Виды Смазочных материалов, их классификация:

В настоящее время существует большое количество всевозможных СМ, которые служат различным целям и применяются в разнообразных устройствах и агрегатах. СМ классифицируются по:

• Агрегатному состоянию делятся на:

1. твёрдые,

2. полутвёрдые,

3. полужидкие,

4. жидкие,

5. газообразные.

• Материалу основы смазки делятся на:

1. минеральные — в их основе лежат углеводороды, продукты переработки нефти (более 95%),

2. синтетические — получаются путем синтеза из органического и неорганического (например, силиконовые смазки) сырья, в основном на основе эфиров и спиртов,

3. органические — имеют растительное происхождение (например: касторовое масло, пальмовое масло)

• Назначению:

1. Моторные масла — применяемые в двигателях внутреннего сгорания.

2. Трансмиссионные и редукторные масла — применяемые в различных зубчатых передачах и коробках передач.

3. Гидравлические масла — применяемые в качестве рабочей жидкости в гидравлических системах.

4. Пищевые масла и жидкости — применяемые в оборудовании для производства пищи и упаковки, где возможен риск загрязнения продуктов смазывающим веществом.

5. Индустриальные масла (текстильные, для прокатных станов, закалочные, электроизоляционные, теплоносители и многие другие) — применяемые в самых разнообразных машинах и механизмах с целью смазывания, консервации, уплотнения, охлаждения, выноса отходов обработки и др.

6. Электропроводящие смазки (пасты) — применяемые для защиты электрических контактов от коррозии и снижения переходного сопротивления контактов. Электропроводящие смазки изготавливаются консистентными.

7. Консистентные (пластичные) смазки — применяемые в тех узлах, в которых конструктивно невозможно применение жидких смазочных материалов.

По типу разделения поверхностей трения смазочным материалом различают следующие виды смазывания:

• гидродинамическое (газодинамическое) – жидкостная (газовая) смазка, при которой полное разделение поверхностей трения осуществляется вследствие давления, возникающего в слое жидкости (газа) при относительном перемещении поверхностей;

• гидростатическая (газостатическая), при которой полное разделение поверхностей трения, находящихся в относительном движении или покое, обеспечивается вследствие наличия в зазоре между ними жидкости (газа) под внешним давлением;

• граничная смазка, при которой между подвижными поверхностями находится тонкий слой масла толщиной от нескольких до нескольких десятков молекул со свойствами, отличающимися от объемных;

• полужидкостная смазка, при которой частично реализуется жидкостная смазка, а частично – граничная.

Эффективность смазочного материала зависит от достаточно значительного количества факторов:

• условий его эксплуатации (температуры, давления на контакте, скорости движения, параметров среды и т.д.);

• условий эксплуатации машины или смазываемого узла (постоянства или изменчивости внешних силовых факторов, частоты пусков и остановок машины и т.д.);

• конструктивных особенностей (типа, размеров, характера взаимного движения элементов и т.д.);

• состава и свойств материалов, с которыми контактирует смазочный материал во время эксплуатации.

Смазочные материалы должны обладать следующими основными свойствами (независимо от условий их применения или назначения):

• обеспечивать надежное выполнение своих функций в широком диапазоне изменения внешних условий:

• минимально изменять свои свойства под влиянием внешних условий:

• не влиять на свойства контактирующих с ними материалов;

• владеть надлежащими экологическими характеристиками (быть пассивными по отношению к внешней среде, минимально пожара и взрывоопасными, быть способными к многократной регенерации и полной утилизации и т.д.);

• допускать изготовление из легкодоступного сырья и иметь низкую стоимость.

К сожалению не все СМ могут на 100% обеспечивать вышеуказанные свойства.[1]

Твердые смазочные материалы

Это материалы, обеспечивающие смазку между поверхностями трения в условиях сухого или граничного трения в экстремальных условиях (высокие температуры, глубокий вакуум, ионизация, излучение, невозможность наличия жидкости), где нельзя применять вышерассмотренные смазочные материалы. Они могут не принадлежать ни к одному из элементов или выступать в качестве наполнителя к композиционному антифрикционному материалу или входить в состав покрытия одного или обоих элементов. В настоящее время известна группа различных химических соединений, имеющих свойства твердых смазок. К ним принадлежат графит (С), фтора графит (CFx)n, нитрид бора (BN); дисульфид молибдена (MoS2), вольфрама (WS2), тантала (ТаS2), диселенид молибдена (MoSe2), вольфрама (WSe2), ниобия (NbSe2), тантала (TaSe2); йодид кадмия (CdJ2), свинца (PbJ2), висмута (BiJ2), ртути (AgJ); дисульфид сурьмы (SbS2); дифторид бария (BF2), кальция (CaF2); дихлорид циркония (ZrCl2) и другие.

Кроме того, как твердые смазки используются покрытия из мягких металлов (Pb, Sn, Cd, In, Ga, Au), а также некоторые полимерные материалы, упоминаемые выше. [2]

Износостойкость твердых смазок оценивается по их истираемости. Истираемость определяется временем работы узла трения в заданных условиях до истирания покрытия из твердой смазки.

Твердые смазки могут быть использованы не только для обеспечения работы узлов сухого трения, но и как добавки, существенно повышающие эффективность масел. Большинство твердых смазок нерастворимы в углеводородах, поэтому их вводят в моторное масло в виде коллоидных дисперсий. При этом увеличивается ресурс узлов трения и снижается вероятность задира в условиях масляного голодания.

Смазывающими свойствами обладают некоторые полимерные материалы - фторопласт-4 (тефлон), капрон, нейлон, полиэтилен, политетрафторэтилен, полиамид и др. Их наносят на поверхности трения в виде пленок различной толщины или используют как прессованные проставки (вкладыши). Применение твердых смазок на основе полимерных материалов ограничивается низкой термической стойкостью этих материалов, а также свойственными им малым коэффициентам теплопроводности и большим коэффициентом теплового расширения (на порядок больше, чем у стали).

Полимерные твердые смазочные материалы обладают недостаточными механическими свойствами, поэтому для обеспечения прочности при средних и высоких нагрузках их армируют. Армирование может производиться либо путем введения в структуру полимера арматурных решеток, либо пропиткой полимером пористого материала. Используемый для армирования материал должен быть мягче, чем материал поверхности трения. В частности, имеются данные об успешном применении в тяжело нагруженных подшипниках скольжения армированного политетрафторэтилена.

Перспективной областью использования твердых смазок являются композиционные смазочные материалы (КСМ), представляющие собой комбинацию отдельных видов твердых смазок, обеспечивающую оптимальное сочетание их смазочных свойств, механической прочности и обрабатываемости. Основным преимуществом КСМ является обеспечение хороших антифрикционных и противоизносных свойств в течение длительного времени (в пределе - соответствующего полному ресурсу механизма). [3]