, проявляющие в зависимости от нагрузки свойства жидкости или твёрдого тела. При малых нагрузках они сохраняют свою форму, не стекают с вертикальных поверхностей и удерживаются в негерметизированных узлах трения. П. с. состоят из жидкого масла, твёрдого загустителя, присадок и добавок. Частицы загустителя в составе П. с., имеющие коллоидные размеры, образуют структурный каркас, в ячейках которого удерживается дисперсионная среда (масло). Благодаря этому П. с. начинают деформироваться подобно аномально-вязкой жидкости только при нагрузках, превышающих предел прочности П. с. (обычно 0,1-2 кн/м 2 , или 1-20 гс/см 2 ). Сразу после прекращения деформирования связи структурного каркаса восстанавливаются и смазка вновь приобретает свойства твёрдого тела. Это позволяет упростить конструкцию и снизить вес узлов трения, предотвращает загрязнение окружающей среды. Сроки смены П. с. больше, чем смазочных материалов. В современных механизмах П. с. часто не меняют в течение всего срока их службы. Промышленность СССР в 1974 выпускала около 150 сортов П. с. Их мировое производство составляет около 1 млн. т в год (3,5% выпуска всех смазочных материалов).

П. с. получают, вводя в нефтяные, реже синтетические, масла 5-30 (обычно 10-20) % твёрдого загустителя. Процесс производства периодический. В варочных котлах готовят расплав загустителя в масле. При охлаждении загуститель кристаллизуется в виде сетки мелких волокон. Загустители с температурой плавления выше 200-300 °С диспергируют в масле при помощи гомогенизаторов, например коллоидных мельниц. При изготовлении в состав некоторых П. с. вводят Присадки (антиокислительные, антикоррозионные, противозадирные и др.) или твёрдые добавки (антифрикционные, герметизирующие).

П. с. классифицируют по типу загустителя и по области применения. Наиболее распространены мыльные П. с., загущенные кальциевыми, литиевыми, натриевыми мылами высших жирных кислот. Гидратированные кальциевые П. с. (солидолы) работоспособны до 60-80 °С, натриевые до 110 °С, литиевые и комплексные кальциевые до 120-140 °С. На долю углеводородных П. с., загущаемых парафином и церезином, приходится 10-15% всего выпуска П. с. Они имеют низкую температуру плавления (50-65 °С) и используются в основном для консервации металлоизделий.

В зависимости от назначения и области применения различают следующие типы П. с. Антифрикционные, снижающие трение скольжения и уменьшающие износ. Их применяют в подшипниках качения и скольжения, шарнирах, зубчатых и цепных передачах индустриальных механизмов, приборов, транспортных, с.-х. и др. машин. Консервационные, предотвращающие коррозию металлоизделий. В отличие от др. покрытий (окраска, хромирование) они легко удаляются с трущихся и др. поверхностей при расконсервировании механизма. К уплотнительным П. с. относятся арматурные (для герметизации прямоточных задвижек, пробковых кранов), резьбовые (для предотвращения заедания тяжелонагруженных или высокотемпературных резьбовых пар), вакуумные (для герметизации подвижных вакуумных соединений).

Лит.: Бонер К. Дж., Производство и применение консистентных смазок, пер. с англ., М., 1958; Синицын В. В., Подбор и применение пластичных смазок, 2 изд., М., 1974; Фукс И. Г., Пластичные смазки, М., 1972.

В. В. Синицын.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Пластичные смазки" в других словарях:

- (консистентные смазки) мазеобразные смазочные материалы, получаемые введением в жидкие нефтяные или синтетические масла твердого загустителя (мыла, парафина, силикагеля, сажи и др.). При нагрузках, меньших предела прочности (обычно 0,1 0,5 кПа),… … Большой Энциклопедический словарь

- (grease) – это трехкомпонентная коллоидная система, состоящая из базового масла (дисперсионной среды), загустителя (дисперсной фазы) и модификаторов – маслорастворимых присадок, наполнителей и др., например, литол, солидол. EdwART. Словарь… … Автомобильный словарь

- (консистентные смазки), мазеобразные смазочные материалы, получаемые введением в жидкие нефтяные или синтетические масла твёрдого загустителя (мыла, парафина, силикагеля, сажи и др.). При нагрузках, меньших предела прочности (обычно 0,1 0,5 кПа) … Энциклопедический словарь

- (консистентные смазки, от лат. consisto состою, застываю, густею), мазе или пастообразные смазочные материалы, получаемые введением твердых загустителей в жидкие нефтяные или синтетич. масла и их смеси. Как правило, П. с. (в литературе их для… … Химическая энциклопедия

Высоковязкие мази, получаемые путём загущения нефт. или синтетич. масел мылами, твёрдыми углеводородами, органич. пигментами и др. продуктами; применяются гл. обр. для смазывания трущихся соединений механизмов, когда непрерывная подача жидкой… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Смазки консервационные - вещества для антикоррозионной защиты металлических изделии п деталей машии. Смазки различного типа широко используются при хранении военной техники. Наибольшее распространение получили С. к. жидкие и С. к. пластичные. Пластичные смазки, кроме… … Словарь военных терминов - пластичные смазки, предназначенные для герметизации зазоров в механизмах и оборудовании, уменьшения трения и износа деталей, предотвращения задира и схватывания трущихся пов стей. У. с. чаще всего используют в сальниковых уплотнениях насосов,… … Химическая энциклопедия

Пластичные смазки для уменьшения и предотвращения износа трущихся деталей, снижения трения скольжения. Для приготовления А. с. используют гл. обр. нефтяные масла малой и средней вязкости (v50 от 20 до 50 мм 2/с, где v50 кинематич. вязкость при 50 … Химическая энциклопедия

Пластичные (консистентные) смазки представляют собой густые составы, используемые для уменьшения трения в подшипниках качения, рычажных и шарнирных системах, цепных, зубчатых и винтовых передачах.

В отличие от жидких масел пластичные смазки способны:

• хорошо удерживаться на вертикальных поверхностях;
• не выходить из контакта с трущимися поверхностями;
• герметизировать смазываемый узел.

Материалы отличаются высокими смазывающими свойствами в широком температурном диапазоне и обладают длительным эксплуатационным периодом. Благодаря этому применение пластичных смазок может быть более экономичным в сравнении с жидкими маслами.

Состав

Консистентная смазка представляет собой концентрированную дисперсию твердого загустителя (10–15 %) в жидкой среде (70–90 %), в качестве которой выступают масла на синтетической или минеральной основе. Загустителями служат соли высокомолекулярных кислот (мыла), твердые углеводороды, а также продукты органического и неорганического происхождения. Именно они позволяют материалу вести себя как твердое тело в спокойной фазе и как вязкая жидкость при появлении нагрузки. Состав и количество загустителей регулируют эксплуатационные свойства пластичных смазок. Для придания материалу определенных качеств применяются модифицирующие присадки и добавки (до 5 % от общей массы). С целью снижения окислительных процессов могут использоваться органические антиоксиданты фенольной группы. Ингибиторами коррозии служат производные парафина, а для повышения противоизносных свойств применяются эфиры ортофосфорной кислоты. В качестве антифрикционных и герметизирующих добавок выступают диосульфит молибдена, графит, порошки свинца, меди или цинка.

Функциональное назначение консистентной смазки

В результате нанесения смазочного материала на рабочие элементы достигаются следующие условия:

• снижается коэффициент трения на поверхности;
• увеличивается скольжение рабочих элементов;
• уменьшается износ поверхностей трущихся деталей за счет наличия между ними смазочной пленки;
• происходит формирование антикоррозионной пленки, предохраняющей элементы механизма от разрушения;
• обеспечивается защитный барьер при работе в агрессивных средах;
• происходит охлаждение механизмов и отвод тепла (такого эффекта позволяют достичь пластичные смазки для подшипников).

Классификация продуктов

Основные виды консистентных смазок классифицируют по типу применяемого в них загустителя.

• Мыльные. Для их приготовления используют соли карбоновых кислот. В эту группу входят кальциевые, натриевые и комплексные (с включением анионов лития, бария, алюминия и др.) смазки. Продукты на основе кальция (солидолы) являются самыми простыми, но имеют низкий температурный предел эксплуатации. Натриевые составы не обладают водостойкостью, поэтому практически вышли из употребления. Комплексные пластичные смазки термостойки и обладают высокими противозадирными свойствами.
• Углеводородные. Составы изготавливаются на основе высокоплавких углеводородов. Преимущественно это канатные и консервационные материалы.
• Неорганические. Для их загущения используют бентонит, силикагель, графит, асбест и другие вещества. Данный вид продуктов обладает высокой термостабильностью.
• Органические. К ним относятся продукты на основе кристаллических полимеров и производных карбамида.

По области использования пластичные смазки делят:

• на антифрикционные – самая большая группа, применяемая для снижения износа механизмов в процессе трения. В нее входят следующие виды смазочных материалов:
  • общего назначения (например, консистентная смазка для подшипников, материал для редукторов и зубчатых передач различных механизмов);
  • термостойкие (например, высокотемпературная консистентная смазка для скоростных узлов скольжения и качения, работающих в экстремальных температурных режимах);
  • морозостойкие (материалы, имеющие низкий порог загустения, используемые при очень низких температурах);
  • химически стойкие (например, консистентная смазка, используемая в механизмах, работающих в агрессивных средах);
  • приборные и др.
• консервационные – предназначены для предотвращения коррозии деталей оборудования как в процессе эксплуатации, так и во время хранения;
• уплотнительные – служат для герметизации соединений и облегчения их монтажа (например, консистентная силиконовая смазка для сальников запорной арматуры и резьбовых соединений);
• узкоспециализированные – применяются в определенных отраслях с особыми требованиями к смазкам (пищевая, электротехническая и химическая промышленность, ж/д и авиационный транспорт и др.).

Стоит отметить, что данное разделение смазок весьма условно, так как материалы обладают одновременно несколькими свойствами и могут выполнять различные функции.

Основные свойства смазок

• Прочностные качества. С помощью частиц загустителя в материале образуется структурный каркас, обладающий определенным пределом прочности на сдвиг, благодаря которому вещество способно удерживаться на вертикальных и наклонных поверхностях. На формирование каркаса также влияет химический состав жидкой основы. При увеличении температуры прочность материала уменьшается.
• Механическая стабильность. Разжижение при деформации и обратное загустевание при снятии нагрузки является отличием смазок от жидких масел.
• Вязкостные свойства. Эффективная вязкость материала определяется его прокачиваемостью при низких температурах. При большой скорости приложения нагрузки и увеличении температуры вязкость резко уменьшается.
• Коллоидная стабильность. Эта характеристика пластичных смазок определяет их способность удерживать дисперсионную среду (базовую масляную основу) от выделения в отдельную массу в результате хранения или эксплуатации. На это влияет как вязкость самой жидкой составляющей, так и структурные связи загустителя.
• Химическая стабильность. Способность смазок противостоять окислению под воздействием кислорода, которое приводит к образованию активных веществ, ухудшающих эксплуатационные свойства продукта.
• Термическая стабильность. Сохранение пластичного состояния под влиянием кратковременного воздействия высоких температур.
• Испаряемость масла. Один из важнейших показателей, определяющий стабильность смазки как при длительном хранении, так и при эксплуатации в условиях высокой температуры. Повышение концентрации загустителя за счет уменьшения количества масла приводит к изменению многих других характеристик.

Klüber Lubrication является крупным производителем смазочных материалов и предлагает качественную продукцию для различных областей применения.

© Михаил Ожерельев

В автомобиле имеется достаточно много узлов, где для разделения трущихся поверхностей используются густые мазеобразные продукты, называемые пластичными смазками . О них и пойдет речь.

Пластичные смазки используют для уменьшения трения и износа узлов, в которых создавать принудительную циркуляцию масла нецелесообразно или невозможно. Например, колесные и шкворневые подшипники, шарниры рулевого управления и подвески, карданные и шлицевые соединения и т.д. Раньше этот список был достаточно обширный, а сегодня мы видим, что в автомобиле доля пластичных смазок среди прочих эксплуатационных материалов уменьшается. Причина тому - применение необслуживаемых узлов на основе инновационных конструкционных материалов (например, замена пары трения «втулка-палец» на шарнир из высокомолекулярной резины). Однако там, где использованию мазеобразных продуктов нет альтернативы, к ним сегодня предъявляются самые строгие требования, в том числе и экологического характера. Зачастую происходит так, что для каждого конкретного узла, будь то седельно-сцепное устройство или шарниры подвески кабины, рекомендуется лишь определенная марка эксплуатационного материала. Как выбрать правильный продукт? В этом нам и предстоит разобраться.

И твердые, и жидкие

© Михаил Ожерельев

Пластичные смазки по консистенции занимают промежуточное положение между жидкими маслами и твердыми смазочными материалами (графитами, например). При невысокой температуре и отсутствии нагрузки смазка сохраняет форму, приданную ей ранее, а при нагреве и под нагрузкой начинает слабо течь - настолько слабо, что зоны трения не покидает и через уплотнения не просачивается.

© Михаил Ожерельев

Основные функции пластичных смазок не отличаются от тех, что возлагаются на жидкие масла. Все то же самое: снижение износа, предотвращение задиров, защита от коррозии. Специфика лишь в области применения: пригодность для смазывания сильно изношенных пар трения; возможность использования в негерметизированных и даже в открытых узлах, где имеется вынужденный контакт с влагой, пылью либо агрессивными средами; способность прочно держаться на смазываемых поверхностях. Очень важным свойством пластичных смазок является длительный срок эксплуатации. Некоторые современные продукты практически не изменяют своих показателей качества за весь период работы в узле трения и поэтому могут закладываться одноразово, при сборке.

Если говорить об общих недостатках мазеобразных субстанций, то в первую очередь следует обратить внимание на отсут­ствие охлаждения (отвода теплоты) и выноса продуктов износа из зоны трения. К слову, возможно поэтому некоторые автопроизводители, разрабатывая такие узлы, как, например, колесные ступицы, нередко отдают предпочтение трансмиссионным маслам.

© Михаил Ожерельев

Самая простая пластичная смазка состоит из двух компонентов: масляной основы (минеральной или синтетической) и загустителя, под действием которых масло становится малоподвижным. Загуститель - каркас смазки. Упрощенно его можно сравнить с поролоном, удерживающим своими ячейками жид­кость. Чаще всего в качестве загустителя, содержание которого может составлять от 5 до 30% от массы продукта, используют кальциевые, литиевые или натриевые мыла (соли высших жирных кислот). Наиболее дешевы кальциевые смазки, получаемые загущением индустриальных минеральных масел кальциевыми мылами, - солидолы. Когда-то они были настолько общеупотребительными, что слово «солидол» стало обиходным обозначением пластичной смазки вообще, хотя это не совсем корректно. Солидолы не растворяются в воде и обладают очень высокими противоизносными действиями, однако нормально функционируют лишь в узлах с рабочей температурой до 50–65 °С, что очень ограничивает их применение в современных автомобилях. А наиболее универсальны литолы - смазки, полученные загущением нефтяных и синтетических масел литиевыми мылами. Они имеют очень высокую температуру каплепадения (около +200 °С), исключительно влагостойки и работоспособны практически в любых нагрузочных и тепловых режимах, что позволяет использовать их практически везде, где требуется пластичная смазка.

© Михаил Ожерельев

Также в качестве загустителя могут применяться углеводороды (парафин, церезин, петролатум) или неорганические соединения (глины, силикагели). Глиняный загуститель, в отличие от мыльного, не размягчается при высоких температурах, поэтому его часто можно найти в составе тугоплавких смазок. А вот углеводородные загустители используются в основном для производства консервационных материалов, поскольку их температура плавления не превышает 65 °С.

Помимо основы и загустителя в состав смазки включают присадки, наполнители и модификаторы структуры. Присадки практически те же, что используются в товарных маслах (моторных и трансмиссионных), они представляют собой маслорастворимые поверхностно-активные вещества и составляют 0,1–5% от массы смазки. Особое место в пакете присадок занимают адгезионные, то есть клейкие компоненты - они усиливают действие загустителя и повышают способность смазки держаться на металле. Чтобы подстраховать работу смазки в предельном тепловом и нагрузочном режиме, иногда в нее вводят твердые и нерастворимые в масле наполнители - как правило, дисульфит молибдена и графит. Такие добавки обычно придают смазке специфический цвет, например, серебристо-черный (дисульфит молибдена), синий (фталоцианид меди), черный (углерод-графит).

© Михаил Ожерельев

Свойства и стандарты

Область применения смазки определяется большим набором показателей, среди которых предел прочности при сдвиге, механическая стабильность, температура каплепадения, термическая стабильность, водостойкость и т.п. Но роль наиболее важных характеристик отводится температуре каплепадения и уровню пенетрации. По сути, именно эта пара является выходным параметром для оценки смазки.

Температура каплепадения показывает, до каких пределов можно нагреть смазку, чтобы она не превратилась в жидкость и, следовательно, не потеряла своих свойств. Измеряют ее очень просто: кусочек смазки определенной массы нагревают равномерно со всех сторон, плавно повышая температуру до тех пор, пока с него не упадет первая капля. Граница каплепадения смазки должна быть на 10–20 градусов выше максимальной температуры нагрева узла, в котором она используется.

© Михаил Ожерельев

Термин «пенетрация» (проникновение) своим появлением обязан методу измерения - показатель густоты полужидких тел определяется в приборе, называемом пенетрометром. Для оценки консистенции металлический конус стандартного размера и формы под собственным весом в течение 5 с погружают в смазку, нагретую до температуры 25°С. Чем мягче смазка, тем глубже войдет в нее конус и тем выше ее пенетрация, и наоборот, более твердые смазки характеризуются меньшим числом пенетрации. К слову, подобные тесты используются не только при производстве смазок, но и в лако­красочном бизнесе.

© Михаил Ожерельев

Теперь о стандартах. Согласно общепринятой классификации смазки принято различать по области применения и густоте. В соответствии с областью применения смазки делятся на четыре группы: антифрикционные, консервационные, уплотнительные и канатные. Первая группа разделена на подгруппы: смазки общего назначения, многоцелевые смазки, термостойкие, низкотемпературные, химически стойкие, приборные, автомобильные, авиационные. Применительно к транспортной сфере наибольшее распространение получили антифрикционные смазки: многоцелевые (Литол-24, Фиол-2У, Зимол, Лита) и специальные автомобильные (ЛСЦ-15, Фиол-2У, ШРУС-4).

© Михаил Ожерельев

Чтобы различать продукты по консистенции, во всем мире используется американ­ская классификация NLGI (National lubricating Grease Institute), которая делит смазки на 9 классов. Критерием деления является уровень пенетрации. Чем выше класс, тем гуще продукт. Пластичные смазки, используемые в автомобилях, чаще относятся ко второму, реже - к первому классу. Для полужидких продуктов, рекомендованных к использованию в системах централизованной смазки, выделено два обособленных класса. Они обозначаются кодами 00 и 000.

© Михаил Ожерельев

Раньше в нашей стране наименование смазок устанавливали произвольно. В результате одни смазки получили словесное название (Солидол-С), другие - номерное (№158), третьи - обозначение создавшего их учреждения (ЦИАТИМ-201, ВНИИНП-242). В 1979 году был введен ГОСТ 23258-78, согласно которому наименование смазки должно состоять из одного слова и буквенно-цифрового индекса (для различных модификаций). Отечественные нефтехимики этого правила придерживаются и сегодня. Что же касается импортной продукции, то за рубежом в настоящее время отсутствует единая для всех производителей классификация по эксплуатационным показателям. Большинство европейских производителей руководствуются немецким стандартом DIN-51 502, который устанавливает обозначение пластичных смазок, отображающее сразу несколько характеристик: назначение, тип базового масла, набор присадок, класс NLGI и диапазон рабочих температур. Например, обозначение K PHC 2 N-40 говорит о том, что данная пластичная смазка предназначена для смазывания подшипников скольжения и качения (литера К), содержит в своем составе противоизносные и противозадирные присадки (Р), произведена на базе синтетического масла (НС) и относится ко второму классу консистенции по NLGI (цифра 2). Максимальная температура применения такого продукта составляет +140 °С (N), а нижний эксплуатационный предел ограничен планкой –40 °С.

© Михаил Ожерельев

Некоторые мировые производители применяют свои собственные структуры обозначений. Скажем, система обозначения пластичных смазок Shell имеет следующую структуру: марка - «суффикс 1» - «суффикс 2» -
класс NLGI. К примеру, продукт Shell Retinax HDX2 расшифровывается как смазка с очень высокими эксплуатационными характеристиками для агрегатов, работающих в чрезвычайно тяжелых условиях (HD), содержащая дисульфит молибдена (X) и относящаяся ко второму классу консистенции NLGI.

Часто на этикетках зарубежных продуктов присутствует сразу два обозначения: собственная маркировка и код по стандарту DIN. По аналогии с жидкими маслами наиболее полные требования к эксплуатационным материалам отражаются в спецификациях автопроизводителей или производителей компонентов (Willy Vogel, British Timken, SKF). Номера соответствующих допусков также наносятся на этикетку смазочного материала рядом с обозначением его эксплуатационных свойств, но основная информация о рекомендованных к применению продуктах и сроках их замены содержится в руковод­стве по обслуживанию транспортного средства.

© Михаил Ожерельев

Смазки разных производителей (даже одинакового назначения) смешивать нельзя, так как они могут содержать разные по химическому составу присадки и другие компоненты. Также нельзя смешивать продукты с различными загустителями. Например, при смешивании литевой смазки (Литол-24) с кальциевой (солидол) смесь получает самые худшие эксплуатационные свойства. Из предлагаемых на рынке автомобильных пластичных смазок наиболее целесообразно выбирать те, которые рекомендованы изготовителем автомобиля.

Масло	Тип передачи	Срок смены масла, тыс. км	Минимальная температура применения, °С
ТСгип	Ведущие мосты старых моделей легковых автомобилей	24...30	-20
ТАД-17И	Коробки передач и ведущие мосты легковых и грузовых автомобилей	60...80	-30
ТАп-15В	Коробки передач грузовых автомобилей с карбюраторными двигателями; ведущие мосты с негипоидными передачами легковых и грузовых автомобилей	24...72	-25
ТСп-15К	Коробки передач, ведущие мосты грузовых автомобилей с негипоидными передачами	36...72	-30
ТСп-14гип	Ведущие мосты грузовых автомобилей с гипоидными передачами		-30
ТСп-10	Коробки передач грузовых автомобилей с карбюраторными двигателями; ведущие мосты грузовых автомобилей с негипоидными передачами	35...50	-45
ТСз-9гип	Коробки передач и ведущие мосты автомобилей при эксплуатации на Севере	Зимний период	-50
ТМ5-12рк	Коробки передач и ведущие мосты грузовых автомобилей		-50

За рубежом для маркировки трансмиссионных масел используют классификации SAE и API.

По классификации SAE масла подразделяются на летние (например, SAE140), зимние (75W) и всесезонные (75W90). Соответствие классов вязкости по ГОСТУ и SAE приведено в табл. 23.

Таблица 23

Примерное соответствие классов вязкости трансмиссионных масел по ГОСТ и SAE

По классификации API трансмиссионные масла подразделяются по уровню противоизносных и противозадирных свойств:

GL-1 - применяются в зубчатых зацеплениях при невысоких давлениях и скоростях скольжения (не содержат присадок);

Всего 5 классов, которые соответствуют группам, обозначенным по ГОСТ ТМ-1,-2,-3,-4,-5 .

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 удерживание 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 при сдвиге - 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) после 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 и температурного воздействия при хранении, транспортировке и применении.

Химическая стабильность - характеризует в основном устойчивость смазок к окислению.

Испаряемость - оценивает количество масла, испарившегося из смазки за определенный промежуток времени, при ее 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.

Пластичные смазки (ПС) - это густые мазеобразные продукты. Имеют два основных компонента - масляную основу (дисперсионная среда) и твердый загуститель (дисперсная среда). Для улучшения консервационных, противоизносных свойств, химической стабильности, термостойкости в смазки вводят присадки в количестве 0,001...5 %.

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

В классификационном обозначении указывают:

Дисперсионную среду;

Консистенцию.

Загуститель обозначается первыми двумя буквами входящего в состав мыла металла: "Ка" - кальциевое; "На" - натриевое; "Ли" - литиевое.

Тип дисперсионной среды и присутствие твердых добавок обозначают строчными буквами: "у" - синтетические углеводороды, "к" -кремнийорганические жидкости, "г" - добавки графита, "д" - добавка дисульфита молибдена. Смазки на нефтяной основе индекса не имеют.

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 ГОСТ 23258-78 делит смазки на следующие группы.

Антифрикционные - снижают силу трения и износ различных трущихся поверхностей.

Консервационные - предотвращают коррозию металлических поверхностей механизмов при их хранении и эксплуатации. Консервационные - предназначены для предотвращения коррозии металлических поверхностей при хранении и эксплуатации, обозначаются индексом "З".

Уплотнительные - герметизируют и предотвращают износ резьбовых соединений и запорной арматуры (вентили, задвижки, краны). Уплотнительные делятся на три группы: А - арматурные; Р -резьбовые; В - вакуумные.

Канатные - предотвращают износ и коррозию стальных канатов. Канатные смазки обозначаются индексом "К".

В свою очередь, антифрикционная группа делится на подгруппы: С - общего назначения для температур до 70 °С, О - для повышенной температуры (до 110 °С), М - многоцелевые (-30...130 °С); Ж - термостойкие (150 "С и выше), Н - морозостойкие (ниже -40 0 С); И - противозадирные и противоизносные; П - приборные; Д - приработочные; Х - химически стойкие.

Пример. ПС Литол-24 (товарная марка) имеет следующее классификационное обозначение МЛи4/13-3: "М" - многоцелевая антифрикционная, работоспособна в условиях повышенной влажности; "Ли" - загущена литиевыми мылами; "4/13" - работоспособна в интервале температур от -40 до 130 "С, отсутствие индекса дисперсионной среды -приготовлена на нефтяном масле; "3" - условная характеристика густоты смазки.

Кальциевые смазки (солидолы) - антифрикционные пластические смазки. Они нерастворимы в воде, поэтому в условиях высокой влажности и при контакте с водой хорошо защищают металлические детали от коррозии. Недостаток - работоспособны при температурах до 60 0 С.

Солидолы синтетические (солидол С) - применяется в подшипниках качения и скольжения, в шарнирах, винтовых и цепных передачах. Их недостатки - низкая механическая стабильность, работоспособность при температурах до 50 °С.

Применение

В шарнирах рулевого управления, шкворнях поворотных кулаков, для пальцев рессор, оси педалей сцепления и тормоза, рычагов коробки передач, раздаточной коробки, валов разжимных кулаков тормозов, в механизмах лебедки, буксирных и седельных механизмах, шлицах и подшипниках карданных шарниров используются Литол-24, солидол С, пресс-солидол С.

Для карданных шарниров равных угловых скоростей используется AM карданная, Униол-1.

Подшипники ступиц колес, промежуточная опора карданного вала, выжимной подшипник сцепления, подшипники водяного насоса, передний подшипник первичного вала коробки передач, вал привода распределителя зажигания смазываются Литолом-24, ПС 1-13.

В подшипниках генератора, стартера, электродвигателей стеклоочистителя и отопителя используются Литол-24, N 158.

Шарниры привода стеклоочистителя, петли дверей смазываются Литолом-24, солидолом С.

Для рессор используется графитная смазка УСсА.

Клеммы аккумулятора смазываются Литолом-24, солидолом С, ВТВ-1, пушечной смазкой.

Для гибкого вала спидометра используются ЦИАТИМ-201, моторное масло.

Тросы стояночного тормоза, замка капота смазываются Литолом-24, ЦИАТИМ-201 .

Узлы трения и применяемые в них смазки представлены в табл. 24.

Таблица 4.1 – Классификация пластичных смазок по числу пенетрации

Класс	Диапазон пенетрации	Визуальная оценка консистенции
	85…115	Очень мягкая, как очень вязкое масло Вазелинообразная Почти твёрдая Очень твёрдая мылообразная

Коллоидная стабильность. Способность удерживать масло, сопротивляться его выделению при хранении и эксплуатации характеризует коллоидную стабильность смазок. Выделение масла может быть самопроизвольным вследствие структурных изменений в смазке, например, под действием собственной массы, и может ускоряться или замедляться под действием температуры, давления и др. факторов. Слишком большое выделение масла в процессе работы - более 30 % - приводит к резкому упрочнению смазки и нарушает её нормальное поступление к контактируемым поверхностям.

Коллоидная стабильность зависит от размеров, формы и прочности связей структурных элементов. Большое влияние оказывает вязкость дисперсной среды: чем выше вязкость масла, тем труднее ему вытекать из объёма смазки.

Коллоидная стабильность оценивается по объёму масла, отпрессованного из смазки при комнатной температуре в течении 30 минут и выражается в % - для смазок она не должна превышать 30 %. Проводят это на разных приборах, но самым простым и удобным является механическое отпрессовывание масла из некоторого объёма, помещенного между слоями фильтровальной бумаги.

Химическая стабильность . Под химической стабильностью понимают стойкость смазок против окисления кислородом воздуха, хотя в широком смысле - это отсутствие изменения свойств смазок под воздействием на них химических реагентов (кислот, щелочей, кислорода и т.д.). Окисление приводит к образованию и накоплению в смазках кислородосодержащих, активных веществ, к изменению реологических свойств (как правило, разупрочнению), ухудшению коллоидной стабильности, понижению температуры каплепадения, смазочной способности и т.д.

Стабильность против окисления особенно важный показатель для смазок, которые

Заправляют в узлы трения 1...2 раза в течение 10...15 лет;

Работают при высоких температурах;

Работают в тонких слоях;

В контакте с цветными металлами.

Медь, бронза, олово, свинец и ряд других металлов и сплавов ускоряют окисление смазок.

Об образовании и накоплении в смазке продуктов окисления судят по данным ИК-спектроскопии. Исследования проводят методом ускоренного окисления под действием высокой температуры в присутствии катализаторов.

Имеется несколько способов повышения стойкости смазок против окисления:

Подбор масляной основы;

Выбор типа и концентрации загустителя;

Варьирование технологическими режимами производства;

Введение антиокислительных присадок (амино- и фенолосодержащих соединения, фосфор- и серосодержащие органические продукты и т.д.).

Термическая стабильность . Способность смазок не изменять свои свойства и прежде всего не упрочняться при кратковременном воздействии высоких температур характеризует их термическую стабильность. Особенно подвержены упрочнению вплоть до потери пластичности при повышенных температурах смазки из мыл синтетических жирных кислот, натриевые, натриево-кальциевые и в меньшей степени кальциевые. Упрочнение затрудняет поступление смазки к узлу трения, ухудшает его адгезионные свойства. Особенность термоупрочнения - полная и многократная обратимость - перетирание затвердевшей смазки приводит к восстановлению её первоначальных свойств.

Испаряемость - один из показателей смазок, определяющих стабильность состава при хранении и в эксплуатации. Испарение масла из-за высоких температур, вакуума и отсутствия частой смены приводит к повышению концентрации загустителя, что сопровождается увеличением предела прочности и ухудшением низкотемпературных свойств: на поверхности образуются корки и трещины, снижается защитная способность.

Скорость испарения зависит от условий хранения и эксплуатации, фракционного состава масла. Чем тоньше слой и больше его поверхность, тем выше испаряемость. Тип и концентрация загустителя мало влияют на испаряемость масла.

Выражается испаряемость в %. Определяется измерением потери массы образца, который выдерживают в стандартных условиях в течение определённого времени при постоянной температуре.

Температура каплепадения. Минимальная температура, при которой происходит падение первой капли смазки, нагреваемой в приборе Уббелоде. Эта температура зависит от условий оценки и не всегда определяется одними и теми же свойствами смазок. Она условно характеризует температуру плавления загустителя. Считается, что температура каплепадения должна быть на 15...20°С выше максимальной температуры применения смазки. Однако температура каплепадения не всегда позволяет правильно судить о высокотемпературных свойствах смазки. Например, температура каплепадения литиевых смазок лежит в пределах 170...200°С, а работоспособны они до 130°С.

Микробиологическая стабильность. Под действием микроорганизмов, попавших в смазку и развившихся в ней, происходит изменение состава и свойств смазок. При развитии микроорганизмы потребляют те или иные компоненты смазки, продукты обмена накапливаются и, как правило, увеличивают кислотность смазки. При этом происходит разупрочнение и изменение эксплуатационных свойств.

Для борьбы с микроорганизмами в смазки вводят антисептики - органические вещества, например, бензойную и салициловую кислоты, фенолы, производные ртути, олова и др. Бактерицидными действиями обладают некоторые антиокислительные, противоизносные присадки и ингибиторы коррозии.

Радиационная стойкость. Воздействие на смазки излучений высоких энергий приводит к глубоким изменениям их структуры и свойств. В значительной степени стойкость смазок к облучению зависит от состава масла, на основе которого они приготовлены. По дисперсионной стойкости смазки располагаются следующим образом в порядке возрастания: кремнийорганические жидкости -сложные эфиры - нефтяные масла - простые эфиры. Смазки в зависимости от типа загустителя при облучении могут приобретать «наведённую» радиоактивность. Наиболее легко радиоактивность приобретают натриевые смазки.

Ассортимент смазок

Автомобильный транспорт один из основных потребителей пластичных смазок. Здесь применяют антифрикционные, защитные и уплотнительные смазки. Более всего при эксплуатации расходуются антифрикционные смазки.

Основными узлами трения являются:

- подшипники качения ступиц колёс;

- подшипники качения насоса системы охлаждения (раньше);

- шарниры рулевого управления;

- шаровые опоры независимой подвески;

- шарниры карданные равных и неравных угловых скоростей и т.д.

Ассортимент антифрикционных смазок промышленного производства превышает 100 наименований. В инструкциях по эксплуатации для одних и тех же узлов разных автомобилей рекомендуются различные смазки.

Схема маркировки пластичных смазок представлена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Схема маркировки пластичных смазок по ГОСТ 23258–78

Пояснение к рисунку 4.1:
1 – подгруппа по назначению (таблица 4.2) (например М – многоцелевая);
2 – тип загустителя (таблица 4.3) (например Ли – литиевое мыло);
3 – температурный диапазон применения смазки;
4 – тип дисперсной среды (у – синтетические углеводороды, к – кремнийорганические жидкости, э – сложные эфиры, ф – фторсилоксаны, н – нефтяное масло, ж – галогеноуглеродные жидкости, а – перфторалкилполиэфиры, «-» – нефтяная основа, п – прочие масла и жидкости);
5 – твердые добавки (г – графит, д – дисульфид молибдена, с – порошки свинца, м – порошки меди, ц – порошки цинка, т – прочие твердые добавки).
6 – число пенетрации (класс консистенции) (по возрастанию густоты изменяется от 000 до 7).
Пример маркировки: СКа 2/7-2 – С – антифрикционная смазка общего назначения, применяемая при температуре до 70°С (солидол), Ка – загуститель – калиевое мыло, 2/7 – рекомендуемый температурный диапазон применения от -20°С до +70°С, «-» – смазка приготовлена на нефтяной основе, 2 – число пенетрации (класс консистенции) (пенетрация при 25°С составляет 265…295).

Таблица 4.2 — Классификация пластичных смазок по назначению

	Основное назначение	Подгруппа		Область применения
Антифрикционные	Для снижения износа и трения скольжения сопряженных деталей	Общего назначения для обычных температур (солидолы)		Узлы трения с рабочей температурой до 70°С
		Общего назначения для повышенных температур		Узлы трения с рабочей температурой до 100°С
		Многоцелевые		Узлы трения с рабочей температурой от -30 до 130°С в условиях повышенной влажности
		Термостойкие		Узлы трения с рабочей температурой 150°С и выше
		Морозостойкие		Узлы трения с рабочей температурой -40°С и ниже
		Противозадирные и противоизносные		Подшипники качения при контактных напряжениях выше 2500 МПа и скольжения при нагрузках выше 150 МПа
		Химически стойкие		Узлы, контактирующие с агрессивными средами
		Приборные		Узлы трения приборов и точных механизмов
		Редукторные		Зубчатые и винтовые передачи всех видов
		Приработочные (дисульфидмолибденовые, графитные и другие пасты)		Сопряженные поверхности для облегчения сборки, предотвращения задиров и ускорения приработки
		Узкоспециальные (отраслевые)		Узлы трения, смазки для которых должны удовлетворять дополнительным требованиям (прокачиваемость, эмульгируемость, искрогашение и т.д.) автомобильные железнодорожные индустриальные
		Брикетные		Узлы и поверхности скольжения с устройствами для использования смазки в виде брикетов
Консервационные	Для предотвращения коррозии при хранении, транспортировании и эксплуатации			Металлические изделия, за исключением стальных канатов и в случаях, требующих консервационных масел или твердых покрытий
Канатные	Для предотвращения коррозии и износа стальных канатов			Стальные канаты и тросы, органические сердечники стальных канатов
Уплотнительные	Для герметизации, облегчения сборки и разборки арматуры; сальниковых устройств; резьбовых, разъемных и любых подвижных соединений, в то числе вакуумных систем	Арматурные		Запорная арматура и сальниковые устройства
		Резьбовые		Резьбовые соединения
		Вакуумные		Подвижные и разъемные соединения и уплотнения вакуумных систем

Таблица 4.3 — Типы загустителей пластичных смазок

Загуститель		Загуститель
		Органические вещества:
алюминиевое		пигменты
бариевое		полимеры
калиевое
литиевое		фтороуглероды
натриевое		Неорганические вещества:
свинцовое		глины (бентонитовые)
цинковое
комплексное		силикагель
смесь мыл
Углеводороды твердые

Антифрикционные смазки

Самыми распространёнными мыльными смазками из кальциевых смазок общего назначения являются солидолы. Готовят две марки синтетического солидола – пресс-солидол С и солидол С , и две марки жирового солидола – пресс-солидол УС-1 и солидол УС-2 (УС – универсальная среднеплавкая). Жировые солидолы готовят загущением нефтяных индустриальных масел кальциевыми мылами. Солидолы нерастворимы в воде, обладают высокой коллоидной стабильностью, но не могут использоваться при температурах выше + 75 0 С и ниже – 30 0 С.

Кроме солидолов выпускают другие кальциевые гидратированные смазки – УссА , ЦИАТИМ-208 и др.

К комплексным кальциевым смазкам, изготавливаемым на нефтяных или синтетических маслах, относятся – униол-1 , униол-2 , ЦИАТИМ-221 и др. Эти смазки по сравнению с обычными мыльными смазками более термостойки: температура каплепадения у них выше 200 0 С (у солидолов 80…90 0 С), что позволяет использовать их при температурах до 160 0 С. Они обладают хорошими противоизносными и противозадирными свойствами, то есть их можно применять в тяжелонагруженных узлах. Они так же обладают хорошими защитными и противокоррозионными свойствами. К недостаткам этих смазок относится склонность к термоупрочнению.

Натриевые и натриево-кальциевые смазки. По объёму производства эти смазки занимают второе место после гидратированных кальциевых. Распространёнными натриевыми смазками являются консталины УТ-1 и УТ-2 (УТ – универсальная тугоплавкая), которые в отличии от солидолов работоспособны при температурах до 115 0 С и хорошо удерживаются при таких температурах в тяжелонагруженных узлах. Однако натриевые и натриево-кальциевые смазки растворимы в воде и, следовательно, смываются с металлических поверхностей. При низких температурах (ниже – 20 0 С) применять эти смазки не рекомендуется. Преимущественно консталины используются как железнодорожные смазки.

Среди натриево-кальциевых смазок самой массовой является смазка 1-13 . Эту смазку и её вариант 1-Л3 или ЛЗ-ЦНИИ применяют в роликовых и шариковых подшипниках.

Литиевые смазки. Эти смазки работоспособны в широком интервале температур и до – 50 0 С, нагрузок и скоростей. Их свойства стабильны во времени. К недостаткам можно отнести низкую механическуюстабильность и ограниченный верхний предел температуры – не выше 120…130 0 С. Первой литиевой смазкой была ЦИАТИТМ-201 . Сейчас выпускают: литол-24 , фиол-2 или 2М , фиол-3 и др. Литол-24 используется в качестве единой автомобильной смазки.

Алюминиевые смазки. Наиболее распространённой является смазка АМС-1,3 . Она используется в механизмах, работающих в морской воде или соприкасающихся с ней. Относится к защитно-антифрикционным смазкам. Выпускается смазка МС-70 имеющая такие же свойства.

В ассортименте антифрикционных смазок имеются также смазки на бариевых и цинковых мылах. Бариевые смазки обладают хорошей стойкостью к воде и нефтепродуктам, повышенной химической и механической стабильностью. В шаровых шарнирах подвески и наконечниках рулевых тяг автомобилей ВАЗ применяется бариевая смазка ШРБ-4 .

В качестве антифрикционных смазок используют смазки на неорганических загустителях – силикагелевые, бентонитовые и др. У них хорошие высокотемпературные свойства, высокая химическая стабильность и удовлетворительные смазочные свойства. К их недостаткам можно отнести низкую защитную стабильность. Кселикагелевым относятсясмазки–ВНИИНП-262 ,ВНИИНП-264 ,

ВНИИНП-279 . В основном они предназначены для высокоскоростных подшипников качения, работающих в жёстких режимах трения. Смазки эти дорогие.

К бентонитовым смазкам для подшипников качения относится смазка ВНИИНП-226 .

Консервационные смазки

Ассортимент консервационных смазок значительно уступает ассортименту антифрикционных смазок. Наибольшее распространение получили углеводородные смазки. Их низкая температура плавления (40…75 0 С) позволяет наносить их на поверхность в расплавленном виде путём окунания или распыливания. Можно наносить и при помощи кисти. Предварительно поверхность очищают от следов коррозии и прочих загрязнений.

К углеводородным смазкам относятся ПВК , ГОИ-54п , УНЗ (пушечная ), вазелин технический волокнистый ВТВ-1 , ВНИИСТ-2 и др.

Смазка ПВК имеет высокую водостойкость и стабильность, низкую испаряемость, что позволяет использовать её в течение 10 лет. Недостатком её является потеря подвижности при температуре ниже – 10 0 С.

ГОИ-54п используют для защиты от коррозии машин и механизмов, работающих на открытом воздухе. Смазка сохраняет работоспособность при температуре до – 50 0 С, однако, как большинство углеводородных смазок, её не рекомендую использовать при температурах выше + 50 0 С.

Смазку ВТВ-1 применяют для смазывания клемм аккумуляторов. От смазки ПВК она отличается лучшими низкотемпературными свойствами.

ВНИИСТ-2 применяется для защиты от коррозии наземных трубопроводов.

Удовлетворительные защитные свойства имеют и некоторые мыльные смазки: АМС-1 , АМС-3 , МС-70 , ЗЭС и др.

Смазки АМС-1 , АМС-3 и МС-70 используют как антифрикционные, обладающие хорошими защитными свойствами в условиях контакта с морской водой. Они обладают высокой липкостью и водостойкостью.

Смазку ЗЭС применяют для защиты линий электропередач и другой высоковольтной аппаратуры от коррозии.

Особую группу консервационных смазок составляют канатные смазки: 39у , БОЗ-1 , торсиол-35 , торсиол-55 Е-1 и др. Они занимают промежуточное положение между консервационными и антифрикционными смазками. Предназначены эти смазки для защиты стальных канатов и тросов при эксплуатации и хранении, а так же снижать износ, уменьшать трение, предотвращать обрывы.

Уплотнительные смазки

По составу и свойствам эти смазки специфичны, что не позволяет, как правило, заменять их смазками других типов. В качестве дисперсионной среды используют касторовое масло, глицерин, синтетические масла и смеси с нефтяными. Смазки на основе касторового масла и его смеси с нефтяным или синтетическим маслом практически нерастворимы в нефтепродуктах.

Загустителями могут быть твёрдые углеводороды и неорганические продукты (силикагель, бентонит).

Большинство уплотнительных смазок содержат наполнители – графит, слюду, тальк, дисульфид молибдена, асбест, оксиды металлов и др. В уплотнительной смазке для запорной арматуры вводят 10…15 % наполнителей.

Широкое применение уплотнительные смазки нашли в резьбовых соединениях. В таких соединениях, рассчитанных на высокое давление, уплотнительные смазки подвергаются воздействию высоких контактных нагрузок. Роль самой смазки при жёстких условиях работы резьбового соединения сводится только к функции носителя наполнителя. В смазках для резьбовых соединений концентрация наполнителей, как правило, превышает 50 %.

Твёрдые смазки

Характерная особенность твёрдых смазок заключается в том, что эти материалы, так же как пластичные смазки, находятся в агрегатном состоянии, исключающем их вытекание из узла трения. Благодаря этому их можно использовать в негерметизированных узлах трения. Достоинства их перед маслами таки же, как у пластичных смазок:

- уменьшение расхода смазочного материала;

- уменьшение эксплуатационных расходов.

Твёрдые слоистые смазки. Это кристаллические вещества, обладающие смазочными свойствами: графит, дисульфиды молибдена и вольфрама, нитрид бора, бромиды олова и кадмия, сульфат серебра, иодиды висмута, никеля и кадмия, фталоцианин, селениды и теллуриды вольфрама, титана и пр.

Все эти смазки обладают слоистой структурой, характеризующиеся тем, что атомы, лежащие в одной плоскости – одном слое – находятся друг к другу ближе, чем в различных слоях. Это обусловливает различную прочность между атомами в различных направлениях. В результате под действием внешних сил происходит скольжение одних слоёв кристаллов относительно других. Это свойство необходимо, но недостаточно. Нужна также хорошая адгезия твёрдой смазки к материалу поверхности трения, поэтому дисульфид титана и многие алюмосиликаты (слюда, тальк и др.), обладая ярко выраженной слоистой структурой, не отличаются смазочными свойствами, так как имеют плохие адгезионные свойства с металлами.

Наиболее распространённые твёрдые слоистые смазки.

Графит обладает антифрикционными свойствами в паре трения со сталью, чугуном и хромом. Несколько хуже эти свойства с медью и алюминием. В присутствии воздуха и воднографитная смазка улучшает свои показатели. Графит адсорбируется на поверхности трения, образуя прочную плёнку, ориентированную в направлении скольжения. Наличие на поверхности металла плёнки оксидов облегчает адсорбцию графита, поэтому использование графита особенно эффективно для металлов, образующих прочную оксидную плёнку – хром, титан, несколько меньше сталь. Предел работоспособности графитной смазки равен 600 0 С. Из-за наличия свободных электронов графит обладает высокой электропроводностью, что способствует отводу электростатических зарядов и сохранению прочности смазочного слоя. С увеличение нагрузки и повышения температуры коэффициент трения графита возрастает. По стали коэффициент трения равен 0,04…0,08.

Дисульфид молибдена Мо S 2 – синевато-серый порошок с металлическим блеском, обладает хорошими адсорбционными свойствами по отношению к большинству чёрных и цветных металлов. Его смазочная способность обусловлена выраженным слоистым строением кристаллов и сильной поляризацией атомов серы в процессе трения. В отличии от графита при увеличении нагрузки и температуры коэффициент трения Мо S 2 уменьшается. Средняя величина коэффициента трения равна 0,05…0,095.

Несущая способность граничной смазочной плёнки дисульфида молибдена выше, чем у любых смазочных масел. При температуре выше 500 0 С дисульфид молибдена окисляется с выделением SO 2 . К недостаткам можно отнести высокую химическую активность, в результате чего он легко вступает в реакцию с водой и кислородом. Поэтому максимальная температура ограничена 450 0 С. Водород восстанавливает дисульфид молибдена до металла.

Дисульфид вольфрама WS 2 по сравнению с дисульфидом молибдена обладает большей термостойкостью. Предельная температура его применения равняется 580 0 С. У него больше стойкость к окислению и в 3 раза большая несущая способность. Химически дисульфид молибдена инертен, коррозионно неагрессивен, нетоксичен. Его применение ограничено высокой стоимостью. Из-за высокой плотности дисульфид молибдена мало используется в качестве добавки к маслам, так как затруднено получение однородной смеси с маслом. Рекомендуется использовать при температуре свыше 450 0 С.

Нитрид кремния имеет низкий коэффициент трения в парах со стальными деталями и некоторыми металлокерамическими материалами. Обладает хорошими механическими характеристиками и высокой термической и термоокислительной устойчивостью до 1200 0 С. Благодаря сочетанию этих качеств нитрид кремния является перспективным материалом для изготовления деталей цилиндро-поршневой группы.

Нитрид бора обладает высокой термической и термоокислительной устойчивостью. Разлагается при температуре свыше 1000 0 С.

Фталоцианины (меди C 32 H 16 N 6 Cu , железа C 32 H 16 N 8 Fe и пр.) – металлосодержащие полициклические органические соединения, обладающие крупными плоскими молекулами со слабыми межмолекулярными связями. Наряду с физической адсорбцией они образуют хемосорбированные плёнки на поверхностях металлов. Фталоцианины имеют хорошую термическую стойкость до 650 0 С, стабильны при контакте с воздухом и водой. При температурах до 300 0 С коэффициент трения у них выше, чем у графита и дисульфида молибдена, но понижается до 0,03…0,05 с увеличением температуры до 500 0 С.

Из фталоцианинов делают защитный слой на юбках поршней.

Коэффициенты трения некоторых твёрдых слоистых смазок:

Дисульфид молибдена – 0,05;

Иодистый кадмий – 0,06;

Хлористый кадмий – 0,07;

Сернокислый вольфрам – 0,08;

Сернокислое серебро – 0,14;

Иодистый свинец – 0,28;

Графит – 0,10;

Хлористый кобальт – 0,10;

Иодистая ртуть – 0,18;

Бромистая ртуть – 0,06;

Иодистое серебро – 0,25.

Твёрдые смазки могут использовать и в качестве добавок к маслам. Большинство твёрдых смазок нерастворимы в углеводородах, поэтому их вводят в моторное масло в виде коллоидных дисперсий. При этом увеличивается ресурс узлов трения и снижается вероятность задира в условиях масляной недостаточности.

Мягкие металлы. Свинец, индий, олово, кадмий, медь, серебро, золото и т.д. обладают низкой прочностью на срез. Благодаря этому они используются как твёрдые смазки в виде тонких плёнок, наносимых на более прочные основы. Плёнки этих металлов ведут себя как масло. Кроме того, они облегчают и ускоряют процесс приработки. Важным требование является высокая адгезия к материалу основы и низкая к материалу пары.

Полимерные материалы – фторопласт-4 (тефлон), капрон, нейлон, полиэтилен, политетрафторэтилен, полиамид и др. обладают смазывающими свойствами. Их наносят на поверхности трения в виде плёнок различной толщины или используют как прессованные проставки. Применение твёрдых смазок на основе полимеров ограничивается низкой термической стойкостью этих материалов, маленьким коэффициентом теплопроводности и большим коэффициентом теплового расширения.

Они имеют недостаточные механические свойства, поэтому для обеспечения прочности при средних и высоких нагрузках их армируют. Используемый для армирования материал должен быть мягче материала поверхности трения.

Композиционные смазочные материалы. Это комбинация отдельных видов твёрдых смазок, обеспечивающая оптимальное сочетание их смазывающих свойств, механической прочности и обрабатываемости.

Физически композиционные смазочные материалы представляют собой механическую смесь двух или более различных по свойствам твёрдых веществ. При этом одно вещество является основой, может образовывать структурный каркас, обеспечивающий механические свойства. Основа изготавливается из полимерных, металлических или керамических материалов. В основе зафиксирован материал, являющийся наполнителем, обеспечивающим смазочные свойства.

Полимерная основа имеет хорошие смазочные свойства, химическую инертность, более высокую, чем у металлов, усталостную прочность, малую массу, низкую чувствительность к местным нарушениям структуры – трещинам, надрезам. Наиболее термостойки материалы на основе ароматических полиамидов. Они могут длительное время эксплуатироваться при температуре до 450 0 С. Основными недостатками являются большой коэффициент термического расширения, низкие теплопроводность, термическая стойкость и стабильность.

В полимерных материалах наиболее часто в качестве наполнителей используются дисульфид молибдена, графит, нитрид бора, порошки алюминия, меди, никеля, молибдена и др.

Композиционные смазочные материалы на основе металлических материалов получают путём прессования и спекания из порошков металлов с последующей пропиткой полученной пористой основы твёрдыми слоистыми смазками, мягкими металлами или полимерами. Для получения материалов, работающих в особо тяжёлых температурных условиях, в качестве основы используют никель, кобальт и их сплавы. В качестве наполнителя применяют материалы на основе молибдена или вольфрама.

Например, для получения направляющих втулок клапанов двигателя получили распространение композиционные смазочные материалы на металлической основе, поры которых заполнены фторопластом-4 с добавками сульфидов, селенидов и теллуридов молибдена, вольфрама. Такая смазка кроме смазочного действия обеспечивает высокую несущую способность и износостойкость.

Композиционные смазочные материалы на керамической основе обладают высокой термической и химической стойкостью. Для этого используют окислы бериллия, циркония и других металлов. Основным недостатков этих материалов является их хрупкость и низкая прочность на растяжение.

Узлы трения на основе композиционных смазочных материалов могут долгое время работать без дополнительного подвода смазки, вплоть до всего моторесурса узла. Большинство композиционных смазочных материалов хорошо работают совместно с жидкими и консистентными смазками. Это обеспечивает существенное повышение надёжности двигателя, особе в режиме недостатка масла. Для вкладышей коренных и шатунных подшипников можно использовать композиции из медно-молибденового материала CuO + MoS 2 . Для подшипников распределительного вала применяют вкладыши, изготовленные из металлокерамических композиций на основе мягких металлов, насыщенных фталоцианиновой твёрдой смазкой. Изготовляют материал, состоящий из стальной ленты, на которую спеканием нанесён тонкий слой сферических частиц пористой оловянистой бронзы, пропитанной смесью фторопласта со свинцом. Сталь обеспечивает необходимую прочность подшипника, бронза – теплопроводность, смесь тефлона со свинцом – смазочные свойства.