Пластичные смазки — основные свойства
Пластичные смазки используются для уменьшения износа поверхностей трения, продления срока эксплуатации элементов узлов и агрегатов в различных механизмах и машинах промышленного назначения. Пластичная смазка представляет собой смазочный материал, который в зависимости от нагрузки может проявлять свойства твердого тела или жидкости.
При незначительных нагрузках смазки могут сохранять свою форму, не стекая с вертикальной поверхности и тем самым, удерживаясь в негерметизированных узлах трения. При нагрузках, превышающих предел прочности пластичных смазок, они начинают деформироваться, приобретая свойства вязкой жидкости. При прекращении деформирования пластичные смазки вновь становятся твердыми. Эти уникальные свойства пластичных смазок позволяют снизить нагрузку на узлы трения и их износ.
Основой пластичной смазки является масло (нефтяное или синтетическое), занимающее 70 — 90 % от общей массы вещества. Именно от свойства масла зависят и свойства смазки. Одними из главных составляющих пластичной смазки являются добавки, которые улучшают эксплуатационные свойства продукта. Добавки делятся на виды:
- Присадки — препараты, которые добавляется к смазочным материалам в небольших количествах для улучшения их эксплуатационных свойств. Используются с целью улучшения характеристик, обеспечения технических параметров или как ингибиторы коррозии или окисления смазочных материалов.
- Наполнители – усовершенствуют герметизирующие и антифрикционные свойства пластичной смазки. Являются твердыми веществами, имеющими неорганическое происхождение, не растворяются в масле (графит и дисульфид молибдена);
- Модификаторы структуры – формируют эластичную и более прочную структуру консистентной смазки.
От состава пластичной смазки зависят и показатели ее качества, а именно пенетрация (проникновение), температура каплепадения, прочность при сдвиге, водостойкость, механическая стабильность, испаряемость, коррозийная.
Классификация пластичных смазок по стандартам NLGI
NLGI (National Lubricating Grease Institute) является некоммерческой организацией, в состав которой входят ведущие мировые производители смазочных материалов и торговые организации, ассоциированные производители оборудования, промышленные поставщики, сервисные организации, научно — исследовательские и образовательные группы. Согласно информации, опубликованной NLGI в 2004 году, институт имеет представительства в 26 странах.
Классификация пластичных смазок по консистенции (NLGI), была разработана Национальным Институтом Смазок США. За основу был взят уровень пенетрации. Первый параметр, которым оперирует одноименная классификация, это «консистенция смазки» (степень ее густоты) — условная мера механической прочности, твердости. Выражается в номерах или степенях консистенции по системе NLGI (NLGI consistency numbers), которые устанавливаются по пенетрации.
В соответствии с методикой института, при помощи лабораторного метода «рабочей пенетрации» измеряется густота. Определение этого параметра производится с помощью пенетрометра с конусом, который опускают на пять секунд в смазку при температуре 25°С. Глубина погружения конуса измеряется и выражается в десятых долях миллиметра. Обычно пенетрацию определяют как у перемешанной, так и не перемешанной смазки. Разница этих показателей характеризует стабильность смазки и способность выдержать механические нагрузки. Кроме того, чем больше численное значение пенетрации, тем мягче смазка.
Степени консистенции по системе NLGI от 000 до 6
| Класс NLGI | Показатель пенетрации (0,1 мм) | Консистенция ISO 2137 | Область применения |
|---|---|---|---|
| 000 | 445 — 475 | очень жидкая | закрытые зубчатые передачи |
| 00 | 400 — 430 | жидкая | закрытые зубчатые передачи |
| 0 | 355 — 385 | полужидкая | центральные смазочные системы |
| 1 | 310 — 340 | очень мягкая | центральные смазочные системы |
| 2 | 265 — 295 | мягкая | шариковые/роликовые подшипники |
| 3 | 220 — 250 | полутвердая | высокоскоростные подшипники |
| 4 | 175 — 205 | твердая | высокоскоростные подшипники |
| 5 | 130 — 160 | очень твердая | открытые зубчатые передачи |
| 6 | 85 — 115 | особо твердая |
открытые зубчатые передачи |
Помимо деления согласно показателю консистенции, NLGI разбивает смазки на категории качества. Для определения соответствия тому или иному классу помимо консистенции определяется температура каплепадения, а также стойкость к окислению и испарению, изменению консистенции, антикоррозионных свойств, совместимость с эластомерами, низкотемпературный момент вращения и т.д.
Категории качества по классификации NLGI
-
NLGI LA
Эти составы предназначены для использования в легких рабочих режимах (легковые автомобили и аналогичные по рабочим нагрузкам транспортные средства). Применяются для обработки шарнирных узлов и узлов ходовой части. При систематической замене (для легковых ТС – максимум через 3,2 тыс.км) смазочные составы должны обеспечивать удовлетворительную обработку всех шарнирных сочленений и узлов ходовой. Также необходима полноценная защита от коррозии при малых рабочих нагрузках. Консистенция смазок не должна меняться, окисление недопустимо. Чаще всего применяются составы консистенцией NLGI-2, но возможно использование и иных степеней NLGI-классификации.
-
NLGI LB
Составы этого класса предназначены для работы как в легких, так и в сложных рабочих режимах (легковые автомобили, грузовики и аналогичные по условиям эксплуатации ТС). Применяются для обработки шарнирных узлов и деталей ходовой части. Сложным считается режим эксплуатации с повышенным интервалом замены смазки, значительными вибронагрузками и постоянным воздействием влаги и иных загрязнений. В подобных случаях необходимо применение составов высших категорий.
Должно обеспечиваться удовлетворительное смазывание рабочих узлов (шарниров и деталей ходовой) при температурах -40º..+120ºС и при увеличенном промежутке между заменами смазочных составов (для легковых ТС – более 3,2 тыс. км). При этом консистенция смазок должна оставаться в рамках требований заявленного класса. Смазки неподвержены окислению и предохраняют рабочие узлы от корродирования и преждевременного износа, а также воздействия загрязняющих факторов даже при значительных нагрузках. Наиболее востребованы смазки с консистенцией типа NLGI-2, но возможно использование и составов иных степеней. -
NLGI GA
Эти составы служат для обработки элементов подшипников в колесах машин, функционирующих в легком режиме (иными словами, при обычных условиях эксплуатации в сочетании с частой заменой смазки). Применяются как для легковых ТС, так и для грузовиков. Главное условие – обеспечение удовлетворительного смазывания при температурном интервале -20º..+70ºС. Дополнительные критерии отсутствуют.
-
NLGI GB
Эти составы служат для обработки подшипников в колесах машин, эксплуатируемых как в легких, так и в умеренных условиях. Умеренной называют обычную эксплуатацию, характерную для большинства ТС. Эти смазки должны работать в температурном интервале -40º..+120ºС (при определенных условиях – до +160 ºС). Обязательны стойкость к испарению и окислению, а также сохранение консистенции в рамках требований заявленного класса. Составы должны обеспечивать защиту подшипников от износа и корродирования. Чаще всего советуют обрабатывать подшипники смазками типа «2», но допустима и обработка типами «1» и «3».
-
NLGI GC
Составы этого класса предназначены для обработки подшипников в колесах ТС, функционирующих как в легких, так и в сложных условиях. К сложным относят условия работы, в которых наблюдается нагрев подшипников до более экстремальных температурных значений. Это автомобили, укомплектованные дисковыми тормозами, функционирующие в режимах «стоп-старт» или «сложных торможений». К первому типу относятся такси, автобусы и машины специального назначения, ко второму – машины, применяемые для буксировки либо езды по сложному рельефу (горы, бездорожье и пр.). Смазки этой категории имеют лучшее качество среди применяемых для подшипников составов.Смазочные составы обязаны обеспечивать удовлетворительную обработку подшипников в рабоче-температурном интервале -40º..+160ºС (в отдельных случаях – до 200 ºС). Главные требования – стойкость к окислительным реакциям и испарению при неизменности консистенции. Кроме того, необходимо обеспечение полноценной защиты подшипников от истирания и корродирования. Наиболее востребованы составы с консистенцией «2», но допустимо и применение типов «1» и «3» (по классификации NLGI).
Список обязательных испытаний для определения категории
| ASTM | Испытания | LA | LB | GA | GB | GC |
|---|---|---|---|---|---|---|
| D 217 | Пенетрация | + | + | + | + | + |
| D 566 | Температура каплепадения | + | + | + | + | + |
| D 1264 | Вымывание водой | – | – | – | + | + |
| D 1742 | Температура выделения масла | – | + | – | + | + |
| D 1743 | Предохранение от ржавления | – | + | – | + | + |
| D 2266 | Износ на ЧМШТ (четырёхшариковая машина трения) | + | + | – | + | + |
| D 2596 | Предельное давление на ЧМШТ | – | + | – | – | + |
| D 3527 | Стойкость к высокой температуре | – | – | – | + | + |
| D 4170 | Питтинговый износ | – | + | – | + | + |
| D 4289 | Совместимость с эластомерами | + | + | – | + | + |
| D 4290 | Текучесть | – | – | – | + | + |
| D 4693 | Низкотемпературный момент вращения | – | + | + | + |
+ |
Маркировка смазочных составов
В США автомобильные смазки выделяют официально и описывают в нормативных документах. Смазки, поступающие в торговую сеть, называют сервисными смазками (Servise Greases), отличая их от смазок, которыми заполняются узлы трения на заводах при выпуске автомобилей.
В стандарте ASTM D 4950-89, созданном совместно ASTM, NLGI и SAE, приводится деление автомобильных смазок на две основные эксплуатационные группы:
Эти группы смазок разделяются на категории качества автомобильных смазок в зависимости от гарантируемых показателей качества и обозначаются соответствующим знаком NLGI.
Категории маркируют символьным обозначением «NLGI». Оно выдается лишь составам высших классов, таких как «LB», «GC», «GC-LB».
Иные типы смазок этим знаком не маркируются, допустимо только указание на этикетке обозначение классов «GA, «GB» либо «LA». Это система маркировки, созданная в США, в ее основу положено назначение смазок. В Европе подобная классификация применяется достаточно редко, при этом ее европейский аналог отсутствует.