14.3. Консистентные смазки

Консистентные смазки получают путем смешивания маловязких и средневязких минеральных масел (80 – 90 %) с загустителями (10 – 20 %).

В качестве загустителей применяют – кальциевые, натриевые, бариевые мыла, твердые углеводороды – парафин, церезин, петролатум; твердые органические соединения и продукты обработки неорганических веществ; искусственные жирные кислоты. Широкое применение получили консистентные смазки с кальциевым загустителем – (солидолы) и натриевым (консталины). Консистентные смазки при действии небольших нагрузок обладают пластичностью и способностью сохранять свою форму подобно твердым телам, а при значительных нагрузках могут течь подобно высоковязкой жидкости. Такое сочетание свойств достигается за счет присутствия загустителя, поры пространственной решетки которого заполнены минеральным маслом. Под действием нагрузки решетка нарушается, и масло начинает течь, а при снятии нагрузки решетка вновь восстанавливается [2].

Основными свойствами консистентных смазок являются: теплостойкость, прочность, влагостойкость, антикоррозийность, стабильность, содержание механических примесей и антифрикционность.

Теплостойкость смазок характеризуется температурой каплепадения, при которой из смазки, нагреваемой в определенных условиях, упадет первая капля. Температура каплепадения позволяет установить, прикакой температуре смазка расплавляется и начинает вытекать из зазоров между деталями, теряя свою работоспособность. Для нормальной работы узла трения температура каплепадения смазки должна быть выше возможной температуры нагрева деталей не менее чем на 15 ⁰С. Смазки с температурой каплепадения менее 65 ⁰С относятся к низкоплавким, с температурой каплепадения 65 – 100 ⁰С – к среднеплавким, и с температурой более 100 ⁰С – к тугоплавким.

Прочность смазки – ее способность сопротивляться действию сил, сбрасывающих или срывающих ее со смазываемой поверхности. С повышениением температуры предел прочности смазки уменьшается и при температуре ее плавления равен нулю. Минимальный предел прочности смазки при рабочей температуре должен быть не менее 150 – 200 Н/м². При чрезмерно большом пределе прочности смазки она плохо проникает в зазоры между деталями. Прочностные свойства смазок и степень их консистенции оценивают также по пенетрации, – глубине погружения в смазку металлического конуса массой 150 г стандартных размеров и формы при определенной температуре в течение 5 с. Чем мягче смазка, тем глубже погружается конус и тем больше число ее пенетрации. Для современных смазок величина пенетрации находится в пределах 140 – 360.

Влагостойкость смазок характеризует их способность противостоять эмульгированию, растворению и смыванию водой. Растворяемость смазки определяют по потере в весе покрытой смазкой металлической пластинки, опущенной в кипящую воду.

Антикоррозийные или защитные свойства консистентных смазок определяются степенью их воздействия на металлические пластинки. Высокие антикррозионные свойства имеют смазки, не содержащие водорастворимых кислот и щелочей, а также свободных органических кислот.

Стабильность характеризует способность смазок сохранять свои первоначальные свойства при длительном хранении и работе. Различают механическую, химическую, термическую и коллоидную стабильность.

Под механической стабильностью понимают способность смазки сохранять свою структуру и свойства при механическом на нее воздействии. Она определяется сопоставлением вязкости смазки, замеренной до и после разрушения структуры.

Химическая стабильность – это устойчивость смазки против окисления кислородом воздуха при работе и хранении.

Термическая стабильность – свойство смазки сохранять структуру и свойства при длительном нагревании.

Коллоидная стабильность – стойкость смазок против выделения из них жидкого минерального масла при хранении и нагреве. Качественные смазки выделяют при работе небольшие количество жидкого масла, способствующего проникновению смазки в зазоры. Чрезмерно стабильные (сухие) смазки плохо смазывают детали машин. Смазки с низкой коллоидной стабильностью ухудшают уплотнительные свойства смазок.

Антифрикционные свойства консистентных смазок зависят от качества базового масла, вида загустителя и содержания противоизносных присадок.

Испаряемость смазки определяется по потере веса в определенных условиях.

Достоинствами консистентных смазок является высокая работоспособность при сложных режимах нагружения, хорошее сохранение смазочного слоя, высокие герметизирующие свойства, а недостатками – возможность их расслоения при длительной работе под воздействием высоких температур, более низкая, чем у масел стабильностьпри низких температурах, сложность систем подвода смазки.

Солидолы имеют низкую температуру каплепадения, хорошую водостойкость, а консталины – плохую водостойкость, но сохраняют пластические свойства при температуре 100 – 130 ⁰С.

Для получения необходимых эксплуатационных свойств консистентные смазки легируют присадками.

Консистентные смазки разделяют на универсальные (маркируются буквой У) и специальные ( маркируются буквами, обозначающими область их применения, например: А – автотракторнsе, Ж – железнодорожные, С – самолетные, И – индустриальные и т.д.).

Примеры маркировки: смазка УС-1 – универсальная, среднеплавкая, первая; смазка УТ_С - 2 – универсальная, тугоплавкая, синтетическая, вторая; смазка ИК - индустриальная, канатная.

В зависимости от назначения консистентные смазки делятся на антифрикционные и защитные. Антифрикционные смазки применяют для уменьшения сил трения между поверхностями и их защиты от коррозии, а защитные – только для защиты поверхностей металлических деталей от коррозии.

Консистентные смазки по сравнению с жидкими маслами имеют ряд преимуществ. Они способны обеспечивать смазку негерметичных узлов, более прочно удерживаться на поверхности деталей, герметизировать узлы, предотвращая попадание в них пыли, влаги, грязи.

В горных машинах применяют две марки синтетических солидолов: пресс-солидол С и солидол С, а также три марки жировых солидолов: УС-1, УС-2 и УС-3. Применяют также консталин марок УТ-1 и УТ-2, канатную смазку 39_у , защитные смазки ПВК (заменившая технический вазелин) и СХК. Для консервации используют смазки К-17, К-17н, НГ-203А, НГ-203Б иНГ-203В. Подробнее состав и область применения консистентных смазок для горных машин приведены в книге [2].