Антифрикционные пластичные смазки общего назначения

В странах СНГ выпускается более двухсот наименований антифрикционных смазок и более тысячи – за рубежом. От правильного выбора смазки зависит надежность и долговечность узла трения. В данной статье дан краткий обзор антифрикционных смазок общего назначения, указаны их преимущества и недостатки. В дальнейшем будут рассмотрены специализированные смазки, которые не могут быть заменены смазками общего назначения.

Обслуживание бульдозера Komatsu с помощью электронагнетателя проводит сервисная служба ООО «Инстройтехком»

Антифрикционные смазки (АС), предназначенные для снижения трения между трущимися поверхностями, уменьшения износа и предотвращения задиров, заедания и сваривания металлических поверхностей, применяются в следующих основных узлах трения:

– подшипники качения и скольжения;

– зубчатые, винтовые и цепные передачи;

– различные трущиеся плоскости, например, вал – втулка, ползун – направляющая и т. д.;

– шарниры разных конструкций;

– электрические контакты;

– тросы по ролику и т. п.

Наиболее массовые узлы трения – подшипники качения различных конструкций: открытые и герметизированные, радиальные и упорные, шариковые и роликовые и т. д. – выпускают в количестве, давно превысившем 1 млрд. шт./год, а потому среди других групп смазок АС занимают ведущее место (больше 90%) и по объему, и по ассортименту и насчитывают около 200 наименований у нас и более 1000 – за рубежом.

Патроны с пластичными смазками для обслуживания гидромолотов JCB (черный) и обслуживания машины JCB (желтый)

В чем же отличие АС от жидких смазочных материалов? Для смазок характерны следующие особенности: малый удельный расход, более простая конструкция машин и механизмов и более продолжительный период действия. Смазки лучше масел амортизируют ударные нагрузки и уменьшают усталостное разрушение тел и дорожек качения. Правильный подбор АС и эффективность их работы определяются следующими наиболее важными факторами:

особенности узлов трения и условий эксплуатации смазок: температура, нагрузка, скорость перемещения трущихся пар;

совместимость смазок с конструкционными материалами, контактирующими с ними в процессе срока службы;

совместимость смазок при их возможном смешении.

В соответствии с вышесказанным АС делятся на следующие основные группы:

Шприцевание рыхлительного агрегата бульдозера Komatsu

В группу смазок общего назначения входят наиболее распространенные на территории России наименования – солидолы, которые правильнее называть гидратированными кальциевыми смазками. Их доля составляет около 40% общего выпуска АС в России. Гидратированные кальциевые смазки получают путем загущения средневязких индустриальных масел кальциевыми мылами синтетических жирных кислот (СЖК) или естественных жиров. К достоинствам солидолов относятся их отличная водостойкость, коллоидная стабильность, хорошие защитные и смазочные свойства. Недостатки солидолов выражаются в низкой механической стабильности и ограниченном рабочем диапазоне температур: до +60...70 °С. Модификатором структуры этих смазок выступает вода, поэтому при высоких температурах солидолы необратимо разрушаются.

Гидратированные кальциевые смазки выпускают под марками Солидол С, Пресс-Солидол С; Солидол Ж, Пресс-Солидол Ж и применяют в относительно грубых узлах трения машин и механизмов. Графитная смазка по составу близка к Солидолу С, но приготовлена на более вязком масле и содержит до 10% графита. Ее используют в узлах трения скольжения тяжело нагруженных тихоходных механизмов, рессорах, открытых зубчатых передачах.

Шприцевание рабочего оборудования экскаватора-погрузчика JCB 3CX. Обслуживание проводит сервисная служба ЗАО «ЛОНМАДИ»

При температуре выше 60...70 °С, когда применение гидратированных кальциевых смазок невозможно, используют натриевые или натриево-кальциевые смазки, называемые еще консталинами. Они сохраняют работоспособность до +100...110 °С, однако имеют также ряд существенных недостатков:

– повышенное термоупрочнение – при высоких температурах у смазок этого типа резко, иногда буквально за несколько минут повышается предел прочности;

– низкая водостойкость. Водостойкость важна для всех видов смазок, работающих в узлах трения, соприкасающихся с водой, или в условиях высокой влажности воздуха.
В России вырабатывают следующие смазки общего назначения для повышенных температур:

– 1-13, получаемая путем загущения смеси нефтяных масел низкой и средней вязкости натриево-кальциевым мылом касторового масла;

– консталин – цилиндровое масло, загущенное натриевым мылом касторового масла.

Изучайте матчасть – точки смазки могут находиться в самом неожиданном месте

Смазку 1-13 практически невозможно отличить от консталина – присутствие небольшого количества кальциевого мыла практически не отражается на ее свойствах. При контакте с влажным воздухом эти смазки обводняются, а поверхностный слой эмульгирует. При упаковке в негерметичную тару они хранятся не более трех лет, а при хорошей герметизации – до пяти. В смазках 1-13 и консталине отсутствуют антиокислительные присадки, что сокращает срок их службы в условиях повышенных температур. Кроме того, вследствие достаточно высокой вязкости масляной основы и большой концентрации загустителя смазка 1-13 уступает по морозостойкости даже солидолам. Ее используют в разнообразных подшипниках качения, реже – скольжения и других узлах трения, смазывают подшипники электромашин, работающих при температуре 80...90 °С, ступицы передних колес устаревших автомобилей и т. п. Консталин применяется в узлах трения вентиляторов литейных машин, доменных и цементных печей, подшипников качения на железнодорожном транспорте и т. д.

Шприцевание балансира переднего ведущего моста JCB 3CX

Многоцелевыми называются многофункциональные или универсальные смазки, которые можно применять во всех основных узлах трения различных механизмов. Эти смазки водостойкие и используются в широком диапазоне температур и нагрузок. Однако не следует полагать, что многоцелевые смазки пригодны для замещения антифрикционных смазок всех типов, в том числе специальных – химически стойких, радиационно-устойчивых, термостойких или приборных. На самом деле многоцелевые смазки могут заменить лишь смазки общего назначения (солидолы), смазки общего назначения для повышенных температур, некоторые индустриальные и почти все автомобильные смазки. В основном многоцелевые смазки получают путем загущения нефтяных масел литиевыми мылами 12-оксистеариновой кислоты. К данному типу АС в известной мере можно отнести и смазки на комплексных загустителях (загуститель образован мылами низко- и высокомолекулярной кислот) типа комплексно-алюминиевых, комплексно-кальциевых, комплексно-литиевых и полимочевинных смазок, однако большая их часть – достаточно узкой специализации.

Температура каплепадения многоцелевых литиевых смазок составляет 180...200 °С, вязкость при –30 °С близка к 2000 Па•с, что позволяет использовать их в достаточно широком диапазоне температур. Наиболее распространены следующие марки:

Шприцевание ковшового оборудования экскаватора Volvo. Обслуживание проводит сервисная служба ЗАО «Евротехцентр»

Литол-24, который представляет собой загущенную смесь нефтяных масел литие-вым мылом 12-оксистеариновой кислоты и содержит вязкостную и антфрикционную присадки. Высокая температура каплепадения, отличная водостойкость, низкая испаряемость дисперсионной среды, высокий предел прочности позволяют применять смазку при температуре до +110...130 °С. При более высокой температуре у Литола-24 резко падает почти до нуля предел прочности и ускоряются процессы окисления. Важно отметить, что для этой смазки не характерно термоупрочнение при повышенной температуре. Литол-24 сохраняет работоспособность до –40 °С, а в мощных механизмах – и при –55 °С. Смазка обладает отличной механической стабильностью, невысокой коллоидной стабильностью, а благодаря антиокислительной присадке она достаточно химически стабильна. Литол-24 можно применять в узлах трения всех типов: подшипниках качения и скольжения, зубчатых и других передачах, шарнирах. Его используют как единую автомобильную смазку, а также в механизмах тракторов, гусеничных машин, экскаваторов, бульдозеров, судовых механизмов и т. д. Допускается использование Литола-24 в электромашинах, дорожно-строительной, сельскохозяйственной, горной технике.

Шприцевание точек смазки на стреле экскаватора Volvo

Предел прочности (ПП) – минимальная нагрузка, при приложении которой происходит необратимая деформация (сдвиг) смазки. Известно, что частицы загустителя образуют в масле структурный каркас. Ниже ПП смазки подобно твердым телам проявляют упругость, выше ПП – начинают течь, подобно жидкости. Смазки с невысоким ПП сбрасываются с движущихся деталей, стекают с наклонных и вертикальных поверхностей и плохо удерживаются в негерметизированных узлах трения. Очень высокий предел прочности в свою очередь отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках смазок, так как плотные смазки не поступают к трущимся поверхностям, и в результате смазочного материала не хватает в зоне трения, несмотря на то, что в механизме его достаточно.

Температура каплепадения (Тк) – полуэмпирический показатель, условно характеризующий верхнюю границу применения смазки. Для углеводородных, кальциевых и натриевых смазок Тк с достаточной точностью позволяет судить о верхнем температурном пределе работоспособности. Условность данного показателя можно проиллюстрировать следующим примером: для литиевых смазок Тк температурный предел 190...200 °С, температура применения – не выше 120...130 °С (это связано с окисляемостью дисперсионной среды), а для смазок на неорганических загустителях этот параметр вообще не определяют.

Патрон легко вставляется в шприц

Вязкость определяет возможность подачи и заправки смазки в узлы трения при низких температурах. Этот параметр также влияет на пусковые характеристики механизмов и потери при работе различных узлов трения. Вязкие смазки препятствуют запуску маломощных механизмов.

Механическая стабильность характеризует способность смазок восстанавливать исходные объемно-механические свойства после снятия нагрузки и последующего «отдыха». Сильно разупрочняющиеся при механическом воздействии смазки не удерживаются и вытекают из узлов трения при сравнительно небольшой нагрузке.

Коллоидная стабильность (КС) характеризует способность смазок выделять масло при хранении и эксплуатации в минимальной степени. При недостаточно высокой КС масло начинает отделяться из структуры. Наверняка многие при покупке не вполне кондиционной смазки замечали на поверхности «лужицы» масла.

Фиол-1, Фиол-2 и Фиол-2М – мягкие смазки, по составу и основным характеристикам близкие к Литолу-24. Отличаются менее вязкой масляной основой и меньшим содержанием загустителя. Фиол-2М содержит дисульфид молибдена, поэтому у него хорошие противоизносные и противозадирные свойства по сравнению с Фиолом-2. Смазки были разработаны как аналоги итальянских смазок, которые использовала компания FIAT. Фиолы предназначены для применения в разнообразных узлах индустриального оборудования, работающих при малых и средних нагрузках и температуре менее 100 °С: в подшипниках качения и скольжения, зубчатых маломощных редукторах, передачах станков и др. В настоящее время Фиол-1 и Фиол-2 используют в основном в системах автомобилей ВАЗ: в гибких тросах управления и направляющих сидений, Фиол-2М – в скоростных подшипниках текстильных машин.

Смазка БНЗ-3 представляет собой нефтяное масло средней вязкости, загущенное литиевыми мылами стеариновой кислоты и касторового масла. Содержит антиокислительную и противоизносную присадки и работоспособно при температуре –30...+110 °С. По противоизносным параметрам несколько уступает Фиолу-2М, а применяется в основном для герметизации узлов трения, роликовых опор ленточных конвейеров, механизмов экскаваторов, буровых станков, бульдозеров, оборудования горнорудной промышленности.

Менее распространены смазки Алюмол, ЛКМтранс-2 и Герметин, которые, однако, находят применение в узлах трения машин и механизмов, различных транспортных средств и промышленного оборудования. Алюмол готовят на комплексном алюминиевом загустителе, поэтому у него хорошая водостойкость и высокие адгезионные свойства. Эта смазка работоспособна при температуре –40...+150 °С, что приближает ее к термостойким аналогам. ЛКМтранс-2 приготовлена на комплексном литиевом загустителе, содержит многофункциональные присадки, и ей присущи не только хорошая водостойкость, высокая термическая и химическая стабильность, но и хорошие смазочные свойства. Герметин, как следует из названия, вполне можно использовать и при герметизации пробковых кранов бытовой газовой аппаратуры. Работоспособен при температуре –40...+130 °С.

В импортных строительных машинах пластичные смазки, в основном литиевые, применяют в узлах рабочего оборудования и ходовой части. Для их обслуживания специалисты сервисных служб требуют использовать материалы, рекомендованные компанией – изготовителем машины. При крайней необходимости допустимо использовать Литол-24, при этом обязательно сокращая интервалы между заменами смазки. Не рекомендуется использовать солидолы и смешивать с ними литиевые смазки, уже находящиеся в узле трения: солидол, особенно в смеси с литиевой смазкой, склонен уплотняться, и впоследствии бывает невозможно удалить его без разборки узла. Для обслуживания отдельных агрегатов, например гидромолотов, а также для систем централизованной смазки используют специальные материалы, и их замещение недопустимо.

Нагнетание смазки в узел проводят шприцем вручную, при больших объемах обслуживания целесообразно применять электронагнетатели. Смазочные материалы поставляют в патронах, которые вставляются в шприц, а для нагнетателей – в баках соответствующих размеров. Масленки на узлах трения изготовители машин часто защищают пластиковыми колпачками или пробками. В случае отсутствия штатной защиты можно закрыть масленку от попадания грязи подручными средствами: обмотать промасленной ветошью и т. п.

Необходимо отметить, что на практике потребитель может столкнуться со следующими проблемами:
совместимость разных смазок при переводе узла трения со смазки одной марки на другую. Информацию о совместимости смазок разных марок (возможности смешивания без ухудшения качества) или их несовместимости (ухудшение эксплуатационных свойств при смешивании) можно найти в нашем журнале – № 2, 2004 г. «Пластичные смазки: ассортимент и применение», с. 52);

правильный выбор смазки-заменителя, обеспечивающей безотказную работу и сохранение характеристик узла трения.