
| D 3527 | Стойкость к высокой температуре | — | — | — | + | + |
| D 4170 | Питтинговый износ | — | + | — | + | + |
| D 4289 | Совместимость с эластомерами | + | + | — | + | + |
| D 4290 | Текучесть | — | — | — | + | + |
| D 4693 | Низкотемпературный момент вращения | — | + | + | + | + |
NLGI-классификация
В данной системе тип смазки определяется пенетрацией. Чем выше пенетрационное число, тем мягче смазочный состав. Подразделение смазок на типы по консистенции приведено в табл.2. (аналогично сортаменту по DIN51818).
Используется 9 типов смазок («000»-«6»):
- Типы «00» и «000» -полужидкие вещества, представляющие собой достаточную альтернативу маслам в системах и узлах с небольшим сечением подающих маслопроводов (современные грузовые ТС).
- Типы «0» и «1» – составы, применяемые в главных централизованных контурах смазки (грузовики, оборудование для промышленного сектора).
- Тип «2» – наиболее универсальная и распространенная консистенция, применяемая как для легковых машин, так и для грузовиков.
- Типы «2» и «3» – смазки для подшипников.
- Типы «4» и «6» – особо густые составы. Применяют их достаточно редко, главным образом в так называемых «блоках смазки».
Стоит отметить, что пластичные смазочные составы для легковых ТС, как правило, относятся типу «2».