§ 8.4. Ассортимент пластичных смазок

В зависимости от вида загустителя ПС различают мыльные, уг­леводородные, органические и неорганические ПС.

Мыльные ПС. В них загустителем являются соли высших жирных кислот — мыла. Для изготовления этих ПС используют природные (растительные и животные) жиры или синтетические жирные кислоты. Соответственно мыльные ПС разделяют на жировые и синтетические. Мыла, получаемые из твердых (животных) природных жиров, имеют лучшие показатели. Мыльные за­густители используют в основном для изготовления антифрик­ционных ПС. В зависимости от вида загустителя различают кальциевые, натриевые, литиевые, бариевые и некоторые другие ПС.

Кальциевые ПС обладают хорошей влагостойкостью (используют­ся в условиях с повышенной влажностью и в контакте с водой) и хорошей коллоидной стабильностью. Вследствие сравнительно плохих показателей по ряду эксплуатационных свойств они вытесняются более качественными ПС. К кальциевым ПС относят солидолы, используемые как смазки массового назначения.

Применяют солидолы следующих марок.

УС-1 (пресс-солидол), жировой солидол; температура каплепадения не ниже 75 °С, температурный диапазон работоспособности от —40 до +50 °С; предназначен для узлов трения, в которых смазка вводится под давлением.

УС-2 — жировой солидол; температура каплепадения не ниже 75 °С, температурный диапазон работоспособности от —25 до +50 °С, предназначен для подшипников качения и скольжения, шарниров, винтовых и цепных передач и пр.

С — синтетический солидол; температура каплепадения не ниже 80 °С, температурный диапазон эксплуатации от —25 до +50 °С.

Пресс-солидол С — синтетический солидол; температура каплепа­дения не ниже 80 °С; температурный диапазон эксплуатации от —40 до +50 °С; предназначен для смазки узлов трения, в которые смазка вводится под давлением.

Пресс-солидолы УС-1 и С отличаются более мягкой структурой по сравнению с солидолами УС-2 и С, что облегчает их введение через пресс-масленки.

УСсА — синтетический солидол, в состав которого введен графит грубого помола.

К кальциевым смазкам относится также ЦИАТИМ-208.

Выпускаются комплексные кальциевые смазки, обладающие по сравнению с солидолами повышенной термической стабильностью — выше 200 °С, что позволяет использовать их при температурах до 160 °С, а также лучшими противоизносными и противозадирными свойствами. К таким смазкам относят «Униол-1», «Униол-2», ЦИА-ТИМ-221, «Униол-3» и «Униол-ЗМ». Последние две марки изготов­лены на смеси маловязких масел и обладают благодаря этому хорошими низкотемпературными свойствами. В смазку «Униол-М» добавлен дисульфид молибдена.

Натриевые ПС работоспособны при более высокой, чем кальциевые, температуре. По объему производства натриевые ПС стоят на втором месте после кальциевых. Основным недостатком натриевых ПС является низкая влагостойкость (они хорошо раство­ряются в воде) и плохие низкотемпературные свойства (не рекомен­дуется применять при температурах ниже —20 С). К на грисвым

ПС относятся широко распространенные антифрикционные ПС — консталины.

Выпускают жировые консталины марок УТ-1 и УТ-2 (темпера­тура каплепадения не ниже 150 °С), представляющие собой антифрикционные, тугоплавкие смазки, температурный диапазон их работоспособности от —10 до +115°С.

К натриевым и натриево-кальциевым ПС относятся также марки 1 — 13, AM, ЯНЗ-2, КСБ. Смазки 1 — 13 и AM в настоящее время заменяются более совершенными ПС (например, «Литол-24»). Смаз­ка ЯНЗ-2 приближается по своим свойствам к «Литол-24». Смазка КСБ обладает электропроводностью благодаря добавкам дисперсной меди. Натриевые и натриево-кальциевые смазки из-за низкой вла­гостойкости не могут использоваться в качестве консервационных. Натриево-кальциевые КС занимают промежуточное по термо- и вла­гостойкости положение между кальциевыми и натриевыми ПС.

Литиевые ПС обладают хорошими высоко- и низкотемпера­турными свойствами (температурный диапазон работоспособности от —50 до +130 °С) и механическими характеристиками, нерастворимы в воде, что дает возможность использования литиевых ПС в разно­образных областях техники. Особенно перспективны литиевые ПС на синтетических маслах.

К литиевым ПС относятся:

«Литол-24» — антифрикционная, консервационная водостойкая смазка; температура каплепадения не ниже 175 °С, температурный диапазон работоспособности от —40 до +130°С; предназначена для подшипников качения и скольжения, зубчатых передач и пр.;

ЦИАТИМ-201 — антифрикционная низкозамерзающая смазка; температура каплепадения не ниже 175 °С, предназначена для узлов трения, работающих с малыми нагрузками;

«Фиол-1» — смазка, близкая по составу к «Литол-24», но отлича­ется от нее лучшими низкотемпературными свойствами, меньшей вязкостью и меньшим пределом прочности;

«Фиол-3» — смазка, по основным свойствам практически идентичная «Литол-24»;

«Фиол-2» обладает промежуточными свойствами между «Фиол-1» и «Фиол-3»;

«Фиол-2М» отличается от «Фиол-2» повышенными адгезионными и антифрикционными свойствами (благодаря наличию антифрикционной присадки и добавки 2 % сульфида молибдена); применяется, например, в октан-корректоре двигателей ВАЗ;

ЛС-15 отличается от «Литол-24» увеличенным количеством антиокислительной присадки; обладает хорошими консервационными свойствами;

Л3-31 — высокостабильная смазка, изготавливаемая на сложных эфирах, обладает пониженной влагостойкостью;

«Северол-1» — низкозлмсрилющля антифрикционная смазка; тем­пературный диапазон работоспособности от —50 ДО +120 С;

Н-158 — высокостабильная смазка; температурный диапазон работоспособности от —30 до +150 °С, применяется для подшипников автотракторного электрооборудования.

Бариевые ПС обладают высокой температурой каплепадения, ме­ханической стабильностью и влагостойкостью. Этим объясняются хорошие перспективы их применения (несмотря на относительно высокую стоимость).

К бариевым ПС относится смазка ШРБ-4. Температурный диапа­зон работоспособности от —40 до +150 °С; обладает высокими антифрикционными и консервационными свойствами; практически не воздействует на резинотехнические изделия.

Свинцовые ПС с добавкой сернистых соединений отличаются вы­сокими противозадирными свойствами.

Недостаток, сужающий область применения всех мыльных ПС, состоит в том, что после расплавления при последующем охлаждении они не способны восстанавливать структуру. Это исключает возмож­ность их повторного (после расплавления) использования, поэтому мыльные ПС нельзя наносить на поверхности трения и подавать к ним в расплавленном состоянии. Этого недостатка лишены углево­дородные ПС.

Углеводородные ПС. Принципиально этот вид ПС можно рас­сматривать как масла, содержащие определенное количество высо­коплавких углеводородов. Их получают путем загущения высоковязких жидких нефтяных масел церезинами и парафинами. Они обладают высокой химической стабильностью и влагостойко­стью, что наряду с возможностью нанесения на поверхности в рас­плавленном состоянии (с последующим после охлаждения восстановлением структуры и свойств) определяет область их преимущественного применения в качестве консервационных ПС.

Наиболее распространенной углеводородной ПС является консер-вационная смазка ПВК. Температурный диапазон работоспособности 50 С. Смазка предназначена для консервации (до 10 лет) изделий из черных и цветных металлов при хранении на складах или на открытых площадках.

К углеводородным консервационным относятся также смазки ГОИ-54; пушечная (УНЗ); вазелин технический волокнистый — ВТВ-1 (применяется для смазывания зажимов аккумуляторов) и ряд других.

Органические ПС. Основной недостаток мыльных и углеводород­ных ПС — их относительно низкая термическая и химическая стабильность — ограничивает область применения этих смазок. В на­стоящее время разработаны новые типы загустителей на основе органических веществ, обладающих высокой термической и химиче­ской стабильностью и не интенсифицирующих процесс окисления масел.

К органическим ПС относятся фталофианиновые, полимерные и фторуглеродные ПС.

Фталоцианиновые ПС обладают длительной работоспособностью при температурах свыше 180 °С, имеют лучшие антиокислительные свойства по сравнению со всеми другими ПС, высокую влагостой­кость, отличаются хорошей коллоидной стабильностью. Это объясня­ется тем, что используемые в качестве загустителя в таких смазках фталоцианиновые пигменты являются наиболее стабильными комп­лексными соединениями — они практически не окисляются на воз­духе при температурах ниже 330 °С. На основе этих смазок предполагается создание «вечных» бессменных смазок, закладывае­мых в узел трения на весь период эксплуатации.

Полимерные ПС — это пластичные смазки, в которых в качестве загустителей используют твердые высокомолекулярные полимеры: полиэтилен, полипропилен, политетрафторэтилен, политрифторхлорэтилен и пр.

Фторуглеродные ПС — это пластичные смазки, полученные за­гущением жидких фторуглеродных полимеров тонкодисперсными твердыми фторуглеродными полимерами. Обладают наибольшей химической стабильностью. Могут работать в прямом контакте с жидким и газообразным водородом, кислородом, окислами азота, галоидами, галоидоводородами и пр.

Неорганические ПС. При повышенных температурах, в аг­рессивных средах практически единственным работоспособным видом ПС являются смазки, загущаемые неорганическими материалами. В настоящее время известно большое количество неорганических за­густителей, многие из которых являются твердыми смазками. Например, графит, двухсернистый молибден, глина, сажа, слюда, силикагель, силикаты, сульфаты, сульфиды, окислы и гидроокиси металлов и др. К смазкам такого типа относятся, в частности, ВНИИНП-262, -264, -279.

Для обеспечения работоспособности неорганических смазок при высоких температурах в качестве дисперсионной среды в них исполь­зуют высококачественные синтетические масла. Для придания жидкой фазе тех или иных свойств (или усиления имеющихся) в жидкую фазу вводят соответствующие присадки.

Микрокапсюльные смазки (МКС). Этот вид смазок можно рас­сматривать как разновидность ПС. Микрокапсюльные смазки состоят из отдельных мелких (размером от нескольких микрометров до 1 — 2 мм) частиц — капсул. Капсула состоит из смазочного материала (обычно высококачественного масла), заключенного в достаточно прочную полимерную оболочку. При определенном механическом или термическом воздействии оболочка капсулы разрушается (происходит декапсулирование), высвободившееся масло выделяется на поверхности трения. В некоторых случаях материал оболочки подбирают таким образом, чтобы он был проницаем для масла, которое с определенной скоростью проходит в окружающую среду. МКС эффективно сочетают преимущества пластичных смазок и масел. Особенно важно то, что в МКС масло не контактирует с окружающей средой (а следовательно, не загрязняется и сохраняет стабильность) вплоть до момента непосредственного поступления на поверхность трения.

Выбор ПС. Никакой вид ПС не обладает комплексом оптималь­ных свойств, обеспечивающих работу любых механизмов в любых условиях. ПС выбирают на основании конкретных условий работы заданного узла трения. При подборе ПС необходимо задать условия ее работы: температурный диапазон эксплуатации; относительную скорость движения смазываемых поверхностей; удельные давления в узле трения; время бессменной работы ПС и способ подвода смазки к узлу трения, а также возможность контакта ПС с водой, кисло­родом, химически активными веществами, механическими загряз­нениями. Большое значение имеет материал пар трения. По этим данным и по нормативам на товарные смазочные материалы подбирают соответствующий вид ПС.

При выборе ПС учитывают следующие рекомендации:

—ПС выбирают таким образом, чтобы оставался определенный запас между максимально возможной эксплуатационной температу­рой и температурой каплепадения. Для низкоплавких ПС этот запас составляет не менее 10 °С, для средне- и тугоплавких 15 °С;

—при длительной эксплуатации и эксплуатационных темпера­турах свыше 100 °С ПС должны содержать антиокислительную присадку;

—механические свойства и коллоидная стабильность ПС должны соответствовать нагрузкам, действующим в узле трения;

—учитывают низкотемпературные свойства ПС, основное влияние на которые оказывают соответствующие свойства масла, входящего в них;

—в высокоскоростных подшипниках качения применяют ПС, изготовленные на маловязких маслах;

—при выборе загустителя учитывают, что при прочих равных условиях чем выше скорость относительного перемещения поверхно­стей, тем «плотнее» должна быть ПС. Этим обеспечивается равно­мерная подача масла к поверхностям трения, уменьшается перемешивание ПС в узле трения и снижаются потери на трение. При использовании для подачи ПС мазепроводов следует применять не слишком плотные ПС, изготовленные на маловязких маслах;

—ПС, работающие в условиях возможных загрязнений от внеш­ней среды, должны более надежно герметизировать узел трения и поэтому обладать большей плотностью.

Контрольные вопросы

1. Какие свойства вещества определяют возможность его использовании и качестве твердой слоистой смазки 2. Почему полимерные материалы не используют для вклады­шей подшипником коленчатого вала 3. В каких видах пластичных смазок после расплавления и последующего охлаждения восстанавливается структура? в каких не восста­навливается? 4. В чем заключается сходство и различие между композиционными смазоч­ными материалами и пластичными смазками? 5. Как влияет величина интервала времени между повторными нагружениями на предел прочности пластичных смазок?