Твердые смазочные материалы

     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. Основнымнедостатком 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 тренияПри 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. 

     Список  литературы 

1. Богданович  П.Н., Прушак В.Я. Трение и износ в машинах: Учеб. для техн. вузов. Минск: Высш. шк. 1999.
2. Буше Н.А. Трение, износ и усталость в машинах. М.: Транспорт, 1987.
3. Гаркунов Д.Н. Триботехника. М.: Машиностроение, 1989.
4. Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин. М.: Высш. шк., 1991.
5. Основы трибологии (трение, износ, смазка): Учеб. для техн. вузов / Под ред. А.В. Чичинадзе. 2-е изд. М.: Машиностроение, 2001.
6. Справочник по триботехнике / Под общ. ред. М. Хебды, А.В. Чичинадзе. М.: Машиностроение; Варшава. Т.1: 1989; Т.2: 1990; Т.3: 1992.
7. Фукс И.Г., Буяновский И.А. Введение в трибологию. М.: Нефть и газ, 1995.