<<< ОГЛАВЛЕHИЕ >>>

Тема 5.1. «Эксплуатационные свойства смазок и методы их оценки»

К основным эксплуатационным характеристикам пластичных смазок отно­сятся: пенетрация (проникновение), предел прочности, эффективная вязкость, коллоидная стабильность, температура каплепадения, механическая стабиль­ность, водостойкость, термоупрочнение, испаряемость, химическая стабиль­ность, противокоррозионные и защитные свойства.

Пенетрация (проникновение) - характеризует консистенцию (густоту) смазки по глубине погружения в нее конуса стандартных размеров и массы. Пе­нетрация измеряется при различных температурах и численно равна количеству миллиметров погружения конуса, умноженному на 10.

Предел прочности соответствует минимальному удельному напряжению, при котором происходит разрушение каркаса смазки в результате сдвига одного ее слоя относительно другого.

Этот показатель характеризует способность смазок удерживаться в узлах трения, противостоять сбросу с движущихся деталей под влиянием инерцион­ных сил и удерживаться на наклонных и вертикальных поверхностях, не стекая и не сползая. При напряжении сдвига выше предела прочности смазки начинают течь.

Предел прочности смазки зависит от температуры (с ее повышением он чаще всего снижается) и скорости приложения силы. При невысоком пределе прочно­сти смазки плохо удерживаются в негерметизированных узлах трения, а при вы­соком — не поступают к трущимся поверхностям даже при достаточном количе­стве смазочного материала в механизме.

При рабочей температуре узла предел прочности не должен превышать 300-500 Па, а минимальное его значение при наибольшей температуре в рабо­чей зоне должно быть не ниже 100-200 Па. При температуре 20 °С предел проч­ности должен быть равен 300-1500 Па.

Предел прочности определяют на приборе, называемом пластомером.

Вязкость пластичных смазок из-за значительной зависимости показателя вязкости от скорости деформации определяется показателем «эффективная вязкость», которая подразумевает способность Ньютоновской жидкости оказы­вать при данном режиме течения такое же сопротивление сдвигу, как и смазка.

Когда смазка начинает течь подобно жидкости (после разрушения связей структурного каркаса) при постоянной температуре с увеличением скорости те­чения, которая измеряется в с^-1, вязкость смазки понижается в 100-1000 раз. Вязкость и вязкостно-температурные характеристики пластичных смазок опре­деляют при скорости течения 10 с^-1.

Вязкостные характеристики относятся к важнейшим эксплуатационным пока­зателям пластичных смазок. Пусковые характеристики механизмов, потери при работе различных узлов трения во многом зависят от вязкости смазок, которая в условиях минимальной рабочей температуры и скорости деформации 10 с^-1 не должна превышать 15-20 МПа с.

Вязкостные свойства смазок при температурах от -70 °С до 100 °С опре­деляют на автоматических капилярных вискозиметрах АКБ, в которых смазка при помощи пружины продавливается с переменной скоростью через капил­ляр.

Коллоидная стабильность — это способность смазки сопротивляться отде­лению (опрессовыванию) жидкого масла при хранении и в процессе применения.

Опрессовывание масла из смазки увеличивается и ускоряется с повышением температуры, с ростом одностороннего давления на смазку, под действием цен­тробежных сил, в сужениях мазепроводов на входе в фильтры и в других анало­гичных местах.

Для оценки коллоидной стабильности смазок используют приборы, в кс торых смазка опрессовывается под действием постоянного груза или сжатого воздуха.

Температура каплепадения соответствует температуре, при которой пада­ет первая капля смазки, помещенной в капсюле специального прибора, нагрева­емого в стандартных условиях. Она зависит в основном от типа загустителя и в меньшей степени от его концентрации.

Во избежание вытекания смазки из узла трения температура каплепадения должна превышать температуру трущихся деталей на 15-20 °С.

Механическая стабильность характеризует тиксотропные свойства, т.е. способность смазок практически мгновенно восстанавливать свою структуру (каркас) после выхода из зоны непосредственного контакта трущихся деталей. Благодаря этому уникальному свойству смазка легко удерживается в негермети­зированных узлах трения.

Смазки с низкой механической стабильностью быстро разрушаются, разжи­жаются и вытекают из узлов трения. Это опасно особенно в тех узлах, где в про­цесс деформирования вовлекается весь запас смазки (подшипники скольжения, шарниры, плоские опоры и т.п.). Механически нестабильные смазки достаточно хорошо работают только в надежно герметизированных узлах трения, если их вытеканию из узла препятствуют специальные уплотнительные устройства или капиллярные силы.

Полноценная смазка не должна значительно изменять свои свойства ни в процессе работы (деформации), ни при последующем отдыхе. Если смазка при отдыхе после разрушения сильно затвердевает, то она перестает поступать к ра­бочим поверхностям, и работа узла трения затрудняется.

Механическую стабильность смазки определяют на тиксометре, измеряя пределы ее прочности до и после разрушения смазки.

Водостойкость смазки определяется: устойчивостью к растворению в воде, способностью поглощать влагу, проницаемостью смазочного слоя парами влаги, смываемостью водой со смазываемых поверхностей и др.

Растворимость смазки в воде зависит в основном от природы загустителя. Наилучшей водостойкостью обладают смазки с углеводородным загустителем, водостойкость кальциевых смазок удовлетворительна, и только смазки на натри­евых и калиевых мылах хорошо растворимы в воде.

Растворимость смазок определяют только качественно по изменению внеш­него вида комка смазки в холодной (при 20 °С в течение 24 ч) и кипящей (в течение 1 ч) воде. Если температура плавления смазки ниже 100 °С, испытания в ки­пящей воде не проводятся.

Термоупрочнение характеризует изменение свойств смазок при нагрева­нии и последующем охлаждении.

Большинство смазок после нагрева до температуры на 50-60 °С ниже темпе­ратуры их плавления и последующего охлаждения не меняют свои свойства. Од­нако у некоторых смазок после кратковременного нагрева и последующего охла­ждения предел прочности повышается в 10-100 раз. Такие смазки перестают по­ступать к рабочим поверхностям.

Склонность смазки к термоупрочнению определяют на приборе-прочномере СК путем измерения ее пределов прочности до и после выдержки при повышен­ных температурах.

Испаряемость смазок, определяемая летучестью жидкой среды, достаточно высокая, хотя давление их насыщенных паров при обычных эксплуатационных температурах невелико.

Из-за увеличения скорости испарения жидкой среды повышается вязкость смазки, и ухудшаются низкотемпературные свойства, а при высыхании — умень­шается адгезия к металлу.

Испаряемость оценивают потерей массы смазки в нормированных условиях.

Химическая стабильность оценивается стойкостью смазки к окислению ки­слородом воздуха.

Окисление приводит к изменению кислотного числа и уменьшению предела прочности на сдвиг, как правило, при повышенных температурах (более 100°С). Кроме того, смазки окисляются из-за возможной коррозии металлических по­верхностей деталей узла трения.

Оценку химической стабильности смазки производят по увеличению ее кис­лотного числа. Для этого смазку толщиной слоя 1 мм окисляют на медной пла­стине при повышенной температуре 120 °С.

Противокоррозионные свойства смазок характеризуют их коррозион­ное воздействие на металлические поверхности деталей узла трения. Если свежие смазки обладают устойчивыми противокоррозионными свойствами, то в процессе их применения или после длительного хранения их свойства ухудшаются.

Для оценки противокоррозионных свойств металлические пластинки погру­жают в смазку и затем осматривают их поверхности после выдержки в течение определенного времени при повышенной температуре.

Защитные (консервационные) свойства определяют способность смазки предохранять трущиеся металлические поверхности от коррозионного воздей­ствия внешней среды (вода, растворы солей и др.).

Консервационные свойства смазок определяются и зависят от следующих факторов: способности удерживаться на поверхности металла, не стекая; колло­идной и химической стабильности; водостойкости и воздухопроницаемости. Пленка консервационной смазки толщиной около 0,01 мм может предотвращать коррозию металла в условиях 100-процентной относительной влажности в тече­ние многих месяцев, а иногда и лет.

При оценке защитных свойств смазок по ГОСТ 9.054-75 металлические пла­стинки, покрытые слоем смазки, выдерживают в определенных условиях над во­дой в эксикаторе или в камере влажности.