Предел прочности характеризует минимальное удельное напряжение, при котором происходит разрушение каркаса смазки. Для рабочих температур предел прочности не должен превышать 300-500 Па и быть менее 100-200 Па.

Температура каплепадения определяет верхний температурный предел применения смазки. Как правило, рекомендуют применять смазку при температуре на 15-20 °С ниже температуры ее каплепадения. По температуре каплепадения, которая зависит от загустителя, смазки делят на низкоплавкие, среднеплавкие и тугоплавкие.

Коллоидная стабильность характеризует способность смазок противостоять выделению из них масла.

Испаряемость смазки оценивают измерением потерь масла в нормированных условиях.

Химическая стабильность отражает стойкость смазки против окисления кислородом воздуха. Оценку химической стабильности производят по увеличению кислотного числа масла.

Пенетрация характеризует консистенцию смазки, т.е. способность нести нагрузку и сопротивляться выдавливанию из подшипника. Она определяется глубиной погружения стандартного конуса в смазку при температуре 25 °С.

Водостойкость — свойство пластичной смазки не разрушаться при соприкосновении с водой (неводостойкая смазка при погружении ее в теплую воду растворяется через 10-15 мин). По этому признаку смазки делят на водостойкие и неводостойкие.

Пластичные смазки подразделяют на четыре группы: антифрикционные, консервационные, канатные и уплотнительные (ГОСТ 23258-78).

Антифрикционные смазки предназначены для снижения износа и трения скольжения сопряженных поверхностей и составляют 80% всех потребляемых смазок. Все антифрикционные смазки делят на 12 подгрупп и обозначают буквами в соответствии с их назначением: С — общего назначения для обычной температуры (до 70 °С) во влажных условиях (солидолы); О — общего назначения для повышенных температур (до 110 °С) в условиях, исключающих повышенную влажность; М — многоцелевые, работающие надежно при температурах от -30 до 130 °С в условиях повышенной влажности; 5К термостойкие (жаростойкие) с максимальной температурой сохранения работоспособности 150-250 °С; Н — морозостойкие (низкотемпературные), сохраняющие работоспособность при температуре до -50 °С; И — противозадирные и противоизносные, применяемые в подшипниках качения и подшипниках скольжения при контактных напряжениях выше 2500 и 150 МПа соответственно; X — химически стойкие, рекомендуемые для узлов трения в агрессивных средах; П — приборные, применяемые в узлах трения приборов и точных механизмов; Т — трансмиссионные, применяемые для смазывания зубчатых и винтовых передач всех видов; Д — приработочные, предназначенные для облегчения сборки и ускорения приработки; У — узкоспециализированные, применяемые в отдельных отраслях техники и удовлетворяющие дополнительным требованиям; Б — брикетные, используемые для смазки в виде брикетов.

Консервационные (защитные) смазки предназначены для предотвращения коррозии металлических изделий (за исключением канатов) при хранении, транспортировке, эксплуатации. Они обозначаются буквой 3.

Канатные (К) смазки применяются для смазки канатов и пропитки сердечников.

Уплотнительные смазки используются для герметизации зазоров, сальниковых устройств, всех видов соединений. Они подразделяются натри подгруппы и обозначаются буквами в соответствии с их назначением: А — арматурные, применяемые для запорных арматур и сальниковых устройств; Р — резьбовые, предназначенные для уплотнения резьбовых соединений; В — вакуумные, используемые для подвижных и разъемных соединений и уплотнения вакуумных систем.

Полное обозначение пластичной смазки по ГОСТ 23258-78 характеризует ее назначение, состав и свойства и состоит из пяти индексов, расположенных в данной последовательности и указывающих: группу или подгруппу в соответствии с назначением смазки, приведенным выше; загуститель, обозначаемый буквами русского алфавита в соответствии с табл. 10.13; рекомендуемый температурный интервал применения, обозначаемый в виде дроби и уменьшенный в 10 раз (в числителе без знака «-» минимальная, а в знаменателе — максимальная); дисперсионную среду, обозначаемую строчными буквами в соответствии с табл. 10.14; консистенцию (пенетрацию) смазки, обозначаемую арабскими цифрами.

Примечание. Индекс «Н» для смазки на нефтяной основе не указывают.

Приведем примеры обозначения смазок:
- СКа2/8-2 — смазка общего назначения (солидол), загущена кальциевым мылом, температурный интервал применения от -20 до 80 °С, приготовлена на нефтяном масле (индекс опускается), консистенция 265-295 единиц при 25 °С;
- OHa-Ka3/ll-2 — общего назначения для повышенных температур, загущена натриевым мылом с добавлением кальциевого, температурный интервал работоспособности от -30 до 110 °С, приготовлена на нефтяной основе, консистенция 265-295 единиц при 25 °С;
- КТ6/5к-г4 — канатная смазка, загущена твердым углеводородом, температурный интервал работоспособности от -60 до 50 °С, приготовлена на кремнийуглеродистой жидкости, содержит графит в виде твердой добавки, консистенции 175-205 единиц при 25 °С.

При использовании пластичных смазок необходимо учитывать следующие общие требования: не смешивать различные смазки (за исключением соли-долов); не применять смазки, обводненные или с примесями топлива и механических включений; заполнять смазкой узлы трения только на 30-60% объема; не применять смазки при температуре каплепадения и выше; хранить смазки в закрытой таре, не допуская обводнения и загрязнения механическими примесями.

Область применения пластичных смазок, как правило, определяется загустителем и масляной основой.

Пластичные смазки общего назначения наиболее массовые и дешевые. В качестве загустителя применяется гидратированное кальциевое мыло синтетических жирных кислот (солидолы синтетические), кальциевое мыло жирных кислот естественных жиров (солидолы жировые) и натриевое мыло жирных кислот (консталин жировой).

Все кальциевые смазки нерастворимы в воде, но при нагреве выше 60-90 °С теряют свою работоспособность. При контакте с водой они хорошо защищают металлические детали от коррозии. Солидолы жировые обладают лучшими вязкостно-температурными характеристиками. Смешение жировых и синтетических солидолов не ухудшает их эксплуатационных характеристик.

Для приготовления натриевых смазок общего назначения используют естественные жиры или синтетические кислоты. Общий их недостаток — растворимость в воде.

Многоцелевые смазки водостойки, работоспособны в широком диапазоне температур, скоростей, нагрузок и могут применяться во всех узлах трения разнообразных механизмов. Однако в узлах трения, не защищенных от грязи и воды, применять их нецелесообразно. Они обладают хорошими консерва-ционными свойствами.

Термостойкие смазки сохраняют работоспособность при температуре от 150 до 250 °С. Их изготавливают из дефицитных синтетических масел и специальных загустителей. Применяют термостойкие смазки в исключительных случаях, когда другие смазки применять нельзя.

Морозостойкие смазки предназначены для эксплуатации машин и механизмов при температуре до -50 °С. Морозостойкость смазки, как правило, определяется дисперсионной средой. Для получения этих смазок применяют масла с невысокой вязкостью при низких температурах (синтетические масла-полисилокеаны, сложные эфиры, веретенное АУ и др.).

При защите металлических изделий от коррозии важное место среди пластичных смазок занимают консервационные смазки. Наибольшее распространение получила пушечная смазка. Она сохраняет свою защитную способность и предотвращает коррозию при температуре от -50 до 50 °С. При температуре выше 50 °С она переходит в жидкую фазу, что позволяет наносить ее на поверхность любой формы и размеров пульверизатором. Широко применяется в условиях отрицательных температур и вазелин технический волокнистый, который обладает хорошим сцеплением с металлом и лучшей морозостойкостью по сравнению с пушечной смазкой.

Нерастворимые в воде смазки на кальциевой и литиевой основе могут успешно применяться как консервационные смазки.

Выпускается широкий ассортимент пластичных смазок. В настоящее время действует ГОСТ 23258-78 на обозначение пластичных смазок, а в литературе имеется маркировка, отличная от требований стандарта.

Классификация пластичных смазок национальным институтом смазочных материалов США (NLGI) производится с учетом уровня пенетрации (проникновения).

В соответствии с ГОСТ 23258-78 дополнительно вводится класс консистенции, пенетрация которой <70. Международная классификация по NLGI и SAE предусматривает две группы L и G, которые в свою очередь разделяются на категории качества LA, LB, GA, GB и GC. В соответствии с этой классификацией, кроме температуры каплепадения и класса консистенции, определяется стойкость к окислению, испарению, изменению консистенции, защитной возможности от коррозии, совместимость с эластомерами, низкотемпературный момент вращения и т.д.

При эксплуатации техники выбирать смазочные материалы должны в соответствии с химмотологической картой, разработанной ее изготовителем. Количественный расход пластичных смазок планируется 0,3-0,7% от расходуемого топлива.

—

Главными компонентами пластичных смазок являются минеральное масло и загуститель, в качестве которого обычно служат мыла, т. е. натриевые, кальциевые, литиевые, алюминиевые, бариевые и другие соли высших жирных кислот натурального или искусственного происхождения. Тип используемого загустителя определяет эксплуатационные свойства смазки: температурный предел применения, способность работать в контакте с другими соединениями, стойкость к окислению, механическую прочность, защитные качества. Кроме основных компонентов, некоторые пластичные смазки содержат присадки, повышающие стойкость к окислению, изнашиванию и коррозии.

Влияние пластичных смазок на коррозию металлов связано прежде всего с изменениями, вызываемыми процессами окисления смазки при работе или во время хранения. Дополнительным фактором, ускоряющим этот процесс, является вода. Склонность пластичных смазок к окислению, как правило, выше, чем у минеральных масел. Процессы окисления и другие химические превращения ускоряются при контакте смазки с металлом. Признаком окисления смазки является прежде всего медленный в условиях хранения и более быстрый в период эксплуатации рост кислотности. Продукты окисления, особенно низкомолекулярные органические кислоты, сильно увеличивают коррозионную агрессивность смазок по отношению к металлам и, кроме того, облегчают проникновение вредных соединений, содержащихся в атмосфере воздуха.

Накопление продуктов окисления отрицательно влияет на защитные свойства пластичных смазок. С процессами окисления связано также, как правило, ухудшение механической и коллоидной стабильности смазок.

Отрицательное влияние окисления нежелательно для любых смазок независимо от их назначения, но особенно жесткие требования предъявляются к консервационным смазкам. Такими же защитными свойствами должны обладать смазки, закладываемые в узлы автомобиля на весь срок его службы. Средством, предотвращающим естественное окисление этих продуктов, является применение ингибиторов окисления.

Интенсивность коррозии металлов под влиянием влаги в большой степени определяется влагоустойчивостью пластичных смазок, которая зависит прежде всего от растворимости и эмульгирующей способности отдельных составных частей смазки. Существенное значение имеет также механическая прочность смазок, особенно в условиях механического действия воды (атмосферные осадки, обрызгивание водой).

Среди смазок, получаемых из мыл жирных кислот, самой большой влагоустойчивостью отличаются кальциевые и алюминиевые смазки. Легче всего вымываются натриевые смазки. Характеристика водостойкости имеет решающее значение для смазок, предназначенных для работы в условиях возможного контакта с водой.

Тесная связь между возможными проявлениями коррозионной агрессивности смазок и их химической стабильностью указывает на необходимость учитывать показатель стабильности в качестве потенциального фактора коррозии. Принятым методом для оценки химической стабильности смазок является окисление их образцов в манометрическом сосуде под повышенным давлением и при высокой температуре. Критерием стабильности смазки является количество поглощенного кислорода и выделенных кислот.

—

Пластичные смазки представляют собой высокоструктурированные тиксотропные дисперсии твердых загустителей в жидкой среде.

Отличительной особенностью смазок от масел является наличие предела прочности у смазок, зависимость их вязкости от температуры и скорости деформации или сдвига, обратимость процесса разрушения структурного каркаса. Это делает их иногда единственным, незаменимым смазочным материалом в отдельных узлах трения.

Преимуществами смазок перед маслами является способность удерживаться в негерметизированных узлах трения, лучшие смазочные свойства, более высокие защитные свойства, высокая экономичность применения. Смазки используются там, где нет возможности использовать жидкие масла. Недостатки смазок — это плохая охлаждающая способность трущихся деталей, отсутствие выноса продуктов износа из зоны трения, сложность подачи к узлу трения и некоторые другие.

Количество вырабатываемых смазок относительно небольшое — примерно 5% выработки всех смазочных материалов. Объем и потребление смазок, их производство в последние годы стабилизировалось на одном уровне, несмотря на стремительный рост транспортных средств, сельскохозяйственных машин, станочного оборудования, других видов техники. Более того, в последние годы наметилась тенденция к уменьшению выпуска смазок. Это объясняется улучшением их качества, выпуском и использованием долгоработающих и «вечных» смазок. К таким смазкам относятся, прежде всего, многоцелевые высокоэффективные литиевые и комплексные кальциевые смазки. Использование высококачественных смазок в закрытых узлах трения автомобилей в 5—10 раз увеличило пробег без смены смазки. Эффективность применения зависит не только от правильного выбора сорта смазки, но и от высокой культуры использования смазок и образцовой организации смазочного хозяйства.

Пластичные смазки по свойствам занимают промежуточное положение между твердыми смазочными материалами и жидкими маслами. В простейшем случае любая пластичная смазка состоит из двух компонентов: масляной основы (минерального, синтетического, растительного или другого масла) и твердого загустителя (мыльного или немыльного). Современные смазки.обычно содержат стабилизатор структуры и присадки, нередко и различные наполнители (графит, дисульфид молибдена, порошкообразные металлы или их оксиды и др.). Загуститель образует твердый структурный каркас, внутри которого содержится масло. Поэтому такие смазки называются структурированными системами. Смазки, в составе которых находятся мягкие металлы или их оксиды, называются плакирующими, например, ЛСЦ-15 (с оксидом цинка). От рода загустителя зависят основные эксплуатационные свойства смазок: предел прочности, влагостойкость и др. Низкотемпературные свойства смазок обеспечиваются главным образом масляной основой.

Частички загустителя, образующие структурный каркас, имеют очень малые размеры (0,1—1 мк и больше) форму нитей, мелких шариков, лент, иголок, сростков кри сталлов и т. п. Чем выше анизометр и чность (соотношенш длины и ширины) частичек загустителя, тем более прочнун структуру они образуют. В смазках содержание загусти теля составляет 10—20%. Наиболее распространенным! загустителями являются металлические мыла высокомо лекулярных жирных кислот или металлические мыла естественных жиров. Это так называемые мыльные смазки.

Рис. 1. Электронные ч микрофотографии (X15000) структуры комплексных кальциевых смазок, приготовленных на стеариновой (а) и синтетических жирных кислотах (б).

Далеко не все мыла могут служить в качестве загустителя смазок. Есть углеводородные, бентонитовые, силикагелевые смазки и др. В них загустителем являются твердые углеводороды и неорганические вещества. Это так называемые немыльные смазки.

На формирование структурного каркаса влияют тип и концентрация загустителя, состав и свойства дисперсионной среды, содержание ПАВ, технология’приготовления смазки. Высокая степень структурирования дисперсной фазы .придает смазкам твердообразное состояние и пластичность. При отсутствии нагрузки смазки ведут себя подобно твердым телам. Под действием весьма малых нагрузок структурный каркас разрушается, смазка приобретает вязкотекучее подвижное состояние. Важной особенностью смазок является обратимость процесса разрушения структурного каркаса. При снятии нагрузки смазка вновь приобретает свойства твердого тела. Свойство восстановления структурного каркаса при снятии нагрузки в период отдыха смазки называется явлением тиксотропии. Тиксотропное превращение смазки из пластичного состояния в вязкртекучее и обратно обеспечивает преимущества применения смазок перед жидкими и твердыми смазочными материалами.

Процесс производства смазок сложен и состоит из следующих стадий: подготовки сырья, приготовления загустителя, гермомеханического диспергирования загустителя (варка смазки), охлаждения расплава и отделочных операций.