3.4. Визначення границі міцності пластичних (консистентних) мастил

Пластичні мастила, будучи колоїдними утвореннями, можуть проявляти механічні властивості (табл. 4.1, 4.2), що характеризується рядом ознак, одним з яких є межа міцності.

Під межею міцності мастила розуміється той мінімальний тиск (напруга зсуву), яке викликає руйнування колоїдної структури каркаса, в результаті чого відбувається зрушення мастила і вона починає текти, як в'язка рідина. Межа міцності визначають за допомогою капілярного пластометра за методом К.І. Климова (рис. 4.5 і 4.6).

Межа міцності характеризує здатність мастил не випливати з вузлів тертя, протистояти скиданню з рухомих деталей (наприклад, з підшипників) під впливом інерційних сил і утримуватися на похилих і вертикальних поверхнях, не стікаючи і не сповзаючи. Коли напруга зсуву перевищує межу міцності, мастило починає текти.

Межа міцності мастила залежить: від температури (з її підвищенням він знижується); швидкості прикладання сили.

Таблиця 4.1

Основні показники якості пластичних мастил

Назва мастила	Температура краплепадіння, оС,	Пенетрація при 25оС, 10-4 мм	Межа міцності при 20оС, Па	Вязкість при 0оС та швидкість деформації 10 с-1, Па·с	Колоїдна стабільність, %,
АнтифрАКЦІЙНІ МАСТИЛА ЗАГАЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
Прес-солидол С	85…95	310…350	100…400 (при 50оС)	≤ 90	2…10
Солідол Ж	78	230…290	196 (при 50оС)	≤ 250	--
Графітная	77	250	100 (при 50оС)	≤ 100	5
1–13	120	180…250	500…1000	≤ 500	20
Мастила багатоцільові
Літол-24	185	220…250	500…1000	≤ 280	12
Фіол-2м	180	265…295	300	≤ 250	15
Алюмол	230	220…250	500…1000	≤ 250	12
МАСТИЛА термОСТІЙКІ
ЦИАТИМ-221	200	280…160	250…450	80…200	7
ВНИИ НП-207	250	220…245	250…500	180…200	7
Уніол-1	200	280…320	200…500	≤ 160	10
Графітол	250	265…295	350…700	300…600	8
МАСТИЛА автомобІльнІ
АМ карданна	115	220…270	500…700	300…600	10…15
ЛСЦ-15	185	250…280	≥ 500	≤ 280	15
ШРБ-4	230	260…295	≥ 200	80…160	10
ШРУС-4	190	250…280	300…700	≤ 250	16
Фиол-2у	180	255…295	≥ 300	≤ 170	12
№ 158	132	305	150…500	≤ 400	23

Рис. 4.5 - Пластометр для визначення межі міцності мастила:

1 - електропіч; 2 - резервуар з мастилом; 3 - голчастий кран; 4 - воронка для мастила; 5 - захисне скло; 6 - затискна гайка; 7 - корпус; 8 - манометр; 9 – капіляр у збільшеному вигляді; 10 - оправка для капіляра; 11 - гумова прокладка, 12 – змішувач.

Рис. 4.6 - Пластометр:

1 – основа зі стійкою; 2 – електропіч; 3 – резервуар с мастилом; 4 – кран;

5 – воронка; 6 – манометр; 7 – трубка; 8 – захисне скло; 9 – гайка;

10 – корпус манометра; 11 – капіляр с оправкою (довгий); 12 – капіляр с оправкою (короткий); 13 – частина капіляра; 14 – мішалка.

Опис приладу.

Основною частиною пластометра рис. 4.5 є корпус, в який вставляється робочий капіляр в спеціальній оправці. Корпус з'єднаний трубкою, що нагрівається електропічкою. Для заповнення мастильної системи мастилом використовується воронка, що відключається від системи голчастим краном. Тиск в масляній системі заміряється манометром.

Робочий капіляр являє собою розрізану уздовж вісі латунну трубку довжиною 50 або 100 мм і внутрішнім діаметром 4 мм. На внутрішній поверхні капіляра нанесена з глибиною різьба глибиною 0,5 мм.

При тиску на змазку уздовж капіляра відбувається руйнування структури мастила і зсув мастила по поверхні, утвореної кінцями різьблення. Тиск на змащення здійснюється оливою («рідкий поршень») при загортання затискної гайки або підігріві оливи в замкнутій масляній системі.

Суть методу полягає у визначенні тиску, при якому відбувається зрушення мастила в капілярі пластометра при заданій температурі:

1) з початку випробувань усі деталі пластометра, що доторкалися до мастила повинні бути промиті бензином і висушині;

2) циліндр мішалки 14. рис. 4.6 - заповнити мастилом, не допускаючи повітряних порожнеч, закрити кришками з двох сторін;

3) перед установкою верхньої кришки отвір у поршні також заповнити випробуваної мастилом;

4) мішалку з мастилом витримати в термостаті при температурі 20 ± 1 °С протягом 30 хв, після чого перемішати мастило, надавши поршню 100 подвійних ходів;

5) поршень поставити в крайнє верхнє положення і зняти нижню кришку мішалки;

6) заповнити довгий капіляр (100 мм), що складається з двох половин 13, випробуваним мастилом і з'єднати їх;

7) змастити зовнішню поверхню капіляра і внутрішню поверхню оправки;

8) вставити капіляр в оправку, повільно обертаючи і піднімаючи його вздовж осі;

9) короткий (50 мм) капіляр застосувати в тому випадку, коли при випробуванні на довгому капілярі тиск перевищує допустиме для манометра;

10) надіти на нижній обріз буртика оправки гумову прокладку і встановити оправку на виступ в корпусі пластометра 10;

11) заповнити пластометр мастилом, для чого відкрити кран 4 воронки з маслом 5 і тримати його відкритим, поки рівень масла в корпусі не досягне верхнього буртика оправки капіляра, стежачи за тим, щоб у воронці завжди залишалося мастило;

12) закріпивши оправку з капіляром в корпусі 10 гайкою 9. При цьому потрібно стежити за манометром і в разі підвищення тиску відкривати кран воронки;

13) на верхню частину корпусу закріпити захисне скло 8;

14) помістити корпус пластометра в термостат, рівень рідини в якому не повинен перевищувати 30 мм верхнього кінця капіляра;

15) задана температура (20 ± 1°С) повинна підтримуватися протягом 29 хв. При цьому кран 4 повинен бути відкритим;

16) час після перемішування мастила і до початку випробувань не повинно перевищувати 30-40 хв.

Порядок виконання роботи.

1. Закрити кран 4 воронки 5.

2. Включити електропіч 2, обігріваємо резервуар 3 з маслом, і спостерігаючи за манометром 6.

3. Слідкувати, щоб швидкість підвищення тиску в системі була не більше 5 кПа (0,005 кг/см²) при використанні довгого (100 мм) капіляра 11. Якщо буде використовуватися короткий (50 мм) капіляр 12, то тиск в системі повинно підвищуватися зі швидкістю 2,5 кПа (0,025 кг/см²) в хвилину.

4. Швидкість підвищення тиску регулювати підніманням та опусканням уздовж резервуара з мастилом електропечі 2 або, не прибираючи термостат, починати крутити затискну гайку 9 з такою швидкістю, щоб тиск підвищувався так само, як описано в п. 3. При цьому гумова прокладка оправки буде стискатися і тиск в масляній системі будет підвищуватися.

5. Якщо при закручувані затискної гайки створеного тиску буде достатньо для руйнування структури мастила, тоді з капіляра видавити стовпчик мастила і тиск в масляній системі впаде до нуля.

6. Випробування припинити і записати величину досягнутого тиску з точністю до 0,01 кг/см ².

7. Межа міцності обчислити за формулою:

де Р - максимальний тиск при руйнуванні мастила, кгсм²; r – радіус

капіляра, см; l - довжина капіляра, см.

Зміст звіту.

1. За результатами аналізів необхідно заповнити таблиці за наведеними далі формами.

2. Оцінити зразки за зовнішніми ознаками.

3. Показники якості оцінюваних зразків, отриманих на підставі проведених аналізів, необхідно порівняти з показниками ДСТУ і зробити висновок про придатність даних зразків до застосування у вузлах автомобілів.