Механическое оборудование: техническое обслуживание и ремонт / В.И. Бобровицкий, В.А. Сидоров. — Донецк: Юго-Восток, 2011. — 238 с.

Пластические смазки состоят из двух компонентов: жидкой основы (минеральные, растительные, синтетические и другие масла) и загустителя (твёрдые углеводороды, различные соли высокомолекулярных жирных кислот — мыла, высокодисперсные силикагели и бентониты, другие продукты органического и неорганического происхождения). В своём составе содержат присадки, улучшающие эксплуатационные характеристики. В состав смазок вводят различные наполнители: графит, дисульфид молибдена, порошкообразные металлы или их окислы, слюду и др. Мыла — это соли высших жирных кислот, включающие ионы щелочных металлов (кальция, натрия).

Работа пластичной смазки

Загуститель — металлическое мыло, образует ёмкость для масла. Мыло образует решётчатый волоконный каркас, заполненный маслом. Выдавливание масла из этой губки происходит под воздействием механических сил и температур. Благодаря наличию структурного каркаса пластичные смазки ведут себя при небольших нагрузках как твёрдые тела (под действием собственного веса не растекаются, удерживаются на наклонных и вертикальных плоскостях), а под воздействием нагрузок, превышающих прочность структурного каркаса, текут подобно маслам. Однако, при снятии нагрузки, течение смазки прекращается и она вновь приобретает свойства твёрдого тела.

Преимущества пластичных смазок:

  • способность удерживаться в негерметичных узлах трения;
  • работоспособность в широких температурном и скоростном диапазонах;
  • лучшая смазывающая способность;
  • более высокие защитные свойства от коррозии;
  • работоспособность в контакте с водой и другими агрессивными средами;
  • большая экономичность.

Недостатки пластичных смазок:

  • плохая охлаждающая способность;
  • более высокая склонность к окислению;
  • сложность подачи к узлу трения.

В зависимости от загустителя различают:

  • кальциевые;
  • натриевые;
  • литиевые;
  • синтетические.

В зависимости от температуры каплепадения различают:

  • низкотемпературные;
  • среднетемпературные;
  • высокотемпературные.

По назначению пластичные смазочные материалы бывают:

  • антифрикционные;
  • защитные;
  • уплотнительные.

Характеристики пластичных смазок:

  1. Температура каплепадения — это температура, при которой от смазки, нагретой в стандартных условиях, выделяется первая капля масла. Эта температура должна быть больше на 10…20 °С температуры узла трения. Диапазон работы традиционных пластичных смазочных материалов — от -30 °С до +140 °С. Температура каплепадения: литиевых смазок — +170…+200 °С, комплексных кальциевых и бариевых — +230…+260 °С. Верхний температурный предел работоспособности литиевых смазок лежит в пределах +110…+130 °С, а комплексных кальциевых — +150…+160 °С.
  2. Консинстенция характеризует степень жёсткости пластичных смазок. Её измеряют стандартными пенетрометрами, погружая в смазочный материал тарированный конус. Глубина погружения (в сотых долях сантиметра) за 5 секунд при температуре +25 °C называется числом пенетрации. Чем больше это число, тем меньше консистентность смазки. Высокое число пенетрации — смазка мягкая, низкое число — смазка жёсткая. С повышением температуры плотность пластичных смазок уменьшается. Чтобы установить характер такого изменения, число пенетрации определяют при +25 °С, +50 °С, +75 °С. Для работы в узлах трения со значительными тепловыми колебаниями выбирают материал с более пологой кривой пенетрации. Этот показатель можно использовать при оценке единообразия различных партий смазки.
  3. Вязкость характеризует течение смазки после нарушения связей в её структурном каркасе в результате приложения критической нагрузки. Вязкость смазок зависит от температуры и от условий течения, то есть скорости деформации. С повышением температуры и увеличением скорости деформации вязкость смазок уменьшается. Особенно чувствительна вязкость смазок к изменению скорости деформации. Вязкость смазки определяет условия заправки в узлы трения при низких температурах, влияет на пусковые и установившиеся моменты сдвига подшипников, характеризует прокачиваемость по мазепроводам.
  4. Наличие воды в смазке приводит к коррозии деталей узлов трения. Максимальное наличие воды: в кальцевых смазках — не выше 4%, в натриевых — не выше 0,5%, в защитных — наличие воды не допускается.
  5. Испаряемость определяется в процентах улетучившегося масла при заданной температуре в строго регламентированное время. Потеря масла из-за испаряемости приводит к относительному повышению содержания загустителя в смазке и увеличению предела прочности, вязкости, а также изменению других эксплуатационных свойств смазок.
  6. Водостойкость — способность смазок не растворяться в воде, не поглощать её из окружающей среды, не смываться и не изменять значительно своих свойств при контакте с ней. Стандартного метода определения водостойкости нет. При необходимости, в каждом отдельном случае в нормативно-техническую документацию записывают определённую методику (кипячение в горячей воде, смываемость с вращающегося подшипника или пластины).
  7. Несущая способность смазывающей плёнки учитывает критическую температуру разрушения смазывающей плёнки, критическое давление, пластифицирующее действие и адгезионные силы, антифрикционные и противоизносные свойства, противозадирные и другие характеристики. Смазки в своем составе содержат поверхностно-активные вещества, поэтому их смазочная способность значительно выше, чем масла наполнителя. Несущую способность смазывающей плёнки смазок в граничном слое оценивают по результатам испытаний на трение и износ, к числу которых относится также метод оценки противоизносных и противозадирных свойств на четырехшариковой машине трения.
  8. Антикоррозионные свойства характеризуют коррозионное действие смазки на металлы. Определяют методом погружения металлических пластин в смазку, выдержку в ней при заданной температуре с последующим визуальным определением наличия на пластине следов коррозионного воздействия. Появление коррозионных пятен на пластинах, значительное их потемнение, изменение цвета и внешнего вида смазки в зоне контакта с пластинами указывает на недостаточную антикоррозионную стабильность смазки.
  9. Механические примеси при эксплуатации пластичных смазочных материалов не допускаются.
  10. Наличие кислот и щелочей. Наличие кислот не допускается. Оптимальным является нейтральный состав. Щёлочь (до 0,2%) в смазке допускается для связывания кислот, образующихся при эксплуатации.

Типы пластичных смазок

Кальцевые (солидолы) — влагостойкие, могут содержать до 4% влаги, имеют хорошую механическую стабильность, имеют низкий коэффициент внутреннего трения, смешиваясь с водой, не образуют эмульсии. Используются в условиях высокой влажности при температуре -30…+55 °С. Расплавляясь, теряют содержащуюся в них воду, после охлаждения не восстанавливают свои физико-химические свойства.

Натриевые — чувствительны к влаге, соединяясь с водой, образуют эмульсию и выделяют коррозирующие щелочи и кислоты. Применяются при отсутствии контакта с водой при температуре -30…+150 °С. Обладают хорошей маслянистостью, хорошими уплотняющими свойствами и восстанавливают свои характеристики после расплавления.

Кальциево-натриевые — по влагостойкости и температурному диапазону занимают промежуточное место. Они эффективны для применения в условиях небольшой влажности при температуре 0…+110 °С.

Литиевые — в основе лежит литиевое мыло, имеющее положительные свойства кальциевых и натриевых смазок, но без их недостатков. Имеют хорошую маслянистость, отличную температурную устойчивость. Применяются при температуре -50…+150 °С при возможности проникновения воды.

Смазки с синтетическими маслами — в качестве масла используют полиальфаолефины эфирных и силиконовых масел, которые отличает большая устойчивость против старения, чем у минеральных масел. Загустители — литиевое мыло, бентонит. Имеют очень малые потери на трение и работают при температуре -70…+150 °С.

Краткий ассортимент пластичных смазок приведен в таблице 5.2.

Таблица 5.2 — Ассортимент пластичных смазок
Наименование Замена Область применения
Смазка индустриальная ИП-1 ИП-1-Л, ИП-1-З Для централизованной смазки подшипников скольжения и качения, направляющих и других узлов трения, для закладной смазки зубчатых муфт.
Солидол синтетический УСС-1 УСС-2 Для смазки под давлением подшипников скольжения и качения в холодное время года в условиях повышенной влажности, для смазки пресс-маслёнками.
Консталин УТС-1 УТС-2 Для смазки подшипников скольжения и качения, для цепных передач в условиях, полностью исключающих контакт смазки с водой, для механизмов доменного оборудования: втулок барабанов лебёдки управления конусами, подшипников и шарниров направляющих устройств, подшипников качения скиповой лебёдки, для кузнечно-прессового оборудования.
Индустриально-металлургическая №10 Для смазки бронзовых подшипников скольжения, рабочих валков прокатных клетей и для других узлов трения, работающих при повышенных нагрузках и средних скоростях.
Графитная УСС-А Для смазки тяжелонагруженных открытых зубчатых передач, централизованной смазки высоконагруженных мест трения. Для цепей лебёдки управления конусами.
ЦИАТИМ 201, 202 Для смазки подшипников скольжения и качения (со скоростью вращения до 3000 об./мин. — 201; со скоростью вращения до 30000 об./мин. — 202).
Литиевая 203, 208 Для смазки узлов трения в условиях высоких удельных давлений (до 500 МПа — 203; до 2400 МПа — 208).
Канатная Для смазки стальных канатов.

Присадки к пластическим смазкам

Антикоррозийные — используют при работе во влажной среде, при консервации и при хранении.

Антиокислительные — замедляют окисление при высокой температуре.

Антизадирные — соединения фосфора, хлора и серы повышают несущую способность смазочного слоя, иногда отрицательно влияют на подшипниковую сталь.

Маркировка пластичных смазок

Маркировка пластичных смазок обозначается буквами в следующем порядке:

  1. Область применения:
    • У — универсальная;
    • И — индустриальная;
    • П — прокатная;
    • А — автотракторная;
    • Ж — железнодорожная;
  2. Наименование группы (для универсальных смазок):
    • Н — низкотемпературная;
    • С — среднеплавкая;
    • Т — тугоплавкая;
  3. Марка и специфические свойства:
    • М — морозостойкая;
    • В — влагостойкая;
    • З — защитная;
    • К — канатная.

Примеры маркировки:

  • смазка УНЗ (универсальная, низкоплавкая, защитная);
  • смазка УСС-1 (универсальная, среднеплавкая, синтетическая).
< 5.1. Виды трения Содержание 5.3. Пластичные смазочные материалы (особенности, способы подачи и контроля) >