"Industrial oils "

Консистентные смазки и их особенности

Консистентные смазки и их особенности

Важным условием работы подшипника является правильная его смазка, а недостаточное количество смазочного материала или выбранный неправильно смазочный материал всегда приводит к раннему износу подшипника и снижению срока его службы. 

Смазка определяет долговечность подшипника не меньше, чем материал из которого он изготовлен. Особенно сильно возросла роль смазок с повышением напряжения в работе узлов трения из за с повышения частоты вращения, нагрузки и температуры работы подшипника, как наиболее значительного фактора, обеспечивающего долговечность смазочного материала в подшипниках.

Смазочный материал в подшипниках выполняет следующие функции:

 образует необходимую упруго гидродинамическую масляную пленку  между рабочими поверхностями подшипника , которая смягчает удары тел качения о кольца и сепаратор и значительно повышает долговечность подшипника, снижая шум при его работе.

 

• уменьшает трение при скольжении между поверхностями качения, возникающее из за их упругой деформации под действием нагрузки при работе ;

• уменьшает трение при скольжении, возникающее между телами качения, сепаратором и кольцами;

• служит в качестве охлаждающей теплоотводящей среды;

• способствует равномерному распределению тепла в процессе работы по всему телу подшипника и предотвращает развитие высокой локальной температуры внутри подшипника;

• защищает подшипник от коррозии;

• препятствует проникновению в подшипник различных загрязнений из внешней среды.

Смазывание подшипников качения выполняется при помощи пластичных пластичных смазок и жидких масел. Главными критериями выбора вида пластичных смазок являются условия работы подшипников качения:

• температура
• нагрузка
• скорость вращения
• колебания
• вибрации
• ударная нагрузка
• влияние окружающей среды (температура, влажность, агрессивность и др.).

Жидкие масла являются, предпочтительными для смазывания подшипников.

Неоспоримым преимуществом жидких масел при сравнении с пластичными смазками является лучший отвод тепла и частиц износа материала узлов трения и хорошая проникающая способность, плюс отличное смазывание. Но по сравнению с пластичными смазками недостатком жидких масел являются конструкционные расходы, для удержания смазки в подшипниковом узле. Именно из-за этого стараются применять пластичные смазочные материалы. Основное преимущество пластичной смазки перед жидким маслом в том, что она длительное время работает в узлах трения без потерь и утечек выполняя свою работу, таким образом снижая конструкционные расходы. Поэтому 90% всех подшипников качения смазываются пластичной смазкой.

Пластичные смазки – это мазеобразные вязкие продукты, состав и свойства которых разработаны для снижения трения и износа в большом диапазоне температур, а также всего периода времени их эксплуатации.

Смазки бывают твердыми, полужидкими или мягкими и состоят из следующих компонентов:

• смазочной жидкости, выступающей в качестве базового масла;

• загустителей;

• добавок (присадок).

 

Масло, присутствующее в смазочном материале, называется базовым.

Пропорции базового масла могут изменяться в широких пределах зависящих от типа и количества загустителя и необходимых характеристик для эксплуатации требуемой смазки. Для большинства применяемых смазок содержание базового масла колеблется от 85% до 97%.

В качестве базовых масел используют:
• минеральные дистиллятные масла,
• синтетические масла, в том числе и сложноэфирные синтетические и силиконовые масла;
• растительные масла;
• смеси вышеперечисленных масел (в основном минеральных и синтетических).

условный процесс изготовления консистентных смазок

Наиболее широкое применение получили пластичные смазки на основе минеральных масел и металлических мыл, металлических комплексных мыл, неорганических и органических загустителей, которые пригодны для работы при температуре до 150°С.

Синтетические смазки во многом превосходят минеральные смазки по ряду качеств, таких как неокисляемость, низко и высокотемпературные характеристики, а так же устойчивость по отношению к жидким и газообразным реагентам. Специальное синтетическое базовое масло и загуститель играют важную роль в определении вышеуказанных свойств.

Сложноэфирное синтетическое масло;

это сочетание кислот, спирта и воды в качестве субпродукта. Сложные эфиры высоких спиртов с двухосновными жирными кислотами формируют сложноэфирные масла, используемые в качестве синтетических и базовых масел. Подобные пластичные смазки обычно используются для низких температур и высоких скоростей.

Пластичные смазки на основе минеральных и синтетических масел, загущенные литиевым мылом, отвечают всем современным стандартам, широкого применения и относятся к универсальным смазкам. Сегодня Li-12-гидростеарат используется во всех простых литиевых смазках. Они водонепроницаемы, имеют высокую точку каплепадения (180°C), плюс к этому имеют хорошие высокотемпературные характеристики, которые зависят от применяемого базового масла и его вязкости.

Смазки на основе смеси литиевых мыл характеризуются высокой термической стойкостью с точкой каплепадения, выше 220°C, и обладают высокой стойкостью к окислению.

Комплексные присадки препятствуют износу и коррозии рабочих поверхностей, обеспечивают дополнительный эффект снижения трения, улучшая сцепление смазки и предотвращая повреждения при пограничном и смешанном процессе трения.

Но использовать пластичные смазки с присадками нужно осторожно, так как они в ряде случаев при неправильном применении могут привести к снижению срока службы подшипников.

Чаще всего применяют антизадирные присадки на основе антизадирных (ЕР) добавок.

Противоизносные добавки (AW) предназначены для той же цели, что и антизадирные добавки ЕР, но механизм их работы разный. Добавки AW могут содержать частицы, которые, как и частицы добавок ЕР, могут проникать в подшипниковую сталь и ослабляя ее структуру.

Применение смазочных материалов, содержащих, добавки ЕР, следует использовать для смазки нагруженных подшипников, работающих при температурах выше 100°С.

Для усиления антизадирного эффекта на малых скоростях в состав смазок включают твердые добавки, графит и дисульфид молибдена (MoS2). При повышенных температурах, контактируя с кислородом воздуха, дисульфид молибдена может окисляться образуя продукты окисления, состоящие из окиси молибдена (MoO3), которая обладает высокой абразивностью и серы, как коррозионно-опасного агента. В присутствии воды или её паров из дисульфида молибдена может получиться серная кислота (H2SO4). Применять пластичные смазки с дисульфидом молибдена нужно осторожно, при рабочих температурах выше 200°С. В машиностроении такие смазки пытаются заменить на смазочные материалы, которые не содержат эти компоненты, но обладают таким же антизадирным эффектом. Но из-за сложного химического состава и высокой стоимости их широкое применение сдерживается.

Консистентость смазок — пенетрация определяется классификацией NLGI.

Консистентость смазок — пенетрация определяется классификацией NLGI. В соответствии с NLGI измеряется густота смазок при помощи лабораторного метода » метод рабочей пенетрации». Определение густоты производится с помощью пенетрометра с конусом, который опускают на пять секунд в смазку при температуре 25°С.

метод рабочей пенетрации

ПЕНЕТРОМЕТРЫ

Конусы иглы и аксессуары для пенетрометра

 

Глубина погружения конуса в смазку измеряется и выражается в десятых долях миллиметра. Пенетрацию определяют у перемешанной и не перемешанными смазками, а разница этих показателей показывает способность смазки выдерживать механические нагрузки.
На основе пенетрации смазки делятся на 9 классов (NLGI) от 000 до 6. Чем больше число класса, тем гуще смазка.

 

В качестве стандартных смазочных материалов для закрытых подшипников используются пластичные смазки на основе литьевых загустителей и минеральных масел с консистенцией NLGI 2 или 3, обеспечивающие работу в диапазоне температур -20…100°С. При эксплуатации в особых условиях применяются более специализированные пластичные смазки.

Категории NLGI по применяемости пластичных смазок в автомобильных узлах
В США автомобильные смазки выделены официально и описываются в нормативных документах. Смазки, поступающие в торговую сеть, называются сервисными смазками (Servise Greases).  Они отличаются от смазок, которыми заполняют узлы трения на автомобильных заводах при выпуске автомобилей.

В стандарте ASTM D 4950-89, созданном при участии ASTM, NLGI и SAE, существует деление автомобильных смазок на две основные группы:

• сервисные смазки для ходовой части (Chassis Service Greases), обозначаемые по системе NLGI буквой «L»;
• сервисные смазки для колесных подшипников (Wheel Bearing Service Greases), обозначаемые по системе NLGI буквой «G».

Эти группы смазок разделяются на категории качества автомобильных смазок в зависимости от показателей качества и обозначаются соответствующим знаком NLGI.

Смазки категории NLGI LA используются для смазки ходовых частей автомобиля и шарнирных соединений транспортных средств с легким режимом работы.

Основные требования к качеству: 
смазки должны хорошо смазывать элементы ходовой части и шарнирные соединения при рекомендуемыми по времени замене смазки (в легковых автомобилях через каждые 3200 км или чаще). Смазки должны быть стойкими к окислению и изменению консистенции, защищать шаровые, наконечники и другие трущиеся элементы ходовой части от коррозии и износа в условиях малой нагрузки. Обычно рекомендуют смазки консистенции NLGI 2, но могут быть использованы смазки других степеней NLGI.

Смазки категории NLGI LB применяются для смазывания трущихся элементов ходовой части и шарнирных соединений легковых автомобилей, грузовиков и прочих транспортных средств, работающих в условиях как легкого, так и тяжелого режима. Тяжелым называется режим, при котором неизбежен большой интервал замены смазки, большие нагрузки, вибрации, воздействие воды и других загрязнений. Эти смазки высшего качества для ходовой части ходовых частей автомобилей и прочих транспортных средств.

Требования к качеству: 
Пластичные смазки должны хорошо смазывать элементы ходовой части и шарнирные соединения при температурах от -40°C до +120°С при продленном интервале замены смазки (в легковых автомобилях более 3200 км). Смазки должны быть стойкими к окислению и изменению консистенции и защищать элементы ходовой части и шарниры от коррозии и износа в любых природных условиях, под воздействием грязи и больших нагрузок. Чаще всего рекомендуют пластичные смазки NLGI 2, но так же могут быть использованы смазки 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°C 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°C, до +120°C 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 также 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°C, до +160°C 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 также могут быть использованы и смазки NLGI — NLGI 1 и NLGI 3.

 

Основные характеристики, влияющие на выбор пластичной смазки
Базовое масло и загуститель. По этим двум компонентам можно определить возможные характеристики смазки. Фактически же свойства смазки определяются ее химико-физическими и/или механико-динамическими свойствами на практике.

Вязкость базового масла. 
Жидкие базовые масла с вязкостью менее 46 сСт применяются исключительно при высоких скоростях, низких нагрузках и небольшой шероховатости поверхности. Густые базовые масла с вязкостью более 220 сСт применяются преимущественно при низких скоростях, высоких нагрузках и/или средней шероховатости.

Цвет. 
Цвет не является важной характеристикой. Как правильно, он зависит от сырьевого материала и присадок. Графитовые и молибдендисульфидные смазки имеют черный цвет.

Точка каплепадения и температура каплепадения – это температура падения первой капли смазки, нагреваемой в специальном измерительном приборе. Это характеризует температуру плавления загустителей, разрушения структуры и вытекания смазки из смазываемых узлов это определяет верхний температурный предел работоспособности для смазок. Обычно максимальная допустимая температура использования смазки немного ниже точки каплепадения приблизительно на 50°С.

Эксплуатационный диапазон температур.
В границах указанного диапазона смазка сохраняет свои свойства. Диапазон определяется по результатам испытаний, измерения и на основе опыта.

Крутящий момент при пониженной температуре.
Указывает на пригодность смазки для работы в условиях низких температур.

Фактор скорости. 
Фактор скорости показывает разрешенный диапазон скорости для смазки в подшипниках качения (n × dm = скорость, умноженная на среднее значение диаметра подшипника). Это важный параметр, относящийся к выбору смазки для использования в подшипниках. Для смазок на основе обычного минерального масла фактор скорости составляет около 0,5 х 106 мм/мин; для высокоскоростных смазок на основе синтетического масла в обычном состоянии составляет 1,3 х 106 мм/мин.

Рабочая пенетрация.
При измерении пенетрации определяется консистенция и состояние смазки.

Консистенция.
Распределение пластичной смазок по классам консистенции NLGI является упрощенной характеристикой рабочей пенетрации.

Износ на 4-шариковой машине трения.
Измеряется диаметр пятна износа. Чем он меньше, тем лучше противоизносные свойства смазки.
Нагрузка сваривания на 4-шариковой машине. Определяется предельная нагрузка, которую может выдержать смазка. Чем больше это значение, тем лучше.

Выдерживаемая нагрузка на машине Тимкена. 
Показатель устойчивости смазочного вещества к давлению. Это максимальная нагрузка, при которой еще не происходит разрыва смазочной пленки, и, таким образом, не происходит сваривания испытываемых образцов (выражается в ньютонах [Н]).

Водостойкость.
Поведение смазки при контакте с водой.

Защита от коррозии. 
Антикоррозионные свойства металла, смазанного испытуемой смазкой.

Испаряемость.
Оценивается количество масла, испарившегося из смазки за определенный промежуток времени при ее нагреве до максимальной температуры применения.

Номинальный срок службы.
Основные показатели для срока службы смазки и интервал между добавлениями смазки. Например, показатель L50 номинального срока службы смазочного материала – это время, за которое хотя бы 50% подшипников выдерживают необходимый срок службы.

Совместимость с эластомерами и пластиками.
Информация, содержащаяся в технической документации к смазочному материалу, может служить лишь для приблизительной ориентировки, в каждом конкретном случае необходимо проведение тестов.

 

Применение в автомобильных узлах.
Категории NLGI по применению пластичных смазок в автомобильных узлах позволяет относительно просто определить назначение той или иной смазки, что становится особенно важным, если трудно найти рекомендованный автопроизводителем смазочный материал. Для обозначения категорий смазок, NLGI использует знак – символ NLGI, который присваивается лишь смазкам наивысшей категории: GC, LB и GC-LB. Смазки других категорий этим знаком не обозначаются, только на этикетке или в описании обычно указываются символы категории NLGI GA, NLGI GB, NLGI LA.

 

Знаки соответствия категориям NLGI

В Европе американская система обозначения автомобильных смазок, основанная на назначении, пользуется редко, а аналогичной европейской системы нет.

Определение водостойкости пластичных смазок для узлов трения ходовой части автомобиля
Смазки, применяемые в ступицах колес, шарнирах рулевого управления, карданных шарнирах, часто из-за недостаточной герметичности этих узлов подвергаются непосредственному воздействию воды. Это происходит в дождливую погоду и при преодолении вброд водных преград. Таким образом, автомобильные смазки должны удовлетворять требованию высокой водостойкости как одному из самых важных. Вымывание смазки из узла фактически приведет его в негодность. Необходимо отметить, что применительно к пластичным смазкам водостойкость включает в себя несколько свойств: растворимость в воде, способность поглощать влагу из окружающей атмосферы (гигроскопичность), проницаемость смазочного слоя для паров влаги, устойчивость смазки к действию капельной и струйной воды. Очевидно, что водостойкость непосредственно связана с антикоррозионными свойствами и является одним из показателей защитных свойств пластичных смазок.

Пластичные водостойкие смазки для рассматриваемых узлов трения проходят испытания согласно ASTM D 1264. В соответствии с этим методом стандартный шариковый подшипник качения заполняется проходящей испытание пластичной смазкой массой 4 г. Закрепленный в корпусе подшипник вращается с частотой 600 об/мин. Через сопло диаметром 1 мм в корпус с подшипником направляют струю воды температурой 79°С со скоростью 5 мл/с. Испытание длится 60 минут, по прошествии которых путем взвешивания определяют количество вымытой смазки с представлением результатов в процентах. Достаточно сильное влияние на смываемость оказывает температура воды. В этом тесте реализуются предельно жесткие условия, не характерные для нормальной работы узла. Однако это позволяет получать достоверные данные в результате относительно быстрого по времени испытания. Для возможности оценки этих данных напомним, что для автомобильных смазок наивысшей категории качества NLGI GC-LB этот показатель должен быть не более 15%.

Согласно ASTM D 1264 определяют также сопротивление пластичной смазки вымыванию из подшипника водой и при температуре +38°С. Водостойкость при +38°С обычно указывают для смазок консистенции NLGI 0.

— industrial oils

Сварка аргоном Пермь   Сварка нержавейки   Сварка алюминия   Сварка чугуна   аргон сварка   Сварка аргоном Култаево   Сварка аргоном  Сварка аргон Пермь Култаево