Общие сведения о структуре, составе и принципах производства смазок

Пластичной смазкой называют систему, которая при малых нагрузках проявляет свойства твёрдого тела; при некоторой критической нагрузке смазка начинает пластично деформироваться (течь подобно жидкости) и после снятия нагрузки вновь приобретает свойства твёрдого тела.

В простейшем случае пластичные смазки состоят из двух компонентов – масляной основы (дисперсная среда) и твёрдого загустителя (дисперсной фаза). В качестве грубой модели они могут быть представлены, например, как вата, пропитанная маслом. Волокна ваты соответствуют частицам дисперсной фазы, а масло, удерживаемое в вате, - дисперсной среде смазки.

В качестве масляной основы смазок используют различные масла нефтяного и синтетического происхождения. Загустителями, образующими твёрдые частицы дисперсной фазы, могут быть вещества органического и неорганического происхождений (мыла жирных кислот, парафин, силикагель, бентонит, сажа, органические пигменты и т. п.).

Для большинства смазок на долю дисперсионной среды – жидкого масла приходится от 70 до 90 % их массы.

Для улучшения свойств (консервационных, противоизносных, химической стабильности, термостойкости и др.) в смазки вводят присадки по 0,001 – 5 %. Применяют, как правило, те же присадки, что и в производстве масел. В смазках специального назначения (уплотнительных, резьбовых, для рессор и т.п.) применяются наполнители. Наполнителями называют различные по составу твёрдые, не растворимые в маслах порошкообразные продукты, вводимые в смазочные материалы. Наполнители увеличивают прочность смазки, препятствуют выделению её из узлов трения, повышают термостойкость, снижают коэффициент трения и улучшают некоторые другие свойства. Наиболее широко в качестве наполнителя применяют графит, дисульфид молибдена, слюду.

Принцип приготовления смазок состоит в образовании структурного каркаса, включающего в свои ячейки дисперсную среду (базовое масло). Для большинства смазок этот процесс состоит из нескольких стадий: дозировка сырья, приготовление загустителя, смешение загустителя с маслом (варка смазки), охлаждение смазки, гомогенизация, деаэрация, расфасовка.

Основные эксплуатационные свойства пластичных смазок

К основным эксплуатационным характеристикам пластичных смазок относят: предел прочности, вязкость, коллоидную стабильность, температуру каплепадения, механическую стабильность, водостойкость и др.

Пределом прочности смазки называют то минимальное удельное напряжение, при котором происходит разрушение каркаса смазки в результате сдвига одного её слоя относительно другого. Этот показатель характеризует способность смазок удерживаться в узлах трения, противостоять сбросу с движущихся деталей под влиянием инерционных сил и удерживаться на наклонных и вертикальных поверхностях, не стекая и не сползая.

При невысоком пределе прочности, смазки плохо удерживаются в негерметизированных узлах трения. В то же время смазки с высоким пределом прочности не поступают к трущимся поверхностям, хотя смазочного материала в механизме достаточно.

Предел прочности зависит от температуры и скорости приложения силы (измеряется прибором, называемым пластометром). Для рабочих температур максимальная величина предела прочности 300 – 500 Па, минимаьная величина – 100 – 200 Па. Вязкость. Под вязкостью (эффективной вязкостью) подразумевают вязкость ньютоновской жидкости, оказывающей при данном режиме течения такое же сопротивление сдвигу, как и смазка.

Вязкость смазки зависит от температуры и скорости течения (деформации). При постоянной температуре, с увеличением скорости течения, вязкость смазки понижается в сотни и тысячи раз. В связи с этим, вязкостные свойства пластичных смазок характеризуются вязкостно – температурной и вязкостно – скоростной характеристиками.

От вязкости смазки во многом зависят пусковые характеристики механизмов и энергетические потери при работе в установившемся режиме. При установившемся режиме энергетические потери определяются в основном вязкостью не смазки, а входящего в его состав масла. В условиях минимальной рабочей температуры и скорости деформации 10 с-1 вязкость смазки не должна превышать 15 – 20 кПа*с.

Коллоидная стабильность – это способность смазки сопротивляться отделению дисперсной среды (масла) при хранении и в процессе применения. Отпрессовывание масла из смазки увеличивается и ускоряется с повышением температуры, приложением к ней одностороннего давления, под действием центробежных сил, в сужениях мазепроводов и других аналогичных условиях.