3.2.4. Показатели качества пластичных смазок

Механические свойства пластичных смазок характеризуются пределом прочности. Относительно жесткий структурный каркас смазки обладает способностью при воздействии нагрузок до опре­деленного предела обратимо деформироваться аналогично твердо­му веществу. Сначала эти деформации находятся в пределах упру­гих деформаций структурного каркаса и не вызывают его разру­шения. Минимальное напряжение, при котором начинается разру­шение каркаса, называется пределом прочности пластичной смаз­ки. Он определяется с помощью пластомера с масляным прессом, воздействующим на столбик смазки, и составляет в обычном pабочем интервале температур 0,1...6,5 Па, т. е. в миллионы pаз меньше, чем для конструкционных материалов. От предела проч­ности смазки зависят начальное усилие сдвига, например, начало вращения подшипника качения, способность смазки прокачивать­ся но мазепроводам, а также ее способность удерживаться в сма­зываемом узле при воздействии инерционных сил.

При работе в узлах трения нагрузки, действующие на пластич­ную смазку, превышают предел прочности. При переходе за пре­дел прочности начинается течение смазки. В этом диапазоне ее свойства можно охарактеризовать вязкость ю. Однако поня­тие вязкости здесь имеет специфический характер. Для однород­ных жидкостей вязкость не зависит от градиента скорости дефор­мации (ньютоновские жидкости).

Значение вязкости пластичной смазки отражает не

только внутреннее трение между взаимно перемещающимися слоями, но и мгновенное равновесие между процессами разрушения и восста­новления каркаса смазки, которое также зависит от скорости вза­имного перемещения ее слоев. Поэтому вязкость пластичных сма­зок уменьшается с ростом градиента скорости деформации, про­исходит более глубокое разрушение структурного каркаса смазки, связи между частицами загустителя ослабляются, частицы ориен­тируются в направлении движения. При очень большом градиен­те скорости деформации связи между частицами загустителя прак­тически разрушаются полностью и смазка уподобляется загущен­ному маслу. Зависимость изменения вязкости от градиента скоро­сти деформации называют вязкостно-скоростной характеристикой (рис. 9). Чем круче вязкостно-скоростная характеристика, тем вы­ше качество смазки.

Вязкость пластичной смазки зависит не только от градиента скорости деформации, но и от ее температуры: при одной и той же скорости деформации вязкость тем ниже, чем выше темпера­тура смазки. Соответствующая зависимость определяется ВТХ пластичной смазки. По сравнению с маслами она чрезвычайно пологая, так как сопротивление течению смазки обусловлено в основном сцеплением частиц загустителя, которое гораздо слабее зависит от температуры, чем вязкость исходного масла.

Рис. 9. Вязкостно-скоростные характеристики пластичных смазок

1 — масло без загустителя: 2— масло +3 %загустителя; 3—масло + 10 % загустителя; ^ — частота вращения вала

От вязкостных свойств смазок зависят потери мощности на трение, а также возможность подачи смазок к узлам трения но каналам (мазепроводам). Показатель вязкостного сопротивления структурированных систем—эффективная вязкость—имеет смысл лишь тогда, когда указаны градиент скорости деформации и тем­пература, при которых он определялся.

Значение эффективной вязкости пластичных смазок определя­ется на автоматическом капиллярном вискозиметре, в котором смазка выдавливается из капилляра пружинным поршнем с пере­менной скоростью. Измеряется эффективная вязкость в паскаль-секундах (Па-с). Под эффективной вязкостью подразумевается вязкость ньютоновской жидкости, которая при данном режиме те­чения оказывает такое же сопротивление сдвигу, как и пластичная смазка.

Густоту или консистенцию смазок, в какой-то мере отражаю­щую их структурно-механические свойства, контролируют по пенетрации—глубине (в десятых долях миллиметра) погруже­ния в смазку конуса пенетрометра. Чем мягче смазка, тем боль­ше число пенетрации (у смазок для авиационной техники от 170 до 360).

Теплостойкость смазок контролируют по т е м п е р а ту р е каплепадения, при которой из смазки, нагреваемой в спе­циальном приборе, выпадает первая капля. Пластичные смазки применяют при температуре не менее чем на 10...20°С ниже их температуры каплепадения, чтобы избежать вытекания смазки из

узла трения. Смазки с температурой каплепадения ниже 65 °С считаются низкоплавкими, от 65 до 100 °С—среднеплавкими, вы­ше 100 °С—тугоплавкими. Наиболее термостойкие смазки не имеют температуры каплепадения. Их загустители — измельчен­ный до размеров коллоидных частиц силикагель, дисульфид мо­либдена, графит—не плавятся до очень высоких температур. Верхняя температура применения таких смазок определяется тер­мостойкостью входящего в них масла.

С т а б и л ь н о с т ь пластичных смазок — это их способность сохранять заданные физико-химические свойства при воздействии внешних факторов—длительного хранения, изменений темпера­туры, механических воздействий, радиационного облучения и пр.

Коллоидная стабильность определяется способностью смазки сохранять дисперсную структуру пол действием механиче­ских нагрузок. Нарушение коллоидной стабильности определяется величиной синерезиса — явления, заключающегося в отделении жидкости от коллоидной системы, и оценивается по отделению жидкого масла в процентах к массе смазки, которую держат под прессом в течение 30 мин. Отпрессованное масло впитывается стопкой бумажных фильтров.

Химическую стабильность оценивают путем форсирован­ного окисления смазки при повышенной температуре но увеличе­нию кислотного числа (или уменьшению щелочности). При окис­лении происходит изменение механических свойств (предела проч­ности, вязкости н пр.) смазок и накопления в них коррозионно-агрессивных продуктов.

Испаряемость жидкой фазы смазок приводит к повы­шению концентрации загустителя (вплоть до потери пластичности смазки, образования «корки» и растрескивания ее поверхности). Количественное выражение испаряемости смазок дается в про­центах потерн массы смазки в испарителе за 1 ч при 120°С.