назад  вперед

О компании / Это интересно / Введение в разработку смазочных материалов / Смазочные материалы и их типы /

типы смазочных материалов

4.1 Введение

В этом разделе планируется провести разделение смазочных материалов в соответствии с их составляющими компонентами и прочностью. В основном, для практического промышленного применения, мы выделяем следующие типы смазок:

-          масла
-          консистентные смазки
-          пасты
-          консистентные пасты
-          твердые смазки

4.2 Масла

Смазочные масла имеют следующие преимущества: в температуре – возможность применения в критических условиях, например, в двигателе внутреннего сгорания, помимо дополнения к передаче силы, они рассеивают невыгодную тепловую энергию подшипника. Недостаток масел в том, что необходим постоянный приток к подшипнику, в связи с тем, что они, из-за своей жидкостной природы, вытекают из смазочного зазора. Без постоянного наблюдения, подшипник, смазываемый маслом, довольно быстро переходит к движению с сухим трением.

Смазочные масла имеют минеральную масляную основу или основу из синтетической жидкости. Оба типа масел могут использоваться как с присадками, так и без них.

4.3 Консистентные смазки

Преимущество консистентных смазок в том, что они остаются в области подшипника, и, впоследствии, за счет их плотности, не могут легко вытечь под действием гравитации (эффект Бингама).К тому же, происходит концентрация смазки по краям подшипника из-за загрязнения со стороны окружающей среды.

Консистентные смазочные материалы подразделяются в соответствии с типом их загустителей и масляных основ. Существуют консистентные смазки, сделанные с мылозагустителями и без них. Обе группы могут иметь в основе как минеральное масло, так и синтетическую жидкость. Наиболее распространенные загустители приведены в Таблице 11. Области применения основных консистентных смазок соответствующих рекомендациям VDI 2202 приведены в Таблице 12.

Поведение потока консистентной смазки предопределяемо, с одной стороны, исходя из вязкости масляной основы, и с другой параметрами загущающего мыла и их зависимостями от температуры, давления, скорости сдвига и времени сдвига. Так как для большинства типов масел невозможно измерить поведение потока с необходимой точностью, не представляется возможным, на данный момент, определить поведение потока густой смазки.

По этой причине, когда идет расчет допустимой нагрузки, связь основывается на грубых вычислениях, базирующихся на предположениях. В вопросах безопасности все известные методы расчетов ошибочны.

Это означает, что густота не позволяет предсказывать величину допустимой переносимой нагрузки густой смазки. Только используемая вязкость и EP/AW свойства позволяют сделать такой расчет (EP – граничное давление, AW- сопротивление износу).

Глубина проникновения смазки при работе (или в статичном режиме) или прочность густой смазки зависит только от того, насколько смазка эластична или неэластична. Такая информация важна при оценке, например, густой смазки на:

- возможность использования центральной смазочной системой (NLGI = от 000 до 2)
- возможность использования в шестернях со разбрызгивающим смазыванием; особенностью является возможность обращения в поток (NLGI = от 000 до 1; при большей упругости густая смазка не течет и выпадает, как осадок, в сборочный контейнер)
- наличие необходимой плотности для использования в подшипниках (NLGI = 1 до 3)
- плотность, достаточную для преодоления сопротивления наполнителя при прогонке, скольжении и т.д.: (NLGI = от 4 до 6).

Типы уплотнителей

Простые металлические мыла

Составные металлические мыла

Неомыляемые

Литиевые мыла

Литиевые мыла

Гидрофобный силиконовый диоксид

Кальциевые мыла

Кальциевые мыла

Органофильные глинистые минералы

Алюминиевые мыла

Алюминиевые мыла

Поликарбомиды

Натриевые мыла

Натриевые мыла

Полимерный поликарбонат

Свинцовые мыла

Свинцовые мыла

Металлические оксиды/гидроксиды

Цинковые мыла

Цинковые мыла

Металлокарбонаты

 

 

Олеофильный графит

 

 

Неорганический пигмент

Таблица 11: Типы уплотнителей консистентных смазок

Применение смазочных материалов

NLGI класс DIN 51 818

Глубина рабочего проникновения

Густые смазки на кальциевом мыле. Нижняя граница рабочего интервала температур около 100°С водоотталкивающий

Густые смазки на кальциевом мыле и натриевом мыле. Нижняя граница рабочего интервала температур около 200°С в воде превращается в эмульсию

Применение

000

 

00

>400

(полужидкие)

Пневматические инструменты; буксовые подшипники

Пневматические инструменты

0

355-385

(очень мягкие)

Пневматические инструменты; вал; разбрызгиваемая  смазка угольной вагонетки

Шестерни с солидолом

1

310-340

(мягкие)

Подшипники с малой нагрузкой; скользящие поверхности; болты при температуре около 50°С

Шестерни с солидолом

2

265-296

(средне мягкие)

Подшипники со средней нагрузкой; скользящие поверхности; низкоскоростные подшипники с малой нагрузкой вращения при температуре около 50°С

Контакты скольжения и вращающиеся элементы подшипников при температуре до 80°С; шестерни

3

220-250

(средние)

Подшипники с большой нагрузкой скольжения при увеличении влажности; подшипник  температурой работы до 50°C

Контакты скольжения и вращающиеся элементы подшипников; подшипники с температурой работы до 100°С

4

175-205

(твердый)

Контакты скольжения и вращающиеся элементы подшипников при очень больших нагрузках, с сильным увлажнением при температуре работы до 50°С; открытые подшипники

Подшипники скольжения при очень большой нагрузке; подшипники с температурой работы до 100°С; вращающиеся элементы подшипников; открытые подшипники

5

130-160

(очень твердые)

Насосы горячей воды; лабиринтное уплотнение; открытые подшипники

Подшипники скольжения при очень большой нагрузке; подшипники с температурой работы до 120 °C;

6

85-115

(очень твердые)

 

Подшипники скольжения при очень большой нагрузке; подшипники с температурой работы до 130 °C; лабиринтные уплотнения

7

Барьер проникновения

<85

Подшипник под давлением потока воды при низких температурах (горловина прокатного вала)

Открытые подшипники с температурой работы до 100°С

Таблица 12: Области применения консистентных смазок, в соответствии с Рекомендациями VDI 2202

Консистентные смазки на литиевом мыле. Нижняя граница рабочего интервала температур водоотталкивающий

Консистентные смазки с ЕР свойствами (кальциевые, натриевые, литиевые или комбинированные с присадками ЕР)

Немыльные смазки и специальные смазки для работы в условиях очень высоких температур

Возможны для подачи через:

Применение

-

-

-

Ручной шприц для нагнетания смазки

-

Шестерни с нанесенной консистентной смазкой

-

Ручной шприц для нагнетания смазки

Мало нагруженные подшипники с вращающимися элементами быстрого движения; подшипники скольжения; рекомендуемая температура использования до 80°С

-

Мало нагруженные подшипники с вращающимися элементами и контактами скольжения при очень низких или очень высоких температурах использования

Ручной шприц для нагнетания смазки; тавотница Стауффера; пружинные и пневматические смазочные приборы

Средне нагруженные подшипники с вращающимися элементами и контактами скольжения при температуре использования до 100°С

Очень сильно нагруженные подшипники с вращающимися элементами и контактами; рулонные установки; очень сильно нагруженный передаточный рычаг скольжения

Средне нагруженные подшипники с вращающимися элементами и контактами скольжения при температуре использования до 120°С; насосы горячей воды

-

Ручной шприц для нагнетания смазки; тавотница Стауффера

-

-

-

Ручной шприц для нагнетания смазки (зависит от условий); тавотница Стауффера; смазочная букса

-

-

-

Ручной шприц для нагнетания смазки (зависит от условий); тавотница Стауффера(зависит от условий); смазочная букса

-

-

-

Ручной шприц для нагнетания смазки (зависит от условий); тавотница Стауффера (зависит от условий); смазочная букса

Подшипники (под давлением водяной струи) при температуре использования до 120°С

-

-

Смазочная букса


Рабочий и нерабочий режимы проникновения

Этот раздел содержит советы по использованию консистентных смазок, с учетом упругости, как оценочного критерия, и множество возможностей их применений. Критерий показывает проникновение при нерабочем или рабочем режиме, когда консистентная смазка может быть применена в статическом режиме, например, при монтаже или скольжении (нерабочий режим), или должна использоваться в динамических условиях, например, в подшипниках, шестернях или гибких валах (рабочий режим).

Консистентные смазки могут быть разработаны как связывающая смазка, для использования в специальных приложениях. Такие продукты показывают прекрасное сцепление поверхности после того, как были применены в точке смазывания. Преимуществом является то, что смазка остается на подшипнике, даже при наличии сильных центробежных сил, например, в открытых шестернях или быстродвижущихся цепях цепных колес или шестерней.

4.4 Пасты

Часто повреждения поверхностей металлов возникают в области граничного трения под трибологическим воздействием во время сборки или запуска.

Повреждения поверхности, вызванные сильным давлением на поверхность при малых скоростях, могут быть предотвращены использованием твердых смазок, которые могут выдерживать очень сильные нагрузки и которые имеют превосходные антифрикционные параметры. Для того, чтобы облегчить использование этих тонких слоев твердых смазок на металлах под трибологическим воздействием. Было разработано множество смазочных паст, состоящих в основном из твердых смазочных материалов, объединенных с минеральным или синтетическим маслом. Такие смазочные пасты, содержащие сухие вещества в основном используются при разработке и при запуске.

Черные пасты в основном содержат дисульфид молибдена и их твердые слои могут выдерживать высокие нагрузки, предотвращать износ и иметь очень низкий коэффициент трения. Что касается дисульфида молибдена, множество прочих смазочных материалов содержат синергично действующие комбинации, поэтому их смеси показывают трибологические свойства относительно лучшие, чем содержащие дисульфид молибдена.

В приложении к колебательному движению или вибрации, используются пасты, состоящие из белых твердых смазок. Доказано, что эти продукты имеют очень хорошее сопротивление коррозийному истиранию (трибокоррозия). Белые пасты используются при конструировании, в то время как черные пасты использовать нежелательно в связи с возможностью загрязнения.

На жаропрочной стали с никель-хромовой основой создается оксидный слой, который очень прочен. В резьбовых соединениях используются материалы, имеющие относительно высокую тенденцию к заеданию. Следовательно, они должны обрабатываться твердыми пастами для того, чтобы гарантировать защиту от повреждений при монтаже и демонтаже. Для этого случая были разработаны специальные пасты с основой из металлической крошки и других твердых смазок. Твердые смазки в таких пастах обеспечивают хорошую высокотемпературную стабильность и дает возможность без повреждений использовать резьбовые соединения после работы при высоких температурах.

Свойства паст приведены в Таблице 13. Нужно рассмотреть советы по применению и предварительной обработке поверхности, представленные в следующем разделе.

4.5 Консистентные пасты

Существует множество трибологических условий требующих комбинирования выдающихся свойств смазочных паст в области сопротивления износу и перенесению нагрузок с хорошим сопротивлением плотных смазок к высыханию и вытеканию.

«Консистентные пасты» были специально разработаны для достижения этой цели. В сравнении с консистентными смазками, такие материалы имеют высокий уровень содержания твердых веществ, что дает хороший эффект смазки в области граничного трения. К тому же, они содержат мыло, дающее им хорошее сопротивление к вытеканию и высыханию. В то время как смазочные пасты применяются, в основном, в виде тонких слоев, консистентные пасты могут применяться в избытке. Консистентные пасты могут поставляться в систему центральной смазочной системой.

Такие продукты содержат, в относительно больших количествах, черные твердые смазки. Поэтому, они имеют хорошее сопротивление износу и могут выдерживать сильные нагрузки. Прочие консистентные пасты содержат комбинации белых твердых смазок. Доказано, что такие продукты имеют прекрасное сопротивление коррозии истирания (трибокоррозии) и применяются в тех случаях, когда применение черных смазок не желательно. 

4.6 Твердые смазки

4.6.1 Введение

Твердые смазки используют для создания антифрикционных (АФ) покрытий, паст или сухих порошков, а так же как присадки в консистентных смазках или маслах для обеспечения смазочной активности, особых свойств при запуске или экстренном запуске установки.

В связи со сложностью применения в подшипниках, сухие порошки применяют лишь в некоторых случаях.

Продукты, включающие в себя твердые смазки, часто используются для решения проблем, преимущественно возникающих при использовании АФ покрытий и связанных с возникающим сцеплением и максимально допустимой нагрузкой. После длительного использования АФ покрытий, было доказано, что эти высокоэффективные смазки отлично работают как в воздушной среде, так и в вакууме, используются во всех индустриальных отраслях, особенно в области сильного трения и износа. 

4.6.2 АФ (антифрикционные) покрытия

4.6.2.1 Применение АФ покрытий

Как высококачественные смазки, АФ (антифрикционные) покрытия являются не требующими обслуживания смазками и соответствуют строгим требованиям, которые оказываются невыполнимыми для обычных смазок. Для разделения основного и противолежащего тел не обязательно создавать непрерывный жидкий слой за счет гидродинамического эффекта, потому, что в случае сильной нагрузки возникают лишь малые скорости или колебательные движения требуют эффективно разделяющий слой между поверхностями только в начале движения. АФ покрытия также можно использовать при использовании в особых условиях, например при высоких температурах.

Прочие применения включают в себя случаи, когда применение жидкой смазки является нежелательным. АФ покрытия широко используются во многих областях благодаря разнообразию возможностей их применения и работе без загрязнения.

АФ покрытия также имеют прекрасные антикоррозийные свойства, часто бывают связаны с максимально допустимой переносимой нагрузкой, сопротивлением воздействию окружающей среды и уменьшением износа. Более детально, в соответствии с сопротивлением давлению АФ покрытия имеют значения превышающие величины многих металлов. За счет такого обеспечения защиты от коррозии, появляется возможность замены вредных металлических покрытий, таких как хром, никель и кадмий.