Файл: Эксплуатационные свойства и применение горючего, смазочных материалов и специальных жидкостей учебное пособие..pdf

ханизма в работу, на сопротивление в узле трения во время рабо­ ты и в мазепроводах при подаче к ним смазки.

Вязкость смазок определяется при помощи автоматического капиллярного вискозиметра.

Рис. 89. Зависимость вязкости смазок от скорости сдвига и концентрации мыла:

О—исходное масло; / —3°/6; 2 — 6,1%; 3—10%; 4 —13%.

Консистентные смазки как коллоидные системы обладают ярко выраженными тиксотропными свойствами, т. е. их сопротивление деформации уменьшается при воздействии нагрузки и восстанав­ ливается после прекращения действия нагрузки. Эти свойства хо­ рошо иллюстрируются характером изменения предела прочности

(рис. 90).

Тиксотропные свойства смазок характеризуют их механическую стабильность. От величины и скорости тиксотропных превраще­ ний зависит выдавливание смазки из узлов трения, сбрасывание ее под действием центробежных сил, а также изменение сопротив­ ления при пуске механимов.

Стабильность. Стабильность смазок характеризуется термоустойчивостью, коллоидной и химической стабильностью, испаряе­ мостью и водоустойчивостью.

При нагревании смазки разжижаются или расслаиваются и вы­ текают из узлов трения. О поведении смазок при нагревании су­ дят по их температуре каплепадения, т. е. температуре, при кото­ рой происходит падение первой капли смазки, помещенной в кап­ сюле стандартного прибора и нагреваемой в строго определенных

условиях.

Температура каплепадения недостаточно надежно характери­ зует эксплуатационные свойства смазок. И поэтому для новых сор-

308

лов смазок она не нормируется. Однако при наличии других пара­ метров можно судить о принадлежности данной смазки к тому или иному типу или сорту.

Например, температура каплепадения смазок, за­ гущенных твердыми угле­ водородами, составляет обычно 50—70° С; каль­ циевых и алюминиевых от 70 до 100° С; натрие­ вых и литиевых достигает

130—200° С.

При хранении и при­ менении консистентных смазок возможно выделе­ ние жидкой фазы, вслед­ ствие чего качество сма­ зок снижается. Это явле­ ние происходит в резуль­ тате постепенного дли­ тельного изменения струк­ турных форм, взаимосвя­ зи между составными ча­ стями смазки. Устойчи­

вость консистентных смазок против выделения жидкой фазы назы­ вается коллоидной стабильностью. Смазки, содержащие небольшое голичество загустителя и изготовленные на маловязких маслах, отличаются невысокой коллоидной стабильностью. Выделение мас- |ла из смазки усиливается при давлении, перемешивании и нагрева­ нии. Коллоидную стабильность смазок оценивают методами отпрессовывания масла или воздействия на смазку повышенных темпе­ ратур.

Смазки, обладающие лучшей коллоидной стабильностью, мож­ но хранить в течение более длительного времени.

Химическая стабильность характеризует устойчивость смазок против окисления кислородом воздуха или воздействия химически активных веществ во время работы и хранения. Особенно большое значение химическая стабильность имеет для защитных смазок и масел, применяемых в узлах трения, работающих в жестких усло­ виях и при контакте с химически активными веществами. Взаимо­ действие смазок с ними сопровождается образованием продуктов уплотнения и коррозионно-активных кислых веществ. Глубокие хи­ мические превращения приводят к резким изменениям структуры и разделению смазок на жидкую и твердую фазы.

Химическая стабильность смазок в значительной мере зависит от свойств их составных частей. Смазки, загущенные мылами, осо­ бенно малопредельных жирных кислот, менее стабильны, чем угле­ водородные. Стабильность смазок ухудшается при плохой очистке

309

масляной основы и значительно повышается при добавлении антискислительных присадок.

Очень высокой химической стабильностью отличаются фторуг­ леродные или хлор-фторуглеродные смазки. Стабильность смазок оценивают количеством продуктов окисления, образующихся под воздействием кислорода воздуха при повышенных температурах.

При повышении температуры в процессе работы из смазок ис­ паряются наиболее легкие фракции масла, что приводит к ухудше­ нию их эксплуатационных свойств. Конденсация выделившихся паров может отрицательно сказаться на работе приборов, механиз­ мов. например, в оптических приборах наблюдается помутнение стекол. Испытание на испаряемость заключается в определении уменьшения веса образца смазки после его нагревания в течение заданного времени.

Под водоустойчивостью смазок понимают их способность про­ тивостоять воздействию влаги.

Водоустойчивость определяется типом и свойствами загусти­ теля. Особенно нестойки к влаге смазки, изготовленные на натрие- е ы х мылах, несколько лучше на кальциево-натриевых. Невлагостоикие смазки легко смываются водой и поэтому применять их можно только в закрытых узлах трения. Водоустойчивость смазок оценивают путем создания условий контакта смазки с водой.

Коррозионность смазок обусловливается наличием в них орга­ нических кислот и свободных щелочей. Органические кислоты со­ держатся в смазках или образуются при их окислении в процессе применения. Свободные щелочи появляются вследствие введения их избыточного количества при производстве смазок.

Коррозионность смазок оценивают по изменению поверхности металлических пластин, контактирующих со смазкой при повы­ шенной температуре. Некоторые защитные смазки нейтрализуют или поглощают коррозионно-активные жидкости и газы или пасси­ вируют поверхность консервируемых металлических деталей.

З а щ и т н ы е с в о й с т в а . Защитные свойства смазок определяются их способностью создавать на поверхности металлов достаточно прочный смазочный слой, препятствующий проникновению воды, коррозионных жидкостей, их паров и других коррозионных аген­ тов к металлу.

Для уменьшения сползания и сохранения на металлических поверхностях требуемого слоя смазки должны обладать необхо­ димым предельным напряжением сдвига и содержать поверхност­ но-активные вещества, улучшающие адгезию смазки к металлам. Прочность защитного слоя смазки повышается при увеличении вязкости загущаемого масла. Сущность оценки защитных свойств смазок заключается в фиксировании изменения поверхности метал­ лических пластинок, покрытых тонким слоем смазки, при воздей­ ствии внешних условий, способствующих коррозии. Имеются элек­ трометрические методы оценки защитных свойств.

310

А Н Т И Ф Р И К Ц И О Н Н Ы Е С М А З К И

Классификация и условные обозначения смазок. Смазки мож­ но классифицировать по назначению, типу загустителя, структуре и другим признакам.

Классификация по принципу основного назначения на анти­ фрикционные, защитные и уплотнительные является наиболее пра­ вильной потому, что требования к эксплуатационным свойствам смазок определяются условиями их применения.

Антифрикционные смазки самые распространенные. Они под­ разделяются на смазки общего назначения, низкотемпературные, приборные, высокотемпературные, индустриальные, железнодо­ рожные, смазки для грубых механизмов и специализированного назначения. Защитные смазки подразделяются на пластичные и жидкие. Уплотнительные ввиду малочисленности на отдельные группы не подразделяются.

В течение последних 15—20 лет проводится большая работа ■по научно-техническому обоснованию ассортимента смазок, выяв­ лению минимального числа их, достаточного для полного удовле­ творения потребности народного хозяйства, армии и флота. Уточ­ няются показатели качества применяемых смазок, улучшается их состав и совершенствуется технология производства. Внедрение но­ вой техники, особенно разнообразных аэронавигационных, радио­ технических, оптических и других приборов обусловливает появле­ ние новых видов смазок.

Существенное значение имеет вопрос о наименовании смазок. Названия многих смазок произошли от начальных букв фамилий авторов (например, смазка НК-50 и др.) или названия учрежде­ ний (ЦИАТИМ-221, ВНИИ НП-223, НГ-204 и т. п.) или им при­ сваивается порядковый номер пробы, выдержавшей испытания (смазки 1-13, № 21 и т. д.). Более удобны условные обозначения смазок, составленные из обозначений, характеризующих область и условия их применения. Например, смазки, имеющие широкую об­ ласть применения, т. е. универсальные, обозначаются буквой «У», рядом с которой ставится одна или несколько букв, характеризую­ щих специфические свойства смазок: И — низкоплавкие, С — сред­ неплавкие, Т —тугоплавкие, В — водостойкие, А — активированные.

Так, смазка 1-13 получила наименование УТВ, что означает — универсальная, тугоплавкая, водостойкая; смазка ЦИАТИМ-20! ■ обозначается УТВМА, т. е. универсальная, тугоплавкая, водостой­ кая, морозостойкая, активированная.

Смазки, применяемые в специфических условиях, обозначаются

нодорожные. Например, смазка НК-50 получила обозначение СТ, т. е. самолетная, тугоплавкая, и т. и.

А н ти ф р и к ц и он н ы е с м а зк и о б щ е го н азн а ч е н и я . Солидолы син­

тетические и жировые, консталины жировые и синтетические — за-

311

нимают большой объем от общего производства смазок. Они со­ храняют работоспособность в достаточно широком интервале тем­ ператур, нагрузок и относительных скоростей трущихся детален. Только в особо жестких условиях, например, при очень высоких или низких температурах, очень высоких нагрузках применяют спе­ циальные смазки, отвечающие этим условиям применения. Смазки этой группы используют для узлов трения автомобилей, танков, тя­ гачей, тракторов и других машин.

Температура смазки в узлах трения атомобилей, тракторов, танков (САУ) обычно находится в пределах от минус 40 до плюс 50° С, а в отдельных узлах танков и САУ может достигать 100° С и выше. Удельные нагрузки и относительные скорости трущихся деталей изменяются в широких пределах. Особенностью примене­ ния смазок является то, что многие узлы трения недостаточно за­ щищены от попадания в них грязи и пыли, не имеют уплотне­ ний, которые препятствовали бы стеканию или сползанию смазки с трущихся поверхностей.

Солидол синтетический (пресс-солидол и солидол «С») полу­ чают загущением индустриальных масел марок 20, 20В, 45 и дру­ гих кальциевыми мылами синтетических, выделенных, термически облагороженных жирных кислот. Солидолы обладают хорошими эксплуатационными свойствами, предел прочности их при 50° С ра­ вен соответственно 1 и 2 г/см2, вязкость при 0°С и среднем гради­

индустриальных масел кальциевыми мылами жирных кислот ра­ стительных масел. В СССР жировые солидолы вырабатывают в небольших количествах.

В солидолах содержится некоторое количество связанной во­ ды. Вода играет большую роль в образовании структуры смазок. Она входит в состав кристаллов мыла и способствует упрочению структурного каркаса смазки. Однако при нагреве до температуры плавления солидолы теряют воду, распадаются на жидкую и твер­ дую фазы и после застывания не восстанавливают свою структуру и свойств.

Содержание воды в них не должно превышать 2,5—3%.

Солидолы обладают высокой коллоидной стабильностью, бла­ годаря чему их можно хранить до 5 лет и более. Хорошая влагоустойчивость позволяет применять их-в условиях высокой влаж­ ности. Солидолы имеют удовлетворительную химическую стабиль­ ность.

Недостатком их является повышенная вязкость при температу­ рах ниже — 10, — 15° С. Это затрудняет заправку узлов тренил смазкой и, в частности, использование солидолонагнетателей.

Солидолы применяют для узлов трения шасси, ходовой части, механизмов управления автомобилей, танков, арттягачей, тракто­ ров, дорожно-строительных и других машин. Их используют так­

312