ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СМАЗЫВАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ, А ТАК ЖЕ СОПУТСТВУЮЩАЯ ПОЛЕЗНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вниманию посетителей: Данная информация предоставляется для ознакомления. Формулировки/ цифровые значения могут отличаться от официальных описаний и тестовых показателей. Для уточнения или дополнения интересующей информации вы можете обратиться к нашим специалистам.

1

Стандарт ISO 9000

Стандарт менеджмента качества: ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ГОСТ ISO 9000-2011.

2

Классификация NLGI

National Lubricating Grease Institute- Национальный институт пластичных смазок (США)
Маркировка качества:
NLGI LA - Автомобильные пластичные смазки для шарнирных элементов, работающих в легком режиме нагрузок.
(Требования: Смазки должны создавать удовлетворительный смазочный эффект, необходимый для кратковременного периода работы- в среднем 2500- 3000 км. Смазка должна обладать необходимыми защитными антикоррозионными свойствами.)

NLGI LB - Характеризуются как смазки высшего класса для автомобильной техники легкового и грузового классов. Рассчитана на работу в сложных условиях: при высоких нагрузках, обилии грязи и пыли, в тяжелых термических условиях.
(Требования: Смазка должна эффективно работать в температурном диапазоне от -40 до 120 С. Смазки должны эффективно работать продолжительное время- более 3000км. Состав должен обладать высокой стабильностью и стойкостью к внешним агрессивным воздействиям.)

NLGI GA - Специальный класс для смазывания подшипников колес легковых и грузовых автомобилей.
(Требования: Смазка рассчитана на работу в средних режимах нагрузок и рабочих температурах от -20 до 80 С. )

NLGI GC - Смазки для подшипников колес легковых и грузовых автомобилей работающих в режимах от легких до сложных, включая особые сложные режимы работы. В частности для ступичных подшипников с дисковыми тормозами и в машинах с большими удельными массами. При буксировке, на бездорожье и т.п..
( Требования: Смазка рассчитана на работу при высоких нагрузках и рабочих температурах от -40 до 200 С. Так же предъявляются повышенные требования к стабильности состава и стойкости к внешним агрессивным воздействиям. )

Классификатор
Смазки делятся по принципу вязкости или уровня пенетрации.

Класс NLGI- 000. Уровень пенетрации- 445-475. Консистенция- очень жидкая. Используется как альтернатива маслам в оборудовании и машинах.
Класс NLGI- 00. Уровень пенетрации- 400-430. Консистенция- жидкая.
Класс NLGI- 0. Уровень пенетрации- 355-385. Консистенция- полу жидкая. Широко применяется в централизованных системах смазки промышленного оборудования и автомобилей.
Класс NLGI- 1. Уровень пенетрации- 310-340. Консистенция- очень мягкая.
Класс NLGI- 2. Уровень пенетрации- 265-295. Консистенция- мягкая. Наиболее широко применяемая группа для подшипников в автомобилях и оборудовании.
Класс NLGI- 3. Уровень пенетрации- 220-250. Консистенция- полу твердая.
Класс NLGI- 4. Уровень пенетрации- 175-205. Консистенция- твердая. В основном используется в особых условиях, где необходима высокая прочность и стойкость к нагрузкам.
Класс NLGI- 5. Уровень пенетрации- 130-160. Консистенция- очень твердая.
Класс NLGI- 6. Уровень пенетрации- 85-115. Консистенция- особо твердая.

3

Стандарт DIN 51 502

Немецкая система классификации пластичных смазок. Описывает характеристики и общий состав смазочного продукта.

Пример маркировка по DIN: (пример- K FK F 2 M -30)
|K- код назначения |-| FK- Фторуглеводородное масло |-|F- Твердые наполнители (графит, молибден)|-|2- Класс NLGI |-|М- Верхний температурный режим работы|-|-30 - Нижний температурный предел |
Маркировка назначения:
К- Подшипники качения и скольжения, а так же плоскости скольжения.
G- Закрытые передаточные механизмы
OG- Открытые передачи
M- Подшипники скольжения и уплотнители


Базовые масла и добавки:
Е- Полиэфирное базовое масло
FK- Фторуглеводородное масло
HC- Синтетическое углеводородное масло
PH- Масло на базе эфиров фосфорной кислоты
PG- Полигликолевых масла
SI- Силиконовые масла
X- Другие типы
(В случае если группа не указана- применяются минеральные нефтяные масла.)

Присадки и дополнительные компоненты: P- ЕР противозадирные присадки /\ F- Твердые смазочные компоненты (графит, дисульфид молибдена и т.п.)

4

Пластичные консистентные смазки

Густые мазеобразные и пастообразные смеси. С точки зрения состава- это дисперсия загустителя в жидком смазочном составе.

В среднем, в состав смазки входят от 65 до 90% базового масла, от 5 до 35%- загуститель и от 0 до 10%- добавки и присадки.

Существует условное разделение на "обычные"- минеральные смазки и синтетические. Группировка эта достаточно условна, и базируется на массовой доле синтетики или минеральных компонентов в составе смазок. Смазку можно считать "синтетической", если, например базовое масло не является минеральным или\и в составе присутствуют синтетические загустители и присадки.

Из истории:

Известно, что смазочные составы и пластичные смазки применялись в далекой древности. Имеются упоминания о применении смазок еще 3500-3000 лет до Н.Э. древними шумерами. Также имеются записи у Египтян и в Китайской империи 1500- 1200 лет до Н.Э., где использовались растительные и животные жиры и загустители на основе извести. Первый патент на кальциевую консистентную смазку был выдан в 1835 году. Натриевую смазку запатентовали в 1949г.

Преимущества пластичных смазок перед маслами.
Версия 1988года(C.J. Boner "Manufacture and application of lubricating greases"):
1- Пластичные смазки приобретаю текучесть только под действием силы.
2- Смазки обладают меньшим коэффициентом трения.
3- Имеют лучшее сцепление с поверхностью.
4- Обладают лучшей водостойкостью.
5- Рабочая вязкость смазок менее зависима от температуры.
6- Смазки могут работать в расширенном диапазоне температур.
7- Консистентные смазки обладают хорошим герметизирующим эффектом и эффективно защищают рабочие узлы от загрязнений.

Версия 1996 года (A.R. Lansdown. "Lubrication and lubricant selection"):
1- Пластичные смазки не создают затруднений при запуске или остановке механизма.
2- Смазки показывают лучшие характеристики при работе под давлением.
3- Смазки решают проблемы герметизации.
4- Можно организовать дополнительную подачу смазки в узел трения без особых технических приспособлений.
5- Консистентные смазки позволяют избавиться от загрязнения пищевых продуктов.
6- Пластичные смазки позволяют применять твердые смазочные компоненты.

К недостаткам пластичных смазок можно отнести: Сравнительно (с маслами) низкую скорость движения. Смазки не следует применять, если имеются особые требования к теплообменным процессам. Так же (в теории) смазки более подвержены окислению по сравнению с маслами.

В настоящее время характеристики смазок описываются на основании: Диапазона рабочих температур, Водостойкости, Допустимых значений нагрузок.

5

Загустители для пластичных смазок

Именно загуститель преобразует базовое масло в консистентную смазку с заданной вязкостью. Каждый из применяемых загустителей не выделяется относительно других. Каждое отдельное вещество эффективно в определенной области и конкурентно в 
Простые мыла.
Наилучший загущающий эффект проявляется при использовании карбоновых кислот с 18тью атомами углерода. Загуститель производится на основе 12- гидроксистеариновой кислоты, полученной из растительного сырья. Стеариновой кислоты или из сложных эфиров. Длинные нитевидные соединения (Фибриллы) позволяют получать уникальные характеристики продукта.
Длина цепочки молекул в карбоновой кислоте определяет растворимость загустителя. (Увеличение длины - повышает растворимость, Уменьшение - снижает.) Разветвленная цепь молекул понижает температуру плавления. Карбоновые кислоты с двойными связями (насыщенные кислоты) лучше растворяются в минеральном масле и понижают температуру каплепадения. Гидроксильная группа повышает температуру плавления и усиливает загущающий эффект.
Литиевое мыло - строение литиевого мылаСмазки на основе лития были запатентованы в 1942г.(C.E.Earle патент 2397956). В настоящее время смазки изготавливается из порошкового гидроксида лития с 12- гидроксистеариновой кислотой, растворенных в минеральном или синтетическом масле. Температура реакции от 160 до 250 C°. Смазки на базе минерального масла и литиевого мыла обладают температурой каплепадения в 180- 195 C°. Размер волокон литиевого загустителя- 0.2х2 - 0ю2х20 мкм. Литиевые смазки обладают хорошими эксплуатационными свойствами и остаются популярными на протяжении длительного времени. Отличия литиевых смазок в хорошей термической стойкости, высокой температуре каплепадения, высокая водостойкость и прочность на сдвиг. Благодаря высокой вариативности составов область применения литиевых смазок очень широкий- от высокопрочных смазок для больших нагрузок, до передаточных механизмов с высокими скоростями вращения.
Кальциевое мыло - строение кальциевого мылаКальциевые смазки работают при температурах до 120 C° и обладают температурой каплепадения- 130-150 C°. При использовании хороших базовых масел, такие смазки отлично работают при низких температурах и отличаются высокой антикоррозионной стойкостью. Стоимость производства таких смазок одна из самых низких, при этом слабые рабочие характеристики не дают возможности широкого применения.
Натриевое мыло - в настоящее время используется достаточно редко. Смазки на основе натриевого мыла отличаются очень высокой стойкостью к окислению, но при этом очень чувствительны к поглощению воды. В присутствие высокой влажности такие смазки быстро распадаются на составные компоненты.
Алюминиевое мыло - Рабочие температуры смазок- 80- 95 C°. При высоких температурах структура смазки меняется и приобретает тиксотропные свойства. При этом алюминиевые смазки обладают очень гладкой структурой и высокой прозрачностью. (Алюминиевый загуститель активно вытесняется литиевыми смазками.)
Бариевое и Свинцовое мыло - Такие загустители отличаются высокой водостойкостью и сопротивлением к сдвигу, а так же выдерживают высокие нагрузки. Однако из-за токсичности этот тип загустителя быстро вышел из оборота.
Смешанное мыло - это два или более мыльных загустителей. (Например литиевого и алюминиевого) Такие смеси позволяют создать продукт со свойствами высокой термической стойкости и хорошей антиокислительной защитой. Производство комплексных смазок осложняется низкой стабильностью смеси и требует особых условий.

6

Комплексные мыльные загустители

Комплексное мыло - Это типовой загуститель с добавлением солей неорганических кислот (например: борной или фосфорной) Карбоновой кислоты или азеалиновой кислотой. Внедрение дополнительных солей положительно сказывается на термостойкости и увеличивает точку каплепадения и повышает вязкость. При этом ухудшаются низкотемпературные характеристики. Благодаря улучшенным характеристикам, такие смазки занимают около 20% объема производства.
Литиевое комплексное мыло - Одним из первых комплексных составов на базе 12-гидроксистеариновой кислоты был запатентован в 1947 г. Лучшую несущую способность и прочность обеспечивают борная и фосфорная кислота. Литиевые комплексы имеют очень высокие температуру каплепадения. Составы на базе литиевых комплексов являются самыми распространенными и занимают до 10% объема.
Кальциевое комплексное мыло - Этот вид смазок отличается высокой прочностью на сдвиг, стойкостью к нагрузкам и хорошим водоотталкивающим эффектом. Средний температурный предел- 160 C°. При температурах выше 120 C° в некоторых случаях проявляется уплотнение структуры.
Комплекс сульфатов кальция - Сульфонаты кальция стали появляться в 1985г. Этот тип загустителя позволяет получить рабочие характеристики сравнимые с загустителями других типов. При включении дополнительных присадок, смазки демонстрируют отличные рабочие температуры, и высокую прочность на сдвиг. Средняя температура каплепадения превышает 220 C° а рабочие температуры составляют 160-180 C°. Смазки получили широкое распространение и могут применяться даже в пищевой промышленности.
Алюминиевые комплексные мыла - Первые алюминиевые комплексы появились в 1952г. В настоящее время используются комплексы на базе Стератов и Бензонатов алюминия. Перспектива развития алюминиевых комплексов представляется в области экологически чистых и био разлагаемых смазок.
Другие комплексные мыла - Натриевые комплексы отличаются высокими рабочими скоростями, но при этом плохо выдерживают воздействие влаги. Бариевые комплексы заменены более перспективными составами. Комплексы га базе титана отличаются высокой стойкостью и прочностью смеси и часто применяются как основы для специальных тяжелых условий работы смазочного состава.
Прочие органические загустители - При всем разнообразии модификаций особо выделяются Натриевые и Кальциевые соли стеариламидотерефталевой кислоты. Первые патенты была оформлены в 1954г. Температура каплепадения в среднем составляет 300 C° а рабочие температуры превышают 190C°. Из-за дороговизны загустителя, целесообразно использование комплекс в составе синтетических базовых компонентов.
Полимочевинные загустители -Продукты реакций диизоцианатов и моноаминов. Такие составы обладают хорошими рабочим характеристиками и в некоторых композициях превышают показатели обычных мыльных загустителей. Средняя температура разложения загустителя составляет 260C°. Использование синтетических базовых компонентов с высокими характеристиками значительно повышает стойкость смазок и их характеристики. Полимочевинные смазки также могут называться полиуретановыми.
Полимерные загустители - Перфторированные углеводороды или политетрафторэтилен (ПТФЕ). Активно развивается и модифицируется. Широко применяются при рабочих температурах свыше 260 C°. Некоторые полимеры применяются в качестве присадок и модификаторов.

7

Жидкости для металлообработки

Несмотря на огромное разнообразие методов обработки металлов и сплавов, значительная часть изделий выполняется с применением «влажного» метода обработки. (С применением эмульсий и масляных составов)
Охлаждение и смазка - это два ключевых фактора при резке металлов. От сюда и обозначение группы продуктов- СОЖ или Смазочно охлаждающая жидкость. При этом, группа сож включает в себя множество разновидностей различных смесей. Это и масла для шлифования, эмульсии влажная обработка для резания, масла для глубокого сверления и т.п.
Нет сомнения в том, что «мокрая» обработка металлов применяется значительно чаще, чем сухая.
Краткий список преимуществ использования сож для процессов обработки:
- Быстрый отвод тепла и увеличение срока службы инструмента.
- Увеличение скорости обработки.
- Из-за смазочной пленки повышается общее качество обработки.
- Эффективное удаление стружки и чистота в зоне обработки
Смазка элементов вне зоны обработки так же важна. Например в операциях глубокого сверления, где критически важна смазка всех рабочих поверхностей спирального сверла.
В большинстве случаев, подбор правильной и эффективной сож способен значительно повлиять на экономику производства и повысить качество работы.

8

Базовые масла

-Минеральные масла- на основе сложных углеводородов, полученных переработкой нефти.
-Растительные масла - полученные переработкой растительных культур.
-Синтетические масла- полученные путем целенаправленных химических реакций для получения органических соединений типа углеводородных жидкостей (полиальфаолефины, алкилбензолы) и эфиров.
Загустители представлены:
-Мыльными основами. Они подразделяются на натриевые, кальциевые, алюминиевые, литиевые, комплексные. Составляют более 80 % всего производства смазок.
-Углеводородными основами. Где в качестве основы используются парафины, церезины, петролатумы.
-Неорганическими основами. Где используются силикаты и их производные.
-Органическими основами. В составе которых применяются сажевые компоненты или полимерные химические конструкции.
Присадки / добавки:
-Стабилизаторы и загустители. Представленные комплексом химических соединений регулирующих вязкость базового масла и общую густоту смеси.
-Моющие компоненты.(детергенты) Предотвращают, либо уменьшают коксование, появление высокотемпературных отложений.
-Антиокислительные и антикоррозионные добавки. Предотвращают преждевременное старение компонентов смазки, уменьшают количество окисляющих веществ и коррозийных соединений.
-Противозадирные и противоизносные компоненты. Представляют комплекс высокопрочных химических соединений. Предотвращают разрушение взаимодействующих поверхностей при граничном трении путем образования прочной защитной смазывающей пленки. Предотвращают непосредственный контакт рабочих поверхностей.
-Депрессорные присадки. Добавки, позволяющие значительно снизить порог низкотемпературного застывания смазки.
-Антифрикционные добавки. Компоненты, уменьшающие общий индекс трения. Создают дополнительные условия, для скольжения взаимодействующих элементов добавляя в структуру смазки высокоподвижные соединения.
Минеральные масла производятся путем переработки нефти и модификации полученных фракций углеводородов.
Наиболее эффективный способ переработки нефти - это Каталитический гидрокрекинг при котором возможно получение высоко-индексных базовых масел с низким содержанием серы и ароматических углеводородов. При помощи гидрокрекинга получают качественные основы для производства промышленных и автомобильных масел.
Свойства гидрокрекинговых масел наиболее близки к синтетическим маслам на основе ПАО (полиальфаолеин). При этом, они имеют более низкую себестоимость, что особенно выгодно в условиях массового производства.
Синтетические масла производят при помощи синтеза компонентов из углеводородного сырья. Наиболее распространенной синтетической основой является полиальфаолеин, так же к синтетическим маслам относятся: эфиры многоатомных спиртов, сложные эфиры карбоновых кислот, полисилоксановые жидкости.
Преимуществом синтезируемых базовых масел является однородность химической структуры и высокая стабильность. Благодаря термической стабильности/ стойкости к старению данный тип масел получил широкое распространение в производстве автомобильных и промышленных масел, где требуются стойкость к высоким температурам и длительное сохранение высоких эксплуатационных качеств. Из-за сложности производства синтетических компонентов, стоимость конечного продукта значительно выше, чем у минеральных масел, однако высокое качество и рабочие характеристики полностью оправдывают стоимость.
Для повышения эксплуатационных качеств смазочных масел в их состав добавляются специальные присадки. Назначение и состав добавок определяется производителями; либо вводятся в состав масла, либо реализуются как отдельный продукт. Присадки могут выполнять самые разнообразные функции: топливо сберегающие присадки, антифрикционные добавки, дегидраторы топлива, чистящие составы и т.п.
В виду широчайшего ассортимента различных добавок следует особенно ответственно отнестись к выбору добавки, как и к необходимости её применения. В большинстве случаев графа состава изобилует малоизвестными, либо вовсе непонятными терминами и обозначениями. Отчасти это объясняется явлением "коммерческой тайны", другой стороной медали является практически полное отсутствие информации о компонентах и их качестве, и как следствие подвергает потребителя неоправданному риску.

9

Изнашивание /виды и свойства

DIN 50320- Износ. Понятия, системный анализ процессов изнашивания и классификация областей износа (Wear; Terms, Systematic Analysis of Wear Processes, Classification of Wear Phenomena)
Изнашивание - прогрессирующее изменение поверхности путем отделения микрочастиц вследствие механических воздействий (контакта с другим твердым телом, жидкостью или газом).
"Механизмы изнашивания"- износ происходит вследствие трения, адгезии, эрозии, трибохимических реакция и усталости материала.
Абразивное изнашивание - происходит при контакте 2х тел, одно из которых имеет большую твердость. Например абразивный износ может происходить при появлении твердых микро частиц в загрязненной смазке. (кварцевая пыль) В процессе истирания происходит разрушения микро выступов на поверхности материала или выкрашивание твердых элементов.

Адгезионное изнашивание - один из самых сложных процессов износа. Происходит на атомно - молекулярном уровне. Внутренние силы, действующие в пределах молекулярной решетки, могут вырывать отдельные частицы соседнего материала. Как правило, это следствие "холодного сваривания" в пятне микроконтакта. Адгезионные процессы активизируются при нарушении защитного слоя (пленки оксидов, смазочного вещества и др. веществ разделяющих пары трения)

Трибохимические реакции износа - химические реакции, протекающие при воздействии сил трения на взаимодействующих материалах. В частности это резкие изменения температуры в микро масштабе и фрикционные явления, провоцирующие химические реакционные явления. Фрикционное взаимодействие влияет на молекулярную структуру материала, в которой имеются свободные связи, а валентность оказывают влияние на процесс износа и деформации верхнего слоя. Разрушение реакционного слоя взаимодействующих материалов является сутью трибохимического взаимодействия.

Усталостное изнашивание - происходит при частых изменениях нагрузки в пятне контакта. Данные процессы наиболее активны в узлах с высокими нагрузками. Присутствие прочного и смазочно- разделяющего слоя способствует минимизации подобных эффектов, либо полностью исключает усталостное разрушение.

Фреттинг или коррозионный износ - важной частью фреттинга являются трибохимические процессы. Процессы окисления, происходящие на трущихся поверхностях можно предотвратить, используя ПАВ добавки в смазочных материалах.

Кавитационное изнашивание - это процесс износа поверхности вследствие схлопывания пузырьков газов или паров в точке трения. Дополнительное разрушающее действие оказывается коррозией. Избежать подобных эффектов можно при помощи изоляции смазочного материала от воздуха, или применением специальных ПАВ компонентов и ингибиторов.

© Copyright 2024 Торговый Дом Ярко

Best AI Website Creator