Пластичные смазки

От правильного выбора смазочного материала зависят надежность и долговечность узла трения. Антифрикционные смазки (АС) предназначены для снижения трения между соприкасающимися поверхностями, уменьшения износа и предотвращения задиров, заедания и сваривания металлических поверхностей. АС применяются в следующих основных узлах трения:

• подшипники качения и скольжения;
• зубчатые, винтовые и цепные передачи;
• различные трущиеся плоскости, например, вал–втулка, ползун–направляющая и т.д.;
• шарниры разных конструкций;
• электрические контакты;
• тросы по ролику и т. п.

Наиболее массовые узлы трения – подшипники качения различных конструкций: открытые и герметизированные, радиальные и упорные, шариковые и роликовые и т. д. Их выпускают в количестве, давно превысившем 1 млрд. шт./год, а потому среди других групп смазок АС занимают ведущее место (больше 90%) и по объему, и по ассортименту. Насчитывают около 200 наименований антифрикционных смазок в России и более тысячи за рубежом.

По сравнению с жидкими смазочными материалами (маслами) АС характеризуются меньшим удельным расходом и более продолжительным периодом действия. Смазки лучше масел амортизируют ударные нагрузки и уменьшают усталостное разрушение тел и дорожек качения. Правильный подбор АС и эффективность их работы определяются следующими наиболее важными факторами:

• особенностями узлов трения и условий эксплуатации смазок: температурой, нагрузкой, скоростью перемещения трущихся пар;
• совместимостью смазок с конструкционными материалами, контактирующими с ними в процессе срока службы;
• совместимостью разных смазок при их возможном смешении.

В группу смазок общего назначения входят наиболее распространенные на территории России солидолы, или гидратированные кальциевые смазки. Их доля составляет около 40% от общего выпуска АС в России.

Гидратированные кальциевые смазки получают путем загущения средневязких индустриальных масел кальциевыми мылами синтетических жирных кислот (СЖК) или естественных жиров. К достоинствам солидолов относятся их отличная водостойкость, коллоидная стабильность, хорошие защитные и смазочные свойства. Недостатки солидолов выражаются в низкой механической стабильности и ограниченном рабочем диапазоне температур: до 60...70°С. Модификатором структуры этих смазок выступает вода, поэтому при высоких температурах солидолы необратимо разрушаются.

Гидратированные кальциевые смазки выпускают под марками Солидол С, Пресс-Солидол С, Солидол Ж, Пресс-Солидол Ж и применяют в относительно грубых узлах трения машин и механизмов. Графитная смазка по составу близка к Солидолу С, но приготовлена на более вязком масле и содержит до 10% графита. Ее используют в узлах трения скольжения тяжелонагруженных тихоходных механизмов, рессорах, открытых зубчатых передачах.

При температуре выше 60...70°С, когда применение гидратированных кальциевых смазок невозможно, используют натриевые или натриево-кальциевые смазки, называемые еще консталинами. Они сохраняют работоспособность до 100...110°С, однако имеют ряд существенных недостатков. При высоких температурах у смазок этого типа резко (иногда буквально за несколько минут) повышается предел прочности. Кроме того, консталины имеют низкую водостойкость, в то время как последняя очень важна для всех видов смазок, работающих в узлах трения, соприкасающихся с водой, или в условиях высокой влажности воздуха.

В России изготавливают следующие смазки общего назначения, предназначенные для работы в условиях повышенных температур:

• смазка 1-13, получаемая путем загущения смеси нефтяных масел низкой и средней вязкости натриево-кальциевым мылом касторового масла;
• консталин – цилиндровое масло, загущенное натриевым мылом касторового масла.

Смазку 1-13 практически невозможно отличить от консталина – присутствие небольшого количества кальциевого мыла практически не отражается на ее свойствах. При контакте с влажным воздухом эти смазки обводняются, а поверхностный слой эмульгирует. При упаковке в негерметичную тару они хранятся не более трех лет, а при хорошей герметизации – до пяти. Однако в смазках 1-13 и консталине отсутствуют антиокислительные присадки, что сокращает срок их службы в условия повышенных температур. Кроме того, вследствие достаточно высокой вязкости масляной основы и большой концентрации загустителя, смазка 1-13 уступает по морозостойкости даже солидолам. Ее используют в разнообразных подшипниках качения, реже – скольжения и других узлах трения, смазывают подшипники электромашин, работающих при температуре 80...90°С, ступицы передних колес устаревших автомобилей и т. п. Консталин применяется в узлах трения вентиляторов литейных машин, доменных и цементных печей, подшипников качения на железнодорожном транспорте и т. д.

Универсальные смазки, которые можно применять во всех основных узлах трения различных механизмов, называются многоцелевыми.

Эти смазки обладают отличной водостойкостью и используются в широком диапазоне температур и нагрузок. Однако не следует полагать, что многоцелевые смазки пригодны для замещения антифрикционных смазок всех типов, в том числе специальных – химически стойких, радиационно-устойчивых, термостойких или приборных.

На самом деле многоцелевые смазки могут заменить лишь смазки общего назначения (солидолы), смазки общего назначения для повышенных температур, некоторые индустриальные и почти все автомобильные смазки. В основном, многоцелевые смазки получают путем загущения нефтяных масел литиевыми мылами 12-оксистеариновой кислоты. К данному типу АС в известной мере можно отнести и смазки на комплексных загустителях (загуститель образован мылами низко- и высокомолекулярной кислот) типа комплексно-алюминиевых, комплексно-кальциевых, комплексно-литиевых и полимочевинных смазок, однако большая их часть – достаточно узкой специализации.

Температура каплепадения многоцелевых литиевых смазок составляет 180...200°С, вязкость при -30°С близка к 2000 Па•с, что позволяет использовать их в достаточно широком диапазоне температур. Срели литиевых смазок наиболее распространен Литол-24, который представляет собой загущенную смесь нефтяных масел литиевым мылом 12-оксистеариновой кислоты и содержит вязкостную и антфрикционную присадки. Высокая температура каплепадения, отличная водостойкость, низкая испаряемость дисперсионной среды, высокий предел прочности позволяют применять эту смазку при температуре до +110...130°С. При более высокой температуре у Литола-24 резко падает (почти до нуля) предел прочности и ускоряются процессы окисления.

Важно отметить, что для этой смазки не характерно термоупрочнение при повышенной температуре. Литол-24 сохраняет работоспособность до -40°С, а в мощных механизмах – до -55°С. Смазка обладает отличной механической и невысокой коллоидной стабильностью, а благодаря антиокислительной присадке она достаточно устойчива к химическим веществам.

Литол-24 можно применять в узлах трения всех типов: подшипниках качения и скольжения, зубчатых и других передачах, шарнирах. Его используют в качестве единой автомобильной смазки, а также в механизмах тракторов, гусеничных машин, экскаваторов, бульдозеров, судовых механизмов и т. д. Допускается использование Литола-24 в электромашинах, дорожно-строительной, сельскохозяйственной, горной технике.

Фиолы были разработаны как аналоги итальянских смазок, которые использовала компания FIAT.

Фиолы предназначены для применения в разнообразных узлах индустриального оборудования, работающих при малых и средних нагрузках и температуре менее 100°С: в подшипниках качения и скольжения, зубчатых маломощных редукторах, передачах станков и др. В настоящее время Фиол-1 и Фиол-2 используют, в основном, в системах автомобилей ВАЗ: в гибких тросах управления и направляющих сидений, Фиол-2М – в скоростных подшипниках текстильных машин.

Смазка БНЗ-3 представляет собой нефтяное масло средней вязкости, загущенное литиевыми мылами стеариновой кислоты и касторового масла. Смазка содержит антиокислительную и противоизносную присадки и работоспособна в диапазоне температур -30...+110°С. По противоизносным параметрам БНЗ-3 несколько уступает Фиолу-2М, а применяется, в основном, для герметизации узлов трения, роликовых опор ленточных конвейеров, механизмов экскаваторов, буровых станков, бульдозеров, оборудования горнорудной промышленности.

Менее распространены смазки Алюмол, ЛКМтранс-2 и Герметин. Они также находят применение в узлах трения машин и механизмов, различных транспортных средств и промышленного оборудования. Алюмол изготавливают на основе комплексного алюминиевого загустителя, поэтому он обладает хорошей водостойкостью и высокими адгезионными свойствами. Эта смазка работоспособна в температурном диапазоне -40...+150°С, что приближает ее к термостойким аналогам. ЛКМтранс-2 производят на основе комплексного литиевого загустителя, она содержит многофункциональные присадки и отличается водостойкостью, высокой термической и химической стабильностью, хорошими смазочными свойствами. Герметин, как следует из названия, можно использовать при герметизации пробковых кранов бытовой газовой аппаратуры. Данный смазочный материал работоспособен при температуре -40...+130°С.

В импортных строительных машинах пластичные смазки (в основном, литиевые) применяют в узлах рабочего оборудования и ходовой части. Для их обслуживания специалисты сервисных служб требуют использовать материалы, рекомендованные компанией-изготовителем машины. Хорошие свойства демонстрируют пластичные смазки Esso, Texaco, Castrol. При крайней необходимости допустимо использовать Литол-24, при этом обязательно сокращая интервалы между заменами смазки. Не рекомендуется использовать солидолы и смешивать с ними литиевые смазки, уже находящиеся в узле трения: солидол, особенно в смеси с литиевой смазкой, склонен уплотняться, и впоследствии бывает невозможно удалить его без разборки узла.