По своей консистенции, смазочные материалы делятся на три категории:
Их применяют в узлах, где невозможно обеспечить постоянное обмывание всей поверхности трения , либо на материалах, которые препятствуют нормальной адгезии жидких масел.
К тому же, их удобно наносить на детали (закладывать внутрь) при сборке узлов, для которых не предусмотрена система орошения при работе.
Технология производства и состав
С точки зрения физических свойств, пластичные смазки, это дисперсия твердых загустителей в жидкой основе. Причем загуститель добавляется настолько высокоструктурированный, что достаточно небольшого процента: не более 10%-15%.
Стандартный состав подобных материалов, следующий:
Основа
Жидкая среда, представляет собой обычное нефтяное либо синтетическое масло, которое получают по тем же технологиям, что и обычные материалы.
Для изготовления сложных и дорогих составов исходные основы могут смешиваться, согласно техническому заданию разработчика. Объем базового жидкого масла: 70%-90%.
Нефтяные основы производятся методом гидроочистки, с помощью водорода. Таким образом снижается сернистость и удаляются асфальтовые составляющие.
Последний пункт особенно важен для повышения у готового продукта антиокислительных свойств. Органические пластичные смазки для автомобилей применяются в несильно загруженных узлах, работающих на невысоких скоростях.
Синтетическая основа, как правило, кремнийорганическая. На ее базе создаются масла для работы в нагруженных скоростных подшипниках, а также редукторах, работающих на высоких оборотах.
Загуститель (10%-15%)
Он не просто добавляется в жидкую основу, для получения однородного состава требуется определенная температура в процессе смешивания, и специальные миксеры.
Затем состав охлаждается до температуры окружающей среды, и после этого физико-химические свойства пластичных смазок не меняются. Разумеется, при соблюдении температурного режима эксплуатации.
В качестве загустителя используются высокомолекулярные соли жирных кислот (более привычное определение – мыло). В составах премиум класса применяются твердые углеводороды, а также неорганические соединения (полимеры, карбамиды, и пр.)
Присадки
Как и любой другой продукт, пластичная смазка содержит присадки. Они улучшают свойства, если базовые характеристики не удовлетворяют заказчика.
Набор свойств типичный:
- противоизносные (противозадирные);
- защита от коррозии;
- соединения, препятствующие окислению самого продукта;
- повышающие адгезию;
- антифрикционные.
Состав наполнителей (10%-20%): тальк, графит, медный порошок мелкого помола, дисульфид молибдена, слюда, и пр.
Основное свойство пластичных смазок
Поскольку полутвердые масла должны удерживаться на поверхности изделий, важной характеристикой является температура каплепадения. Дело в том, что при вращении узлов трения, температура неотвратимо повышается.
Вместе с ней снижается вязкость пластичного материала. После критического нагрева, смазка переходит в жидкое состояние, и просто стекает с рабочей поверхности.
Учитывая критичность этих параметров, определение температуры каплепадения пластичных смазок относится к обязательной процедуре испытаний продукта.
Методика следующая:
Применение и разновидности пластичных смазок
Проведем краткий обзор популярных продуктов. В последнее время производители предлагают новейшую технологию: металлоплакирование.
Этот термин означает, что на рабочей поверхности трения образуется тончайший слой металла, обладающего низким коэффициентом трения.
В качестве примера рассмотрим популярный среди автомобилистов продукт: МС 1000 смазка пластичная металлоплакирующая.
В составе присутствует цинк, который обеспечивает противоизносные свойства. Благодаря постоянной сменяемости масла в рабочей зоне, этот слой само восстанавливается.
Blue MC 1510 высокотемпературная пластичная смазка – предназначена для высоконагруженных подшипников, работающих при высоких температурах. Этот состав выдерживает перепады от -40°C до +350°C.
Обратите внимание
Высокая температура каплепадения сохраняет подшипники при экстремальных температурах: масляная пленка не разрушается, расслоения основы и присадок не происходит.
Срок службы исчисляется сотнями тысяч километров. Благодаря уникальным свойствам, этот продукт имеет допуски ведущих автозаводов.
Пластичная смазка Molykote Longterm изготавливается с добавлением литиевых присадок. Обладает антифреттинговыми свойствами и усиленной адгезией. Такой состав позволяет использовать смазку на высоконагруженных узлах в течение длительного времени без замены.
Основное применение
– муфты, подшипники, шлицевые соединения на крупных агрегатах и строительной технике. Также популярно нанесение подобных пластичных смазок на резьбовые соединения.
Графитовая смазка пластичная изготавливается методом добавления мелкодисперсного порошка в готовый состав при сохранении вязкости.
Применяемость достаточно широкая : от бытовой техники до автомобилей и промышленных агрегатов.
Неплохие антифрикционные и температурные показатели, однако графитовая смазка не выдерживает высоких оборотов рабочего узла. Поэтому перед приобретением следует изучить характеристики устройства, которое будет смазываться.
Водостойкая пластичная смазка для лодочных моторов выпускается практически всеми производителями, и обладает следующими свойствами:
- Высокая степень защиты от коррозии.
- Адгезия и стойкость нанесенного слоя выше среднего.
- Практически нулевая гигроскопичность, нерастворимость в воде.
- Способность к консервации металлических деталей.
- Температурные показатели не относятся к основному требованию допуска.
Виды пластичных смазок для автомобилей — видео
Итог
Пластичные смазки представлены большим разнообразием типов, однако ни одна из них не является универсальной. Для каждого агрегата следует подбирать необходимый состав продукта.
Пластичные смазки – это смазки предназначенные для уменьшения трения в узлах качения и скольжения (подшипниках, шарнирах, ступицах колес и т.д.), работающих в значительном диапазоне температур.
Для получения автомобильных пластичных смазок используют главным образом обычное нефтяное мало- и средневязкое масло типа веретенного, машинного и т.д., которое загущают. В качестве загустителя служит кальциевое, натриевое или литиевое мыло. Для улучшения консервационных, противоизносных свойств, химической стабильности, термостойкости в смазки вводят различные присадки, наполнители и стабилизаторы в количестве 0,001…5%.
Основными физико-химическими свойствами пластичных смазок, определяющими их эксплуатационные качества, являются: вязкость (пенетрация), предел прочности, температура каплепадения, водостойкость, коллоидная и механическая стабильность.
Пластичные смазки делятся на четыре группы:
- антифрикционные смазки
- консервационные смазки
- канатные смазки
- уплотнительные смазки
Антифрикционные смазки используются для снижения износа и трения скольжения сопряженных деталей.
Консервационные смазки используют для предотвращения коррозии металлических изделий и механизмов при хранении, транспортировании и эксплуатации. Они обозначаются индексом «З». Консервационные смазки применяют для металлических изделий и механизмов всех видов, за исключением случаев требующих использования консервационных масел или твердых покрытий.
Канатные смазки применяют для предотвращения износа и коррозии стальных канатов и тросов. Их обозначают индексом «К».
Уплотнительные смазки используют для герметизации зазоров, облегчения сборки и разборки арматуры, сальниковых устройств, резьбовых соединений и любых подвижных соединений, в том числе вакуумных систем. Уплотнительные смазки делятся на три подгруппы:
- арматурные (индекс «А»)
- резьбовые («Р»)
- вакуумные («В»)
Обозначение пластичной смазки кратко характеризует ее назначение, состав и свойства.
Обозначение состоит из пяти буквенных и цифровых индексов, указывающих: группу (подгруппу) в соответствии с назначением смазки; загуститель; рекомендуемый температурный интервал применения; дисперсионную среду; консистенцию смазки.
Приведем примеры обозначения пластичных смазок:
- СКа2/8-2: С – смазка общего назначения для обычных температур (солидол); Ка – загущена кальциевым мылом; 2/8 – предназначена для применения при температурах – 20…+80 °С (вязкость смазки при –20 ºС близка к 2000 Па·с); отсутствие индекса дисперсионной среды – приготовлена на нефтяном масле; 2 –пенетрация 265…295 при 25 °С;
- МЛи 3/13-3: М – многоцелевая; Ли – загущена литиевым мылом; 3/13 – предназначена для применения при температурах –30…+130 °С; отсутствие индекса дисперсионной среды свидетельствует о том, что смазка приготовлена на нефтяном масле; 3 – пенетрация 220…250 при 25 °С.
Для легковых автомобилей применяют следующие основные пластичные смазки:
- «Литол-24» – для подшипников ступиц колес, водяного насоса, промежуточной опоры карданных валов, подшипниковых узлов, не подверженных влиянию воды, подшипников редуктора заднего моста
- ЦИАТИМ-201 – для втулок валика прерывателя-распределителя, подшипников генератора, гибкого вала спидометра, замков и петель дверей и др.
- смазка № 158 – для игольчатых подшипников при сборке карданных шарниров, не имеющих пресс-масленок, приборов электрооборудования и закрытых подшипников
- УСсА – для листов рессор, троса привода тормозных механизмов в оболочке, буксирного троса
- ВТВ-1 – для наконечников проводов и полюсных выводов , торсионов крышки багажника, упора капота, ограничителя открывания дверей, шарниров и пружин крышки топливного бака. В аэрозольной упаковке ВТВ-1 применяют также для смазывания замочных скважин дверей и крышки багажника
- «Фиол-1» (литиевая) – для шлицевого соединения фланца переднего карданного вала, троса управления салазок перемещения сидений
- ШРБ-4 – для шаровых пальцев передней подвески и шарниров рулевых тяг
- ШРУС-4 – для шарниров равных угловых скоростей ведущих колес
Пластичные смазки использовались еще в XIV веке до н.э. египтянами для осей деревянных колесниц. Изготавливали их из оливкового масла, смешивая его с известью. Современные смазки представляют собой многокомпонентные структуры, отвечающие многим, зачастую противоречивым требованиям, которые выдвигает специфика работы различных узлов. 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.
Пластичные смазки использовались еще в XIV веке до н.э. египтянами для осей деревянных колесниц. Изготавливали их из оливкового масла, смешивая его с известью. Современные смазки представляют собой многокомпонентные структуры, отвечающие многим, зачастую противоречивым требованиям, которые выдвигает специфика работы различных узлов.
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 удержание 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 на сдвиг – 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) послу 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 или температурного воздействия при хранении, транспортировке и применении.
- Химическая стабильность – характеризует в основном устойчивость смазок к окислению.
- Испаряемость – оценивают количество масла, испарившегося из смазки за определенный промежуток времени, при 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.
Классификация пластичных смазок.
Следует отметить, что не все нижеперечисленные классификации являются общепринятыми для отечественных и зарубежных производителей.
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 ГОСТом 23258-78 смазки делятся на следующие группы.
- Антифрикционные - снижают силу трения и износ различных трущихся поверхностей.
- Консервационные - предотвращают коррозию металлических поверхностей механизмов при их хранении и эксплуатации.
- Уплотнительные - герметизируют и предотвращают износ резьбовых соединений и запорной арматуры (вентили, задвижки, краны).
- Канатные - предотвращают износ и коррозию стальных канатов.
В свою очередь, антифрикционная группа делится на подгруппы: смазки общего назначения, многоцелевые смазки, термостойкие, низкотемпературные, химически стойкие, приборные, автомобильные, авиационные и т.д.
В автомобилях наибольшее распространение получили антифрикционные смазки многоцелевые (Литол-24, Фиол-2М, Зимол, Лита) и антифрикционные смазки автомобильные (ЛСЦ-15, Фиол-2У, ШРБ-4, ШРУС-4, КСБ, ДТ-1, № 158, ЛЗ-31).
Классификация смазок по консистенции (густоте).
Разработана NLGI (Национальный институт смазочных материалов США). Согласно этой классификации смазки делят на классы в зависимости от уровня пенетрации (см. выше) - чем больше численное значение пенетрации, тем мягче смазка. Классификация NLGI пластичных смазок по консистенции приведена в табл. 8.1 (соответствует сортам по DIN 51818. DIN - Институт стандартов Германии).
Наименование смазок.
В бывшем СССР до 1979 г. наименования смазок устанавливали произвольно. В результате одни смазки получили словесное название (Солидол-С), другие - номер (№ 158), третьи - обозначение создавшего их учреждения (ЦИАТИМ-201, ВНИИНП-242). В 1979 г. был введен ГОСТ 23258-78 (действующий в настоящее время в России), согласно которому наименование смазки должно состоять из одного слова и цифры.
За рубежом фирмы-производители вводят наименование смазок произвольно из-за отсутствия единой для всех классификации по эксплуатационным показателям (за исключением классификации по консистенции). Это привело к появлению огромного ассортимента пластичных смазок (по различным оценкам несколько тысяч наименований).
План лекции
1. Классификация и обозначение пластичных смазок.
2. Общие требования к пластичным смазкам для узлов автомобилей.
3. Свойства смазок и методы их оценки.
4. Производство пластичных смазок.
5. Ассортимент смазок, их применение и взаимозаменяемость.
1. Классификация и обозначение пластичных смазок
Для смазки ряда механизмов и деталей автомобиля используют густые мазеобразные продукты – пластичные смазки. Пластичной смазкой называют систему, которая при малых нагрузках проявляет свойства твердого тела; при некоторой критической нагрузке смазка начинает пластично деформироваться (течь подобно жидкости) и после снятия нагрузки вновь приобретать свойства твердого тела.
Смазки по своему составу является сложными веществами. В простейшем случае они состоят из двух компонентов – масляной основы (дисперсионная среда) и твердого загустителя (дисперсная фаза).
В качестве масляной основы смазок используют различные масла нефтяного и синтетического происхождения. Загустителями, образующими твердые частицы дисперсной фазы, могут быть вещества органического и неорганического происхождения (мыла жирных кислот, парафин, силикагель, бетонит, сажа, органические пигменты и т.п.). Размеры частиц дисперсной фазы очень малы – 0,1-10 мкм. Наиболее характерная форма частиц загустителя – мелкие шарики, ленты, пластинки, иголки, сростки кристаллов и др.
Добавки необходимы для улучшения эксплуатационных свойств смазок. К ним относятся:
- присадки – малорастворимые ПАВ (тоже, что и в моторных маслах). Не более 5 %;
наполнители , улучшающие антифрикционные и герметизирующие свойства (дисульфид молибдена, графит, слюда и др.). Наполнители составляют 1-20 % массы смазки;
модификаторы структуры , способствующие формированию более прочной и эластичной структуры смазки. Это ПАВ (кислоты, спирты и др.) и составляют 0,1 –1 % массы смазки.
Для большинства смазок на долю дисперсионной среды – жидкого масла приходится от 70 до 90 % массы смазок. От вязкости дисперсионной среды во многом зависят вязкостные характеристики смазок, например, прокачиваемость смазки при низких температурах. От вязкости дисперсионной среды смазок зависит в основном сопротивление вращению в таком важном узле трения, как подшипник качения.
Для производства смазок применяют мало - и средневязкие нефтяные масла и редко – синтетические. В РФ до 80% смазок готовят на маслах вязкостью не более 50 мм 2 /с при 50 °С. Смазки, приготовленные на маловязких маслах, можно применять при –60 °С. Вязкие масла применяют в основном для производства консервационных, а также некоторых сортов; термостойких смазок.
В смазки специального назначения (уплотнительные, резьбовые, для рессор и т.п.) применяют наполнители – графит, дисульфид молибдена. Наполнители увеличивают прочность смазки, препятствуют выдавливанию её из узлов трения.
В процессе эксплуатации автомобилей наибольшее применение получили мыльные и углеводородные смазки.
Загустителями в мыльных смазках являются мыла. Известны смазки загущенные мылами лития, натрия, кальция, цинка, стронция, бария, алюминия, применяют широко только кальциевое, литиевые, натриевые, бариевые и алюминиевые смазки.
Углеводородные смазки получают сплавлением нефтяных масел с твердыми углеводородами – парафином, церезином. Эти смазки занимают исключительное место среди консервационных (защитных) смазок благодаря их невысокой температуре плавления и обратимости структуры. Они абсолютно нерастворимы в воде и не проводят через себя водяные пары. Их можно наносить на металлические детали и поверхности, окуная в расплавленную смазку при 60-120 °С, распыливанием, при помощи кисти и т.д. Тонкий слой смазки (около 0,5 мм) надежно защищает поверхность от проникновения воды и пара.
В соответствии с классификацией (ГОСТ 23258-78) смазки разделены на четыре группы: антифрикционные, консервационные, уплотнительные и канатные.
Антифрикционные смазки делятся на подгруппы, обозначаемые индексами: С – общего назначения для обычной температуры (до 70 °С); О – для повышенной температуры (до 110 °С); М – многоцелевые, работоспособны от -30 до +130 °С в условиях повышенной влажности; Ж – термостойкие (150 °С и выше); Н – морозостойкие (ниже –40 °С); И – противозадирные и противоизносные; П – приборные; Д – приработочные (содержат дисульфид молибдена); Х – химически стойкие.
Консервационные (защитные) смазки, предназначенные для предотвращения коррозии металлических поверхностей при хранении и эксплуатации механизмов, обозначаются индексом 3.
Канатные – индексом К.
Уплотнительные смазки делятся на три группы: арматурные – А, резьбовые – Р, вакуумные – В.
В обозначении еще указывают :
тип загустителя (обозначают первыми двумя буквами входящего в; состав мыла металла: Ка – кальциевое. На – натриевое. Ли – литиевое, Ли-Ка – смешанное);
В табл. 1 представлены виды загустителей для различных смазок.
Таблица 1
Марки смазок и виды загустителей
|
Вид загустителя |
|
|
12-гидроксистеарат лития |
|
|
Фиол-1, Фиол-3 |
12-гидроксистеарат лития |
|
12-гидроксистеарат лития |
|
|
Комплексное бариевое мыло |
|
|
Стеараты лития и калия, фталоцианин меди |
|
|
Стеарат лития, церезин-80 |
|
|
ЦИАТИМ-201 |
Стеарат лития |
|
ЦИАТИМ-203 |
Стеарат лития |
|
Натриево-кальциевые мыла касторового масла |
|
|
Солидол-С |
Кальциевые мыла СЖК |
|
Комплексное кальциевое мыло |
|
|
ВНИИ НП-242 |
Стеарат лития, дисульфид молибдена |
рекомендуемый температурный диапазон применения (указывают дробью – в числителе уменьшенная в 10 раз без знака минус минимальная температура, в знаменателе - уменьшенная в 10 раз максимальная температура применения);
дисперсионную среду (обозначают строчными буквами: у – синтетические углеводороды, к – кремнийорганические жидкости, г – добавка графита, д – добавка дисульфида молибдена.
консистенцию (густоту), которую обозначают условным числом от 0 до 7.
Классификация смазок по консистенции (густоте) разработана Национальным институтом смазочных материалов США (NLGI). Согласно этой классификации смазки делятся на классы в зависимости от уровня пенетрации – чем выше численное значение пенетрации , тем мягче смазка. Класс 000, 00 – очень мягкая, аналогична очень вязкому маслу; класс 0, 1 – мягкая; класс 2 – вазелинообразная; класс 3 – почти твердая; класс 4,5 – твердая; класс 6 – очень твердая, мылообразная.
При выборе смазки лучше руководствоваться рекомендациями завода-изготовителя автомобиля.
Автомобильный транспорт является одним из основных потребителей пластичных смазок – около 25 % от общего производства.
В качестве примера можно привести классификационное обозначение по ГОСТ 23858-79 товарной литиевой смазки литол-24:
М Ли 4/13-3 – смазка многоцелевая антифрикционная, работоспособна в условиях повышенной влажности (М), загущена литиевым маслом (Ли). Рабочий диапазон температур составляет –40...+130°С (4/13). Отсутствие индекса дисперсионной среды означает, что смазка приготовлена на нефтяном масле. Цифра 3 характеризует консистенцию смазки.
Пластичные автомобильные смазки
От узлов шасси автомобиля требуется длительная работа без обслуживания, в том числе без пополнения их смазочными материалами. Увеличение средних скоростей автомобилей, внедрение перспективных конструкторских разработок, направленных на повышение надежности, безопасности, снижение металлоемкости, ведет, как правило, к уменьшению габаритов узлов шасси и ужесточению режимов работы смазочных материалов.
В автомобильной технике используется 15- 20 марок пластичных смазок. Большая часть их рассчитана на весь срок службы автомобиля и применяется только при сборке автомобилей, а б эксплуатации используют не более 3-5 типов смазок. Число механизмов, узлов и деталей автомобиля, смазываемых пластичными смазками (ступицы колес, подшипники электрооборудования, сцепление, точки смазки шасси, рулевого управления, кузова и др.), значительно больше, чем смазываемых маслами (двигатель, коробка передач, задний мост, картер руля). В новых моделях автомобилей смазки вытеснили масло из рулевого механизма, исчезают подшипники ступиц колес с закладной смазкой (вместо них применяют закрытые подшипники) и др.
Пластичные смазки по свойствам занимают промежуточное положение между маслами и твердыми смазками. Они сочетают свойства твердого тела и жидкости, что связано с их строением. Грубой моделью смазки может служить кусок ваты, пропитанный маслом. Волокна ваты соответствуют частицам дисперсной фазы, а масло, удерживаемое в вате, дисперсионной среде смазки. Наличие структурного каркаса придает смазке свойства твердого тела. Под действием собственного веса оп не разрушается, однако достаточно приложить нагрузку, как каркас разрушается и смазка деформируется как пластичное тело. После снятия нагрузки течение смазки прекращается, и каркас практически мгновенно восстанавливается.
В качестве загустителей (веществ, из которых образованы твердые частицы дисперсной фазы) используют вещества органического или неорганического происхождения: мыла, парафин, пигменты и др. Содержание загустителя в пластичных смазках составляет от 5 до 30 %. В небольших количествах в смазках присутствуют другие компоненты: присадки, твердые добавки, свободные щелочи или кислоты, диспергаторы и др. Однако основные эксплуатационные свойства определяются именно загустителем, поэтому смазки обычно называют по типу загустителя.
Наибольшее распространение получили мыльные смазки, загущенные солями жирных кислот. При производстве смазок мыла получают нейтрализацией высших жирных кислот гидроксидами металлов (щелочами) .
За рубежом для этой цели применяют индивидуальные жирные кислоты и природные жиры (животные), в СССР - синтетические жирные кислоты, природные жиры. Известны смазки, загущенные мылами лития, натрия, калия, магния, кальция, цинка, стронция, бария, алюминия, свинца. Однако наиболее широко распространены только кальциевые, литиевые, натриевые, бариевые и алюминиевые смазки, загущенные мылами соответствующих металлов.
Длительное время в нашей стране основными смазками для старых моделей автомобильной техники являлись кальциево-натриевые смазки типа Солидол, 1-13, ЯНЗ -2 и др. Эти смазки недостаточно водостойки, работоспособны в узком интервале температур,.обладают низкой механической стабильностью, быстро выбрасываются, вытекают из подшипников и других узлов трения. Указанными недостатками и обусловливается ограниченная работоспособность данных смазок, а следовательно, частая их смена в автомобильных узлах при эксплуатации.
С 1970 г. в СССР начато производство комплексных кальциевых, бариевых и других смазок. Для автомобильного транспорта особенно перспективной явилась разработка высококачественных многоцелевых пластичных смазок на оксистеарате лития типа Литол-24. В настоящее время «Ли-тол-24» получил наиболее широкое распространение для смазки узлов легковых автомобилей. Для этого вида техники используются и некоторые другие литиевые смазки, ЛСЦ -15, Фиол-1, Фиол-2, Фиол-2у, ШРУС -4. Среди новых смазок есть бариевая смазка (ШРБ -4), натриевая (КСБ ). Выпускаются также немыльные смазки: углеводородная, ВТВ -1, силикаге-левые Лимол и Силикол.
При сборке автомобилей на Волжском автозаводе смазками смазывают около 130 различных точек. Подавляющее большинство точек смазывают четырьмя смазками: ЛСЦ -15, Литол-24, ВТВ -1 и Фиол-1. Остальные смазки являются более узкоспециализированными. Например, при сборке автомобилей на ВАЗ е используют 12 смазок:
Создание новых моделей автомобилей и узлов к ним, а также необходимость повышения ресурса отдельных узлов потребовали внедрения перспективных смазок. Так, при сборке шаровых шарниров с тефлоном на ВАЗ е была применена дисульфидмолибденовая смазка «Лимол», так как другие смазки не выдерживали нагрева, предусмотренного технологией сборки шарнира.
Недостаточная долговечность игольчатых подшипников карданного вала автомобиля ВАЗ послужила причиной замены в них «Литола-24» на «Фиол-2у». Появление на автомобиле вакуумного усилителя потребовало применения новой смазки «Силикол» и т. д. При подборе смазок для конкретного узла трения решающее значение имеют их эксплуатационные характеристики. Для оценки этих характеристик в СССР имеется около 20 стандартизованных методов испытаний.
Смазки в первую очередь характеризуются консистенцией. Консистенцию смазок определяют показателем пенетрации по ГОСТ 5346-78 при 25 °С. В сосуд со смазкой погружается металлический конус под действием собственного веса (1 Н). Чем больше глубина погружения, тем «мягче» смазка и тем больше величина (число) пенетрации.
Кроме консистенции смазки характеризуются температурами каплепа-дения и сползания, пределом прочности на сдвиг, вязкостью при различных температурах, механической стабильностью, испаряемостью, коллоидной стабильностью, окисляемостью, антикоррозионными и защитными
свойствами, водостойкостью, содержанием кислот, щелочей и механических примесей (абразивы).
Для того чтобы облегчить подбор смазок и их заменителей, в табл. 1.18 приведены основные марки смазок, применяемые при изготовлении и эксплуатации автомобилей, с оценкой их свойств по пятибалльной системе: 1 балл - характеристики смазки по данному показателю неудовлетворительные; 2 балла - недостаточно удовлетворительные; 3 балла - удовлетворительные; 4 балла - хорошие; 5 баллов - отличные.
Наибольшим их достоинством является широкий температурный интервал, работоспособность при температуре до 120-130 °С и высокая механическая стабильность. Последнее свойство особенно важно для герметизированных узлов, в частности для подшипников скольжения и шарнирных соединений, т. е. для таких узлов, в которых вся смазка подвергается деформации. Из-за низкой механической стабильности смазка «Солидол С» в процессе эксплуатации разупрочняется и вытекает из узлов, в то время как «Литол-24» сохраняет свои свойства, удерживается в узле и обеспечивает длительную работу подшипников качения и скольжения без смены и пополнения. Поэтому периодичность смены смазки при применении «Литола-24» по сравнению со смазкой «Солидол С» в шарнирах рулевых и реактивных тяг увеличена в 3 раза, а в шлицевых соединениях карданного вала - в 5-6 раз. Срок службы смазки до замены в подшипниках ступиц колес при переходе со смазки 1-13 на «Литол-24» увеличивается в 2-3 раза. Одним из основных видов повреждения подшипников в процессе эксплуатации является пит-тинг поверхностей трения. Появление питтинга зависит от антипиттинго-вых свойств пластичных смазок. Из этих данных следует, что наихудшими антипиттинговыми свойствами обладают смазки «Солидол С», смазки же ЦИАТИМ -201, ЯНЗ -2 и 1-13 близки между собой, а «Литол-24» и особенно смазка № 158 значительно превосходят их по этому показателю.